低信噪比条件下的平面等效源近场声全息方法

为提高低信噪比条件下的近场声全息成像效果,提出一种低信噪比条件下的平面等效源近场声全息方法,其将近场声全息对声场还原度高的优点和声源定位方法抗干扰能力强的优点相结合。该方法首先结合压缩感知技术的正交匹配追踪算法,在未知声源数目情况下求出虚拟声源在平面分布,再利用传导矩阵求出近场平面声压分布。通过仿真分析金属弹性材料壳体振动的近场声辐射,将该方法与Fourier变换方法、常规边界元方法以及传统等效源方法的近场声全息效果相比较。仿真实验表明,该方法性能可靠且具有较强的抗噪能力,可作为低信噪比条件下平面近场声全息方法的一种有效补充。     

声全息分析噪声场的空间频域重建算法

声全息方法是分析噪声场的一种有效手段。该文在基于空间面积分的声全息重建公式的基础上利用二维快速Fourier变换进行了快速的声场空间频域重建。在理论推导的基础上 ,进行了模拟实验和现场实验 ,两种实验均证明了空间频域重建算法的有效性。     

基于等效源法的Patch近场声全息

在基于等效源法的近场声全息的基础上, 提出了基于等效源法的Patch近场声全息. 该方法克服了传统近场声全息要求全息面大于源面的缺陷, 它不需要对整个声源建模, 也不需要测量面覆盖整个声源, 可以根据实际需要, 对所感兴趣的区域进行测量, 并直接对该区域进行重建. 由于该方法具有适应性强、计算效率高、测量方便等优点, 因而为近场声全息向实际应用推广创造了条件. 数值仿真研究说明了常规基于等效源法的近场声全息在全息测量数据不足时的局限性及其重建的不可行性, 验证了采用Pacth近场声全息重建局部声源的可行性和有效性, 以及全息声压存在误差时, 采用正则化处理方法的有效性.     

球面波源叠加法与球面波源边界点法实现声全息的比较研究

在提出球面波源概念的基础上, 建立了完备的基于球面波源叠加法的近场声全息理论, 其中包括展开系数的重构、声场的预测、误差敏感性分析、正则化处理以及提出的一种最优球面波源展开项数的选取方法——双面测量遍历法; 随后简要地介绍了球面波源边界点法及其实现近场声全息的过程. 考虑到上述两种近场声全息实现方法之间具有很大的相似性, 对两者进行了比较研究, 通过严格的数学证明以及对半自由声场中单源和多源声场的实验研究, 阐明了它们之间的异同点, 并论证了球面波源边界点法作为声全息变换算法的优越性.     

Landweber迭代近场声全息

在基于分布源边界点法的近场声全息理论基础上, 提出采用Landweber迭代正则化方法稳定近场声全息重建过程, 控制测量误差对重建结果的影响, 确保重建结果的有效性. 提出一种用于确定最优迭代次数的方法--辅助面选取法, 通过计算各次迭代所获得的辅助面上声压值与测量值之间相对误差的最小值来选取最佳迭代次数, 从而达到最佳的正则化效果. 对实际声源的实验研究, 一方面说明了测量误差对重建结果影响的严重性, 另一方面也验证了提出的最优迭代次数选取方法的有效性, 及采用Landweber迭代正则化方法控制近场声全息重建误差影响的有效性.     

全息面上基于声强测量复声压重构的离散算法与仿真

阐述了近场声全息技术(NAH)的基本原理,对基于声强测量的全息平面上复声压重构的方法(BAHIM)进行了详细的推导与分析,并推导了BAHIM法在有限空间范围上的离散表达式,以及它与有限离散傅氏变换DFT之间的关系,为采用FFT方法实现全息平面上的复声压重构提供了依据。根据所推公式编写了MATLAB计算程序,并以点源为对象进行了仿真计算。仿真结果表明:利用所推的离散算法可得到准确的相位重构结果。     

Landweber iterative regularization for nearfield acoustic holography

In the past twenty years, nearfield acoustic holography (NAH) has become an efficient tool for noise source identification, noise source localization and acoustic field visualization. By measuring the complex pressure or particle velocity on a hologram su…     

基于等效源法的近场声全息技术

在基于分布源边界点法的近场声全息技术的基础上, 提出了一种新型的基于等效源法的近场声全息技术. 首先给出了严格的理论推导, 并对重建过程的误差敏感性、多源声场和半自由声场重建等问题进行了分析, 给出了相应的解决办法. 随后通过实验研究, 验证了所提出方法的可行性和准确性.     

正交球面波源边界点法及其在声全息中的应用

在采用常规的边界点法求解声辐射问题时, 所有传递矩阵的构造均需要对表面法向振速特解矩阵直接求逆, 因而要求表面法向振速特解矩阵必须为满秩方阵, 但常规边界点法中特解源的类型单一, 相互之间不存在正交关系, 且特解源的位置又只能由经验公式来确定, 因而限制了其应用范围. 鉴于此问题, 首先对特解源的构造方法进行了改进, 提出采用奇异值分解方法对所构造的表面法向振速特解矩阵求广义逆, 从而解除了对特解源位置的约束. 在此基础上, 进而提出采用不同阶次的正交球面波源作为特解源的正交球面波源边界点法, 此时只需满足使特解源的个数小于等于表面结点个数即可, 该方法一方面继承了常规边界点法的所有优点, 另一方面又从根本上彻底地解决了特解源位置的选取问题, 并避免了那些对计算结果毫无影响而只是增加了计算量的特解源存在. 首先对所提出方法进行理论推导, 随后将其作为声场全息变换算法应用于声场的全息重建和预测中, 并通过实验研究, 验证了文中方法及其在声全息中应用的可行性和正确性.     

近场声全息正则化方法比较

为了正确选择正则化方法,在基于边界元方法的近场声全息理论基础上,分析了截断奇异值法和Tikhonov正则化方法的异同点,阐述了通过曲率求解L曲线拐角点的基本原理,并将L曲线准则和广义交叉检验法应用于截断奇异值正则化方法最优截断点的选取．通过数值仿真表明,利用L曲线最大曲率点可以有效地确定L曲线最优正则化参数位置;在基于边界元法的共形平面近场声全息中,当信噪比为60dB时,4种组合正则化方法在l000Hz频率点处分辨距离能达到42mm最后,比较研究了4种组合正则化方法的重构精度和稳健性．