基于稀疏采样的任意外形声源辐射声场重建与分离方法研究
发布时间：2023-05-14 00:58
近场声全息(NAH)技术是一种先进的噪声源识别和声场可视化技术。该技术通过测量声源近场的声学量,可以重建出声源表面和三维空间声场中的所有声学量。常规NAH技术要求全息面采样点之间的间距必须满足采样定理,否则会产生空间混叠,导致空间分辨率的降低。要想提高NAH的空间分辨率,就要减小采样间距,这意味着需要增加采样点数。此时,当使用快照法测量时,需要大型的传感器阵列,会导致高额的经济成本;当使用小型的传感器阵列利用扫描法测量时,会导致极大的工作成本。针对NAH中存在的测量效率问题,本文将信号的稀疏表示理论和稀疏正则化应用到NAH中。首先通过边界元法(BEM)构建声源表面振速的声辐射模态,并以此为稀疏基,提出了基于稀疏采样的IBEM(S-IBEM)。随后,考虑到IBEM计算效率较低的问题,引入了计算效率更高的基于稀疏采样的等效源法(S-ESM),并结合加权迭代算法提高了在低频和低信噪比情况下S-ESM重建的等效源源强的空间分辨率。针对S-ESM对空间连续型声源效果较差的问题,构建了等效源源强的声辐射模态,提出了基于稀疏采样和声辐射模态的等效源法(SM-ESM);同时,基于S-ESM和SM-ES...
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 近场声全息技术的产生、发展以及研究现状
1.1.1 自由场中的近场声全息技术
1.1.1.1 面向规则形状声源的近场声全息技术
1.1.1.2 面向任意形状声源的近场声全息技术
1.1.2 非自由场中的近场声全息技术
1.2 近场声全息技术的分辨率和测量成本问题
1.3 基于稀疏采样和稀疏正则化的近场声全息技术存在的问题
1.4 本文的主要研究目标与结构安排
1.5 本章小结
第二章 基于稀疏采样的逆边界元法
2.1 基于逆边界元法的近场声全息技术
2.2 基于振速声辐射模态和逆边界元法的近场声全息技术
2.3 基于稀疏采样的逆边界元法
2.3.1 信号的稀疏表示理论和稀疏正则化
2.3.2 稀疏性分析
2.3.3 基于稀疏采样的逆边界元法
2.4 数值仿真
2.4.1 振动球
2.4.2 立方体壳
2.5 实验研究
2.6 本章小结
第三章 基于稀疏采样和加权迭代的等效源法
3.1 等效源法理论模型
3.2 基于稀疏采样的等效源法
3.2.1 理论模型
3.2.2 数值仿真
3.2.2.1 空间稀疏型声源
3.2.2.2 空间连续型声源
3.2.2.3 参数分析
3.3 基于稀疏采样和加权迭代的等效源法
3.3.1 基本理论
3.3.2 数值仿真
3.3.3 实验研究
3.4 本章小结
第四章 基于稀疏采样和冗余字典的等效源法
4.1 等效源源强的声辐射模态
4.2 基于稀疏采样和源强声辐射模态的等效源法
4.2.1 基本理论
4.2.2 数值仿真
4.2.2.1 空间连续型声源
4.2.2.2 空间稀疏型声源
4.2.2.3 参数分析
4.3 基于稀疏采样和冗余字典的等效源法
4.3.1 基本理论
4.3.2 数值仿真
4.3.2.1 空间稀疏型声源
4.3.2.2 空间连续型声源
4.3.3 实验研究
4.3.3.1 音箱实验
4.3.3.2 固支板实验
4.4 本章小结
第五章 基于稀疏采样和等效源法的声场分离技术
5.1 基于等效源法的声场分离技术
5.1.1 基本原理
5.1.2 数值仿真
5.2 基于稀疏采样和等效源法的声场分离技术
5.2.1 基本原理
5.2.2 数值仿真
5.2.2.1 不同类型声源的声场分离
5.2.2.2 相同类型声源的声场分离
5.2.2.3 参数分析
5.3 实验研究
5.3.1 不同类型声源的声场分离
5.3.2 相同类型声源的声场分离
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3816868
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 近场声全息技术的产生、发展以及研究现状
1.1.1 自由场中的近场声全息技术
1.1.1.1 面向规则形状声源的近场声全息技术
1.1.1.2 面向任意形状声源的近场声全息技术
1.1.2 非自由场中的近场声全息技术
1.2 近场声全息技术的分辨率和测量成本问题
1.3 基于稀疏采样和稀疏正则化的近场声全息技术存在的问题
1.4 本文的主要研究目标与结构安排
1.5 本章小结
第二章 基于稀疏采样的逆边界元法
2.1 基于逆边界元法的近场声全息技术
2.2 基于振速声辐射模态和逆边界元法的近场声全息技术
2.3 基于稀疏采样的逆边界元法
2.3.1 信号的稀疏表示理论和稀疏正则化
2.3.2 稀疏性分析
2.3.3 基于稀疏采样的逆边界元法
2.4 数值仿真
2.4.1 振动球
2.4.2 立方体壳
2.5 实验研究
2.6 本章小结
第三章 基于稀疏采样和加权迭代的等效源法
3.1 等效源法理论模型
3.2 基于稀疏采样的等效源法
3.2.1 理论模型
3.2.2 数值仿真
3.2.2.1 空间稀疏型声源
3.2.2.2 空间连续型声源
3.2.2.3 参数分析
3.3 基于稀疏采样和加权迭代的等效源法
3.3.1 基本理论
3.3.2 数值仿真
3.3.3 实验研究
3.4 本章小结
第四章 基于稀疏采样和冗余字典的等效源法
4.1 等效源源强的声辐射模态
4.2 基于稀疏采样和源强声辐射模态的等效源法
4.2.1 基本理论
4.2.2 数值仿真
4.2.2.1 空间连续型声源
4.2.2.2 空间稀疏型声源
4.2.2.3 参数分析
4.3 基于稀疏采样和冗余字典的等效源法
4.3.1 基本理论
4.3.2 数值仿真
4.3.2.1 空间稀疏型声源
4.3.2.2 空间连续型声源
4.3.3 实验研究
4.3.3.1 音箱实验
4.3.3.2 固支板实验
4.4 本章小结
第五章 基于稀疏采样和等效源法的声场分离技术
5.1 基于等效源法的声场分离技术
5.1.1 基本原理
5.1.2 数值仿真
5.2 基于稀疏采样和等效源法的声场分离技术
5.2.1 基本原理
5.2.2 数值仿真
5.2.2.1 不同类型声源的声场分离
5.2.2.2 相同类型声源的声场分离
5.2.2.3 参数分析
5.3 实验研究
5.3.1 不同类型声源的声场分离
5.3.2 相同类型声源的声场分离
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3816868
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3816868.html
