基于相位共轭法对噪声源进行成像和分离研究

发布时间：2017-08-14 22:10

  本文关键词：基于相位共轭法对噪声源进行成像和分离研究

  更多相关文章： 相位共轭方法 噪声源识别和分离 聚焦特性 声学贡献量分析

【摘要】：随着军事科技的不断发展,船舶噪声逐渐成为影响舰船安全的关键因素,对船舶噪声进行控制需要首先获取噪声源的相关信息,然而海洋声场环境复杂多变,导致现有对噪声源进行识别的方法均存在一定的问题,相位共轭方法不需要噪声源的任何先验信息,在复杂环境下对噪声源的识别和成像方面有很大的优越性。目前相位共轭方法对多目标噪声源共同存在的复杂声场的研究还比较少,本文利用相位共轭方法对多个目标噪声源进行识别和分离并通过声学贡献量分析确定主要噪声源。具体研究内容如下：采用不同阵列对单个点声源的基本聚焦特性进行了数值仿真计算。结果表明：基于声压梯度测量的PCD方法计算相位共轭声场时声源的聚焦效果最好,在近场可以突破声波的衍射极限(0.5λ)；螺旋桨型阵列可以在获得同样分辨率(0.28λ)的情况下利用较少的阵元个数获得较高的识别精度,满足工程应用。采用相位共轭方法对两个点声源共同存在的复杂声场进行了成像和分离研究。首先探讨了阵列形式对声源聚焦和识别的影响,其次研究了强度不同及频率不同时,两个点声源的识别分辨特性。结果表明：对于多目标噪声源,同样是基于偶极子源的声压梯度测量方法(PCD)得到的分辨效果最好；在阵元间距以及阵列法线方向与声源距离相同时,采用平面阵列时获得的声场识别精度最高；阵列法线方向与声源距离越近,相位共轭方法对声源的识别和分离越精确,声源间距越大,声源的分离效果越好；当声源间距d=λ,阵列法线方向与声源距离z=0.1λ时,PCD方法可以清晰地识别分离出两个声源,完全没有伪声源的干扰,z≥1.5λ时两个声源无法分离；两个声源实现分离的间距与阵列法向与声源的测量距离有关,当阵列法线方向与声源距离z=0.1λ时,可以识别的声源间距最小为0.8λ；对于声源强度不同的两个点声源,PCD方法识别得到的幅值比结果更准确；对于两个频率不同的点声源共同存在的声场,相位共轭方法对高频声源的识别效果较好。基于相位共轭方法对复杂目标声场进行了声学贡献量分析。在对不同强度的两个点声源声场和平板声源声场识别的研究基础上,选取目标场点并分别计算了各个声源的贡献量系数。结果表明：通过对目标声源进行声学贡献量分析,可以判断出各个声源对目标场点的贡献权重,从而依据贡献权重对声源进行排序,通过对目标场点贡献量为正的声源或平板区域进行控制就可以减小对目标场点的辐射噪声值,该研究结果可用于复杂声源的噪声控制。
【关键词】：相位共轭方法 噪声源识别和分离 聚焦特性 声学贡献量分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U661.44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 选题背景及研究意义9-10
• 1.2 噪声源识别方法简介10-15
• 1.2.1 传统识别方法10-11
• 1.2.2 基于信号处理的噪声源识别方法11-13
• 1.2.3 基于阵列技术噪声源识别方法13-15
• 1.3 国内外对于相位共轭方法的研究现状15-18
• 1.4 论文的主要研究内容18-19
• 2 相位共轭聚焦基本理论19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 声学理论基础19-22
• 2.2.1 波动方程19-20
• 2.2.2 声场空间的互易性20-21
• 2.2.3 时反不变性21-22
• 2.3 时间反转聚焦理论22-25
• 2.4 Helmholtz-Kirchhoff积分定理25-27
• 2.5 完全相位共轭声场27-28
• 2.6 声场中的传播波和倏逝波28-30
• 2.7 小结30-31
• 3 单声源的识别分析以及相关参数研究31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 相位共轭声场的离散阵列计算方法31-32
• 3.3 阵列形式对聚焦特性的影响32-36
• 3.4 基于PCD方法可实现高识别分辨率的理论解释36-37
• 3.5 小结37-39
• 4 多目标噪声源的识别分离以及相关参数研究39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 理论基础39
• 4.3 数值模拟39-52
• 4.3.1 阵列形式对聚焦特性的影响40-42
• 4.3.2 影响聚焦特性的相关参数研究42-47
• 4.3.3 频率不同时的分辨特性47-49
• 4.3.4 声源强度不同时的分辨特性49-52
• 4.4 小结52-53
• 5 复杂声源的声学贡献量分析53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 声学贡献量理论53-54
• 5.3 两个点声源的贡献量分析54-56
• 5.4 二维平板声源的贡献量分析56-62
• 5.5 小结62-63
• 6 总结和展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-70
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况70-71
• 致谢71-72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐世荣,董建东,王旭辉;偏相干分析在噪声源识别中的应用[J];噪声与振动控制;1988年02期

2 周敬宣;机器噪声源识别的建模与测试[J];噪声与振动控制;1990年06期

3 姚志远,曾发林,宫镇;小波变换在车辆噪声源识别中的应用[J];汽车工程;2002年04期

4 段敏,石晶,鲁晓丽;发动机噪声源识别的试验方法[J];辽宁工学院学报;2003年02期

5 岳东鹏,郝志勇,刘月辉,段秀兵,宋宝安;柴油机表面辐射噪声源识别的研究[J];汽车工程;2004年05期

6 宋晶,刘晓玲;汽车噪声源的常用识别方法研究与分析[J];四川工业学院学报;2004年S1期

7 李晓明;李惠彬;;载货车辆噪声源识别的试验研究[J];上海汽车;2006年03期

8 苏梅;包铁成;毕凤荣;;摩托车噪声源识别方法研究[J];小型内燃机与摩托车;2006年02期

9 李林凌;郑四发;郝鹏;连小珉;李克强;;重型汽车噪声源识别及其控制研究[J];汽车工程;2007年05期

10 司春棣;陈恩利;杨绍普;王翠艳;;汽车噪声源识别实验研究[J];噪声与振动控制;2010年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 司春棣;陈恩利;杨绍普;王翠艳;;基于声强法的整车表面噪声源识别试验研究[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年

2 余桐奎;时胜国;熊草根;;层次分析法在复杂噪声源识别中的应用[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年

3 邓可教;储昭坦;吕伟国;;有限焦距波束形成在汽车噪声源识别中的应用[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年

4 司春棣;陈恩利;杨绍普;王翠艳;;基于声阵列技术的汽车噪声源识别试验研究[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年

5 余珍;王志伟;;相干/偏相干分析结果数值比较在噪声源分析中的应用问题[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年

6 杨金才;钱凌锋;庞剑;张亮;丁艳平;杨金榜;;气门噪声的小波分析方法[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年

7 何元安;何祚镛;;噪声源识别中的声场空间变换技术[A];水下噪声学术论文选集（1985-2005）[C];2005年

8 ;我国噪声与振动控制行业2011年发展综述[A];中国环境保护产业发展报告（2011年）[C];2012年

9 沈松;应怀樵;刘进明;;基于波束形成的噪声源识别方法的应用和比较[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年

10 张丹玲;王德友;张生;林佳佳;;大涵道比涡扇发动机噪声源及辐射特性研究[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 清华大学 杨殿阁;汽车噪声测量技术：从静止到运动[N];中国电子报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 孟浩东;中小功率柴油发动机振声源识别技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 孟春霞;船舶辐射噪声源简化模型[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 廖力达;挖掘机用柴油机噪声声源识别与特性研究[D];中南大学;2012年

4 周晓华;运动噪声源识别技术的研究[D];吉林大学;2008年

5 陈欢;直线阵潜艇噪声源高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

6 郭小霞;水下结构辐射噪声源快速诊断识别研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

7 薛玮飞;机械噪声源辨识与特征提取的研究[D];上海交通大学;2007年

8 时洁;基于矢量阵的水下噪声源近场高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 薛昊强;汽车车身壁板振动对乘坐室内噪声的声学贡献度分析研究[D];长安大学;2015年

2 乔晋红;基于偏相干分析的车内噪声源识别与控制研究[D];合肥工业大学;2016年

3 周东旺;基于近场声全息的车辆噪声源识别[D];南京航空航天大学;2016年

4 李玲;某商务车M100 NVH特性的分析与改进[D];湖南大学;2015年

5 陆地;基于EEMD-ICA-CWT的装载机噪声源特征识别技术研究[D];天津大学;2014年

6 豆东阳;基于相位共轭法对噪声源进行成像和分离研究[D];大连理工大学;2016年

7 许春民;基于传声器阵列技术的车辆噪声源识别方法研究[D];长安大学;2011年

8 宋晶;利用偏相干函数法识别汽车整车噪声源的研究[D];西华大学;2006年

9 彭吉龙;车辆噪声源阵列识别技术研究[D];长安大学;2013年

10 王欢;复杂机械系统噪声源分离与诊断方法研究及软件实现[D];哈尔滨工程大学;2011年

，

本文编号：674959