基于声压_振速测量的平面近场声全息实验研究
基于振速测量的HELS方法研究
基 于振 速 测 量 的 Ｈ Ｌ Ｅ Ｓ方 法研 究
杨德 森 ，郭小 霞， 时胜 国
（ 尔滨工程大学 水 声工程 学院 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） 哈 ５０ １
摘 要 ： 了提高重建声场 中质 点振 速量的重建精度 ， 为 在传统基 于声压 测量 的 Ｈ ｌ ｏ ｚ ｅ ｍｈｈ 方程最小二乘（ Ｅ Ｓ 方法 理论 Ｈ Ｌ）
通过选取不同工况进一步证 明了振速模型重建声场中振速量的优越性 ， 显示 了其在工程实践 中广泛的应用前景．
关键 词 ： ｅｍ ｏ ｚ Ｈ ｌ ｈｈ 方程最小二乘法 ； 平面近场声全息 ； 向质点振速 ； 法 水下噪声源识别
中图分类号 ：Ｂ ３ 文献标识码 ： 文章编 号 ：０ ６７４ （０ １０ －６ ８ ６ Ｔ ５５ Ａ １０ － ３ ２ １ ） ５０ １－ ０ ０
报
ｆ ｌ，ａｎ ｗ Ｈ ｌ ｈ ｈ ｑ ａ ｏ ａｔ ｑ ａｅ Ｈ Ｌ ）ｍ ｔｏ ｅｏ ｓ ｃ ｏ ｏ ｅ ｗ ｓ ｒｓｎｅ ｉ ｎｕ ｄｒ ｉ ｄ ｅ ｅｍ ｏ ｚｅ ｕｔ ｎｌ ｓ ｓｕ ｒｓ（ Ｅ Ｓ ｅｈｄｒｃ ｎｔ ｔ ｎｍ ｄｌ ａ ｅｅ ｔ ｗｔ ａ ｎ ｅ． ｅ ｉ ｅ ｕ ｒ ｉ ｐ ｄ ｈ
Ｅｘ ｒ ｍ ｅ ｔ ｌｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｎ ｎ ａ ｏ ｓｉ ｅｄ ｕ ｉ ｇ ｔ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｏ ｓ ｒ ｃ ｉ ｇ ａ ｃ ｕ ｔ ｆ ｌ ｓｎ ｈｅ ｃｉ ＨＥＬＳ ｍ ｅ ｈ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔｏ ａ ｔｃ ｅ ｖ ｌ ｃｔ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｆｐ ｒ ｉ ｌ ｅｏ ｉｙ
基础 上 ， 推导得到 了基 于振速测量 Ｈ Ｌ Ｅ Ｓ声场重建 的测量模 型 ， 称振速模 型． 出了该模 型的声场重 建算 法和参数 选 简 给 取 的基本原则 ， 并对基 于振速模 型的声场重建和声压模型的声场重建进行仿真计算 比较结果表 明， 新模型较传统模 型的
基于矢量阵测量的振速重构近场声全息技术
第 46 卷第 22 期 2010 年 11 月
机械工程学报
JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
Vol.46 No.22 Nov. 2 0 1 0
DOI：10.3901/JME.2010.22.016
基于矢量阵测量的振速重构近场声全息技术*
胡 博 杨德森 孙 玉
(哈尔滨工程大学水声技术重点实验室 哈尔滨 150001)
(2)
利用二维傅里叶变换的一般关系式
+∞ +∞
∫ ∫ P(kx , ky , z) = −∞ −∞ p(x, y, z) exp[− j(kx x + ky y)]dxdy
(3)
∫ ∫ p(x,
y,
z)
=
1 4π2
∞ −∞
∞
−∞ P(kx , ky , z) ×
exp[ j(kx x + ky y)]dkxdky
有限空间内基于等效源法的近场声全息测量方法研究
哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要近场声全息技术是声场预报和声源识别的一种重要途径，通过提取声源近场附近的声场所包含的信息即可计算出声源表面声压和质点振速等声学量，进而重建出整个三维声场。
传统近场声全息技术要求所有声源均处于全息面的一边，而另一边为自由场。
实际上，声源所处的环境往往并非自由场，通常会有边界的限制，这就导致了全息测量面获得声场数据不仅仅是声源的直接辐射的声波，还包括了由于界面多次反射所产生的声波。
由此，在非自由场中，采用传统近场声全息技术通常无法实现声源的准确识别。
因此，本文提出了有限空间中基于等效源法的近场声全息技术。
本文首先针对现有的自由场中基于等效源法的近场声全息技术进行了理论研究，以点源组合和结构声源为研究对象，数值分析了该方法的可行性和有效性，并分析了全息面布放方式、全息面测点间距以及声源频率等对于重建精度的影响。
在有限空间中采用近场声全息法进行声源识别和声场重建时，由于通常会受到边界影响，无法给出格林函数的解析解。
所以本文提出采用数值计算的方式来获取有限空间中格林函数的方法，利用数值计算的格林函数来实现声源在自由场中的三维声场重建。
并将其应用于点源组合和结构声源在自由场中的声辐射预报和声场重建，分析了不同声源频率、全息面尺寸、全息测点间距以及全息面位置对于重建精度的影响。
结果表明：本文提出的方法解决了近场声全息技术只能应用于自由场和半空间声场的问题。
可以应用于非自由声场中的声场重构，具有较好的效果。
关键词：有限空间；等效源法；近场声全息技术；格林函数；声场重建ABSTRACTNear-field acoustic holography（NAH）is an important method for sound field prediction and sound source identification. Using NAH technology, the sound pressures on the surface of the sound source and the vibration velocities of the particles can be calculated by extracting sound information in the near field of the sound source, and then the entire three-dimensional sound field can be reconstructed. Traditional near-field acoustic holography technology requires all sound sources to be on the same side of the holographic surface and the other side to be a free field. Usually, the environment in which the sound source is located, however, is not a free field because of the boundary restrictions. So, the sound field data obtained by the holographic measurement surface is not only the sound waves directly radiated by the sound source, but also the multiple reflections at the interface. Therefore, the sound source cannot be identified accurately by conventional near-field acoustic holography. In this paper, proposes a near-field acoustic holography technique based on the equivalent source method in limited space has been proposed.NAH technology based on the equivalent source method in the free field is studied firstly. Then, the point source combination and structural sound source are taken as the research object, the feasibility and effectiveness of this method are analyzed numerically. And the influences of the holographic surface layout method, the distance between the measuring points of the holographic surface and the frequency of the sound source on the reconstruction accuracy have been analyzed.Aiming at the problem of sound source identification and sound field reconstruction in a limited space, the analytical solution of the Green's function cannot be given due to the limitations of the boundary properties. Therefore, this paper proposes a method to obtain the Green's function in finite space by numerical calculation，and then the three-dimensional sound field of the sound source in the free field is reconstructed by the Green’s function .It is also applied to the acoustic radiation prediction and sound field reconstruction point source combination and structured sound source. The effects of sound source frequencies, holographic surface size, holographic measurement point spacing, and holographic surface position on reconstruction accuracy are analyzed. The results show that the method proposed in this paper can be used for sound field reconstruction in non-free sound fields, and has a good effect. This method solves the limitation that traditional NAH could only be applied to free-field and half-space acoustic fields.目录第1章绪论 (1)1.1 论文背景及研究目的 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 近场声全息研究现状 (2)1.2.2 有限空间声场测量技术 (5)1.3 本文主要内容与章节安排 (7)1.3.1 本文主要内容 (7)1.3.2 章节安排 (7)第2章基于等效源法的近场声全息变换方法 (9)2.1 引言 (9)2.2 等效源积分方程 (9)2.3 基于等效源法的近场声全息变换方法基本原理 (11)2.4 数值仿真分析 (12)2.4.1 点源组合情况的数值仿真分析 (12)2.4.2 球壳结构近场声全息变换数值仿真分析 (14)2.5 本章小结 (18)第3章有限空间中基于等效源法的近场声全息变换方法 (21)3.1 引言 (21)3.2 有限空间中基于等效源法的近场声全息变换理论模型 (21)3.3 有限空间中声场重构 (22)3.3.1 有限元法 (22)3.3.2 有限空间中声场重构步骤 (23)3.4 有限空间中基于等效源法的近场声全息理论模型的有效性验证 (24)3.5 本章小结 (25)第4章矩形水池中近场声全息变换方法数值仿真分析 (27)4.1 引言 (27)4.2 有限空间中点源组合的数值仿真分析 (27)4.3 不同全息测量参数情况下点源组合的数值仿真分析 (31)4.3.1 全息面尺寸和测点间距对全息重建的影响 (31)哈尔滨工程大学硕士学位论文4.3.2 全息面位置对全息重建的影响 (37)4.4 本章小结 (39)第5章循环水槽中近场声全息变换方法数值仿真分析 (41)5.1 引言 (41)5.2 不同边界条件下点源组合的数值仿真分析 (41)5.2.1 阻抗边界条件 (42)5.2.2 绝对软边界 (46)5.2.3 绝对硬边界 (51)5.2.4 整体绝对硬边界 (56)5.3 球壳结构表面源强度近场声全息变换数值仿真分析 (60)5.4 本章小结 (66)结论 (68)参考文献 (70)攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 (74)致谢 (75)第1章绪论第1章绪论1.1 论文背景及研究目的控制水下航行体的辐射噪声水平是提高其自身隐蔽性、增强自身战斗力的重要保证。
近场声全息测量研究
ｃ ｐ ｏ ｅｓ ａ ｉｇＣ ｏ ｘ ｅ ｄ ａ ｈ ｌ ｖ ｌｎ ｈ ｏ ｅｍａ ｉ ｍ ￣ ｑ ｅ ｃ ｆｉｔｒ ｓ，ｔｅ ｓｚ ｆｈ ｌｇａ ｈ ｃ ｏ ｒ ｈ ｎ ｐ ｃｎ ａ ｎ ｔｅ ｃ ｅ ａｆｗａ ｅｅ ｇ ｆｔ ｘｍｕ ｎ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｙ ｏ ｎｅｅ ｔ ｈ ｉｅ ｏ ｏｏ ｒｐ ｉ
ｒｃ ａ ｙ・
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｎｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｏ ｓｉ ａ ｏｏ ａ ｈ ；ｓ ｕ ｄ ｆ ｌ ａ ｕ ｅ ｎ ；ｓ ｕ ｄ ｆ ｌ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ；ｗａ ｅ ｕ ｙ ｒｓ ａ ｆ ｌ ｃ ｕ ｔ ｌ ｈ ｌ ｇ ｐ ｙ ｏ ｎ ｅｄ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｏ ｎ ｅ ｄ ｒ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｉ ｃ ｒ ｉ ｉ ｏ ｖ ｎ ｍ— ｂ ｒ ｄ ｍａｎ ｆ ｔｒ ｇ ｅ ｏ ｉ ｌｅｉ ． ｉ ｎ
Ｓ ａ ｇ Ｊａ ｈ ａ Ｚ ａ ｇＭｉｇ ｎ ｈ ｎ ｉｎ ｕ ｈ ｎ ｎ ｍｉ
（ ａａ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｎｉｅｒ ｇ Ｗｕａ ３０ ３ ｈｎ ） Ｎ ｖｌ ｎ ｅｓｙｏ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｈｎ４ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ｖ ｔ ｎ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｃｉａ ｓ ｕ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｅ ｅ ｋ ｎ ｓｒ ｃ ：Ｓ ｍｅ ｐ ａ ｔ ｌｉｓ ｅ ｂ ｏ ｓ ｒ ｄ ｗｈ ｎ ｍａ ｉ ｇ ＮＡＨ ａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ．Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｃ ｏ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｗｅ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｈｓ ａ ｅ ｐ ｉｔ ｄ ｏ ｔｔ ａ ｈ ｔｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｌ ｅ ｔ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｐ ａ ｅ ｍａ ｓ ｗｅｌ ｂ ｔ ｉ ｅ ｍｉ ｉ ｍ ｏｎ ｅ ｕ ｈ ｔ ｅ ｓａ ｄ ｆ ｆ ｔ ｏ ｍｅ ｒ ｍｅ ｔｐ ａ ｏ ｒ ｃ ｎ ｔ ｔ ｌｎ ｙ ａ ｌ ｅ ｗｉ ｎ ｔ ｎ ｍｕ ｓ ｎ ｕ ｏ ｈ ｈ ｗ ｖ ｌｎ ｔ ａ ｅ ｅ ｇｈ，ｉ ａｓ ａ ｅａ ｉｎ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ａ ｇ ｆ ｈ ａ ｕ ｅ ｎ ｙ ｔ ｍ ｄ ｓ ａ ｉ ｅ ｏ ｕ ｉ ｎ，ａ ｄ ｍｉ ｔｌ ｏ ｈ ｓｒ ｌｔ ｓｗｉ ｔ ｙ ａ ｃ ｒ ｅ ｏ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｓ ｓｅ ａ ｐ ｔ ｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｈｈ ｎ ｔ ｎ ｌ ａ ｏ ｎ —
基于统计最优的近场声全息理论与仿真实验
０ 引 言
复声 压 （ ｒ ） 的理论 公式 为 ：
１
” Ｊ
近 场声 全息 作为 一种 功能 强 大 的噪声 源识 别 以及 声场 可视 化工具 ，通过 测 量 声 源 的 近场 声 压 信 息 ，能
泰 国家 自然科学 基金资助项 目 （ ５ １ ２ ７ ５ ０ ９ ９ ） ；广东省 自然科学基金资助项 目 （ ￥ ２ ０ １ ２ ０ １ ０ ０ ０ ９ ５ ０ ５ ）
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ７ — ２ １ ；修 回 日期 ；２ ０ １ ３ — ０ ８ — ２ １
作 者 简 介 ：刘 凯 （ １ ９ ８ ７ 一 ） ．男 ，山 西 晋 城 人 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 ：故 障 诊 断 。
的声 压可 以看成 是无 数个 空 间波数 域 的平 面传 播波 和 倏逝 波 的叠 加［ ５ ］ 。假设 空 间声 场 中任 意 点 （ ｚ ， ， ） 处
重 建点 ｒ ＝ ＝ ＝ （ ｚ， ， ｚ ） 处 的复 声压 ， 则有：
Ｎ
的复声 压 为 户 （ ｒ ） 一Ｐ（ ， Ｙ， ） ， ｆ为 其 频 率 ， 声 波 在 空
够重 建声 源表 面 以及 整 个 三 维声 场 中 的各 声 学 量 ， 对 噪声 源 的有效 控制 和声 辐 射特 性 的研究 具有 重要 的意 义 。基 于空 间傅 里 叶 变 换 的 平 面 近 场 声 全 息 （ Ｆ Ｆ Ｔ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｐ ｌ ａ ｎ ａ ｒ ＮＡＨ） 技 术是 解 决 声 学 问 题 的 一 种快 速 有效 的方 法Ｌ １ ］ 。但 当遇 到 大型声 源 时它 就有 一 定 的 缺点 ，由于测量 点 较 多 ，测 量 难 度 加 大 ， 测 量 时 间 和 成本 也就 增加 。针 对上 述 情 况 ２ ０ ０ ３年 Ｗｉ ｌ ｌ ｉ ａ ｍｓ提 出
基于等效源法和质点振速测量的近场声全息技术
基于等效源法和质点振速测量的近场声全息技术
佚名
【期刊名称】《机械工程学报》
【年(卷),期】2012(48)21
【摘要】近场声全息（NAH）是一种用于机电产品噪声源识别定位和辐射声场可视化的前沿技术。
它可以高分辨率地重建出机电产品的表面声压和法向振速，还可以预测机电产品所辐射的三维声场中任意点处的声压、质点振速和有功无功声强等声学量，从而为机电产品的故障诊断、噪声振动控制、低噪声及声质量设计等提供依据。
【总页数】1页(P56-56)
【关键词】声全息技术;近场声全息;质点振速;等效源法;机电产品;测量;辐射声场;识别定位
【正文语种】中文
【中图分类】TB877.2
【相关文献】
1.基于质点振速输入和Laplace变换的流动媒质中近场声全息技术 [J], 董必春;张润梅;陈雪辉
2.基于等效源法和双面质点振速测量的声场分离方法 [J], 毕传兴†;胡定玉;张永斌;徐亮
3.基于质点振速测量的近场声全息技术 [J], 张永斌;毕传兴;陈剑;陈心昭
4.基于等效源法的近场声全息技术研究与应用 [J], 张亚虎;王波;王一风;田甲;宁传
彬
5.基于矢量阵测量的振速重构近场声全息技术 [J], 胡博;杨德森;孙玉
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散射条件下声源分离及参数获取的平行障板方法
散射条件下声源分离及参数获取的平行障板方法莫喜平【摘要】声呐系统或水声设备湿端不可避免存在某些散射体,克服散射体干扰对声源本身辐射特性进行测量目前还缺乏简捷有效的方法.依据刚性圆盘散射规律,通过有限元建模分析了与观察方向平行布设的刚性圆盘对声源辐射特性的影响规律,结果表明:在满足远场条件时,在较小的允许误差范围内观察轴线上声压幅值分布与引入平行障板无关.并在此基础上尝试提出一种简捷有效的平行障板方法,实现散射条件下声源分离与参数获取.通过有限元仿真分析,在1 kHz～20 kHz频率范围内,半径0.4 m、厚8 mm的钢板对脉动圆管声源级分离测量引入误差在±0.6 dB以内.【期刊名称】《应用声学》【年(卷),期】2019(038)004【总页数】5页(P525-529)【关键词】散射;参数获取;远场条件;平行障板;声源【作者】莫喜平【作者单位】中国科学院声学研究所北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TB5650 引言声源的测量是声学系统设计、应用、评价、考核等过程中的重要环节，在换能器设计制造过程中一般通过自由场条件进行测试计量。
但在换能器安装到设备系统中以后，由于安装结构中存在复杂的散射体，对换能器的发射特性进行在线测量一直是工程应用中未能很好解决的一项技术难题。
在声呐系统或水声设备中使声源完全没有散射体几乎不太可能，一般尽量设计在半空间内并且散射面尽可能小以减少对发射声场造成的影响。
目前关于解决复杂声源测量的方法需要通过较大规模接收基阵来完成[1]，处理算法上包括声全息技术[2−5]、波束形成技术[5−6]、声强处理技术[7]等。
上述方法一般应用于未知声源或分布结构噪声的检测与识别，在处理存在散射体影响下声源标定测试问题时应用这些方法显得设备复杂、处理繁琐，并且精度又未必能够有效保证。
针对现今尚无有效方法实现散射条件下声源的简便测量问题，设想可以介入加设专门的障板，“隔离”结构散射体的散射贡献，通过理论分析或实验技术使散射场已知或者可以分离。
平面Patch近场声全息几种方法的比较研究
舰 船 科 学 技 术
ＳＨＩＰ ＳＣＩＥＮ ＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
Ｖ ｏ１．４０．Ｎ ｏ．７ Ｊｕ１．．２０１８
平面 Ｐａｔｃｈ近场 声全 息 几种 方法 的 比较研 究
田 湘 林 ， 楼 京 俊 （１．海 军 工程 大学 动 力工程 学 院 ，湖北 武 汉 ４３００３３；２．海 军 工程 大学 科 研部 ，湖北 武汉 ４３００３３）
摘 要 ：平面近场声 全息算法能够根据全 息面上记 录的数据重建三维声场 的参 数 ，但是对飞机 、舰船等大 型 设 备 而 言 ，全 息 面 的 大 小 很 难 满 足 常 规 平 面 近 场 声 全 息 算 法 的 条 件 。 Ｐａｔｃｈ近 场声 全 息 算 法 能 很 好 地 解 决 这 个 问 题 。 本 文 对 ＦＦＴ数 据 外 推 算 法 、ＰＧＡ数 据 外 推 算 法 、ＳＯＮＡＨ算 法 这 ３种 常 用 的 Ｐａｔｃｈ近 场 声 全 息 算 法 的 计 算 过 程 进 行 推 导 ，考 虑 方 形 平 面 全 息 面 时 ，通 过 仿 真 分 析 了 ＦＦＴ数 据 外 推 算 法 、ＰＧＡ 数 据 外 推 算 法 、ＳＯＮＡＨ算 法 重建 结果 ，并 比较 了重 建 误 差 。研 究 表 明 ， 当全 息 面 为 方 形 平 面 时 ，在 同等 条件 下基 于 能 量带 限外 推方 法 的重 构 误 差 最 小 。
Ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｍ ｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｐａｔｃｈ ｎｅａｒ－ｆｉｅｌｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ ＴＩＡＮ Ｘｉａｎｇ－ｌｉｎ ，ＬＯＵ Ｊｉｎｇ－ｊｕｎ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＰｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｎａｖａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３００３３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｎａｖａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ ｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３００３３，Ｃｈｉｎａ）
基于空间声场变换的近场声全息参数选取及重建误差研究的开题报告
基于空间声场变换的近场声全息参数选取及重建误差研究的开题报告一、选题背景传统的声全息技术通常需要在远离源的位置来捕捉声场信息，因此需要使用大型麦克风阵列进行采集，在数据处理时也需要进行各种复杂的运算，因此其应用范围十分有限。
为了进一步拓展声全息技术的应用，近年来出现了基于空间声场变换的近场声全息技术，该技术不仅可以在近距离内捕捉声场信息，而且还能够将声场信息转化为观测点上的声场信息，从而使得声全息技术的应用更加广泛。
在基于空间声场变换的近场声全息技术中，选择合适的参数进行声场重建是十分重要的。
此外，对于重建误差的研究也能够对该技术的进一步优化提供帮助。
因此，本研究将主要围绕基于空间声场变换的近场声全息参数选取及重建误差研究展开。
二、研究内容本研究将着重探讨以下几个方面：1. 基于近场声全息的参数选取方法：针对近场声全息技术涉及的各个参数，本研究将进行系统的分析和研究，从而得出最佳的参数组合，以实现高质量的声场重建效果。
2. 重建误差分析：通过对比实际声场与重建声场的差异，本研究将分析近场声全息技术的重建误差，并对其进行相关的深入研究，以探讨其根本原因和优化方法。
3. 误差抑制方法探索：在深入研究重建误差后，本研究还将探讨相关的误差抑制方法。
通过对比各种抑制方法的优缺点，本研究将提出相应的误差抑制方法，以提高近场声全息技术的重建效果。
三、研究意义本研究将对基于空间声场变换的近场声全息技术的优化和进一步应用带来积极影响。
通过对声场重建参数的优化和重建误差的研究，本研究将为同行提供更优质的声场重建方法。
此外，本研究所提出的误差抑制方法也将有效地提高近场声全息技术的可靠性和适用范围。
四、研究方法本研究将运用数字信号处理、计算机模拟等多种研究方法，首先进行声场重建的实验研究，得出各种参数下的声场重建效果，从而比较其优劣。
之后，本研究将对重建误差进行深入研究并提出相应的误差抑制方法。
最后，本研究将利用计算机模拟技术等手段，对所提出的声场重建方法进行验证和优化。
基于矢量阵测量的局部近场全息技术研究
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基于近场声全息的高频换能器阵列声场测量方法
基于近场声全息的高频换能器阵列声场测量方法郭世旭;郝振宇;郑慧峰;赵鹏;熊久鹏【摘要】在二维平面声压构建技术理论基础上,结合空间傅里叶变换的近场声全息技术,提出一种高测量效率的声场测量方法.以由4个压电元件所构成的矩形活塞换能器阵列为测量对象,进行声场仿真和实验测量,验证该测量方法的测量精度与效率.结果表明,该方法相比面扫描法测量效率提高了560倍,相比积分法计算速度提高两倍,可有效应用于高频换能器阵列的声场测量.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】4页(P477-480)【关键词】计量学;声场测量;近场声全息;高频换能器阵列【作者】郭世旭;郝振宇;郑慧峰;赵鹏;熊久鹏【作者单位】中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018;中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018;中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018;中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018;中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TB951 引言在水声测量中，水声换能器和基阵一般都在远场条件下工作，且对水声换能器的校准通常都是在远场测量[1]。
随着对水声探测精度的要求提高，高频换能器及其阵列的研究越发受到重视，如多波束声呐，由于频率、尺寸等因素的限制，此类设备难以满足有限空间的远场测量条件。
近场测量法为水声换能器远场测量提供了一种可行的技术手段。
王成等提出基于近场测量法的水声换能器的声场重建方法，利用单个水听器进行面扫描，并根据惠更斯第二积分进行声场推算，但难以满足高频、大尺寸声学换能器的声场重建[2]；殷敬伟、郭嘉浩等设计了一种高频水声换能器近场声压分布测量机械扫描系统[3]，能够精确控制水听器的位置，并且认为根据DRL法[4]可以推算高频水声换能器的远场声学性能。
上述文献提到的方法虽然可以有效得到高频水声换能器阵列的远场特性，但在实际测量过程中由于测量点数较多，导致数据处理复杂，效率较低。
基于近场声全息的载荷识别技术及试验验证
Analysis and Verification of Load Identification Technology based on Near-field Acoustic Holography
PENG Shan 1, ZHANG Yi 2, ZHANG Yue 2, JIANG Hao 3, ZHOU Pu2
（ 1. 海军驻 704 所军代表室，上海 200031； 2. 上海船舶设备研究所，上海 200031； 3. 上海交通大学 振动冲击噪声研究所，上海 201100 )
摘 要：提出 1 种通过辐射声测量来识别激励源的基于近场声全息的载荷识别技术。针对所研究的圆筒结构，通
过测量激励产生的辐射声场，使用近场声全息的声场理论建立内部声等效源，进而用基于等效源的近场声全息方法重
本文研究的主要目的是通过声压测量这种非接 触式测量方式来识别结构产生振动和辐射声的激励 源。为了达到这一目标，结合了两种已知的方法：基 于等效源法的近场声全息和载荷识别技术。本文分 为 3 部分。第 1 部分介绍了基于近场声全息的载荷 识别技术的基本原理。第 2 部分通过一个圆筒激励 试验对该识别技术进行了验证。最后给出了结论。
第 38 卷 第 Z1 期 2018 年 4 月
噪声与振动控制 NOISE AND VIBRATION CONTROL
Vol 38 No.Z1 Apr. 2018
文章编号：1006-1355(2018)Z1-0601-04
基于近场声全息的载荷识别技术及试验验证
彭 杉 1，章 艺 2，张 跃 2，蒋 昊 3，周 璞 2
Abstract : A load recognition technique based on near-field acoustic holography was proposed to identify the excitation source through the radiation acoustic measurement. For a cylinder structure, the radiation acoustic field generated by excitation was measured and the internal acoustic equivalent source was constructed by the sound field theory of the nearfield acoustical holography. Then, the surface vibration velocity was reconstructed based on the equivalent source of the nearfield acoustic holography. By translating the surface velocity to normal acceleration, the excitation force was identified. Compared with the results measured by the force sensor, the identification error of the excitation force at the main peak frequency is found to be below 5 dB, which meets the engineering application requirements.
基于振速测量单全息面直接声场分离方法
基于振速测量单全息面直接声场分离方法田克权;毛锦;李林聪;崔亚辉;杜进辅【摘要】为了更精确分离质点振速,以波叠加法作为声场分离算法基础,提出单全息面测量振速直接声场分离方法.建立单面振速测量声场分离模型,并推导理论计算方法,通过数值仿真,分析算法的计算精度,证明该方法可以有效分离声场.然后对比所提分离方法和单面声压测量声场分离方法分离简单源和脉动声源的误差,结果表明:单面振速测量的直接声场分离方法可以有效分离目标声源,而且可以获得更高的振速分离精度.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】5页(P27-31)【关键词】声学;声场分离;波叠加;质点振速;单全息面【作者】田克权;毛锦;李林聪;崔亚辉;杜进辅【作者单位】西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安 710048;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安 710048;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安 710048;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安 710048;西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TB532;TB533近场声全息是一种声源识别和声场可视化技术，通过测量声场的声压或振速信息，重建出三维声学特征，由于该方法在噪声源识别、定位时可以实现三维声场重现，有重要价值，引起了学术界的重视[1]，对于该技术目前研究最多的是基于空间变换（STFT）的近场声全息法，但其存在逆向重构不适定性问题，为了提高精度需要布置大量的传感器[2–3]。
近年来对统计最优法[4–6]、边界元法[7–8]、等效源法近场声全息[9]研究也很多。
当存在相干声源时，需要把干扰声源分离后才能准确重建声场。
毛锦等[10]通过改进统计最优声场分离法，采用双面测量在多个声源中分离出单个声源。
张永斌等[11–12]基于声压振速联合声场数据，采用单测量面分离声源，将分离不对称声源的方法进行改进。
近场声全息方法识别噪声源的实验研究
近场声全息方法识别噪声源的实验研究Ξ于 飞 陈 剑 李卫兵 陈心昭(合肥工业大学机械与汽车工程学院 合肥,230009)摘 要 根据近场声全息(NA H)的原理,建立了全息实验所需要的采集、分析系统。
针对影响重建精度较大的截止波数的选取问题,给出了较为详细的讨论,并提出一种不需先验知识的截止波数选取方法。
最后通过对实测数据进行全息变换,重建结果表明:在采用提出的截止滤波选取方法后,NA H技术可以精确地对噪声源进行定位与识别,并且可以得到三维空间内的声压、质点振速和声强矢量等声学信息。
关键词:声源识别;近场声全息;实验研究;截止波数中图分类号:TB532;TB533+.2 进行空间声场的可视化和噪声源的识别与定位,对于噪声测量和控制工程具有非常重要的意义。
上世纪80年代初提出的近场声全息技术(NA H),便是可视化空间声场和定位噪声源的一种强有力工具。
近场声全息可以由一个测量面的声压标量数据,反演和预测另一面上的声压、质点振速、矢量声强等重要声场参量,受到了各国研究人员及一些相关公司的重视。
近场声全息技术真正地将丰富的声学理论同噪声测量、控制工程紧密地结合起来[1～2]。
20世纪80年代末,国内一些学者逐渐对此方法进行了研究:中科院武汉物理所对编磬表面振动模态做了研究[3～4];哈尔滨工程大学对基于边界元法的水下近场声全息也做了研究[5];清华大学汽车工程系对非近场声全息确定噪声源进行了研究[6～7];合肥工业大学机械工程学院对近场声全息方法识别噪声源作了一定的研究[8～9]。
近场声全息可以不受波长分辨率限制重建声场,但在此种全息过程中截止波数的选取对重建分辨率的影响非常大。
文献[3]提出一种需要测量先验知识的优化滤波方法,而这种先验知识一般是不易获得的。
本文根据截止波数的大小对重建结果的影响趋势,提出一种不需要先验和后验知识的截止波数选取方法。
并根据近场声全息的原理,建立了全息实验所需要的采集、分析系统。
采用振速测量的改进统计最优近场声全息方法
采用振速测量的改进统计最优近场声全息方法赵报川;杨涛;赵永峰【期刊名称】《应用声学》【年(卷),期】2017(036)005【摘要】针对常规统计最优近场声全息在空间多源声场重建过程中所需波函数项数多、重建精度不理想的问题,本文提出了一种基于振速测量的改进统计最优近场声全息算法.与常规算法不同,改进算法主要根据声源特点选取合适的波函数组合来计算声场传递矩阵.通过数值仿真初步验证了该方法的准确性和有效性,并与常规算法进行了详细的对比分析.仿真结果表明,改进算法重建精度高,随频率的变化相对误差波动较小,且随着频率的增大相对误差有逐渐减小的趋势;此外,不同的波函数组合,重建效果差异很大,当选取的波函数与声源共形且数量一致时重建效果最好.%The conventional statistically optimized near-field acoustical holography SONAH needs a large number of higher-order elementary wave functions to represent the sound field generated by multiple spatial sound sources, and the results of reconstruction are generally unsatisfactory. In conventional method, a single wave function type is often used to reconstruct the sound fields, while the improved SONAH uses a set of elementary wave functions which are selected depending on the features of sound sources to calculate the sound field transfer matrix. Two sets of numerical simulations are used to demonstrate the validity and applicability of reconstruction by using this improved method. The simulation results show that the proposed method achieves more accurateresults than that of the conventional SONAH methods. Moreover, the relative errors have a small disturbance with the frequency of sound sources changing, which suggests that the improved method has a strong robustness to frequency variation. The selection of the elementary wave functions has a great influence on the accuracy of the reconstruction. The improved method has an accurate reconstruction when the elementary wave functions are conformal with the sound source shapes and equal to the number of sound sources.【总页数】10页(P445-454)【作者】赵报川;杨涛;赵永峰【作者单位】西南科技大学信息工程学院绵阳 621010;西南科技大学信息工程学院绵阳 621010;西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室绵阳621010;西南科技大学信息工程学院绵阳 621010【正文语种】中文【中图分类】TB535【相关文献】1.矢量阵测量统计最优近场声全息的运动声源识别方法与实验研究 [J], 时胜国;郭小霞;王佳典;胡博;杨德森2.采用平面测量的统计最优近场声全息方法研究 [J], 魏东梅;赵报川;张宝3.基于近场声全息振速重构的3种滤波方法比较 [J], 杨枭杰; 郭世旭; 王月兵; 郝振宇; 赵鹏4.基于矢量阵测量的振速重构近场声全息技术 [J], 胡博;杨德森;孙玉5.基于改进统计最优近场声全息的空间多种声源声场重建 [J], 赵报川;杨涛;张进因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于平滑l_0范数的压缩感知近场声全息方法
基于平滑l_0范数的压缩感知近场声全息方法赵永峰;杨涛【期刊名称】《压电与声光》【年(卷),期】2018(40)1【摘要】传统平面近场声全息(CPNAH)是一类典型的不适定问题,采用波数域滤波或Tikhonov正则化等方法都无法彻底解决,因此,提出一种基于平滑l_0范数的压缩感知平面近场声全息法(SL0-CS-PNAH)。
根据全息面上测量声压的特点,采用symlets8小波函数构建正交小波变换矩阵,将其作为重建面质点法向振速的稀疏基。
将CPNAH中使用的瑞利(Rayleigh)第一积分公式离散化,确定SL0-CS-PNAH中满足约束等距原则的测量矩阵,设置合适的压缩比,利用测量矩阵对稀疏信号进行压缩采样。
在由感知矩阵、全息面测量声压和稀疏向量共同构成的约束条件下,建立稀疏向量的最小l_0范数优化模型,采用平滑l_0范数重建算法求解此模型下的最优化问题,得到质点法向振速的最优稀疏解,再将最优稀疏解和稀疏基相乘恢复重建面质点法向振速。
在数值仿真实验中,将测量点由64×64减少到32×64的情况下将传统CPNAH、基于正交匹配追踪算法的压缩感知近场声全息(OMPCS-PNAH)、基于子空间追踪算法的压缩感知近场声全息(SP-CS-PNAH)和SL0-CS-PNAH进行比较。
实验结果表明,在相同采样率和压缩比条件下,采用SL0-CS-PNAH的声场重建质量较好且重建效率较高。
【总页数】7页(P73-78)【关键词】平面近场声全息;压缩感知;平滑l0范数算法;正交匹配追踪算法;子空间追踪算法【作者】赵永峰;杨涛【作者单位】西南科技大学信息工程学院;西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TN911【相关文献】1.基于压缩感知的等效源近场声全息 [J], 耿胜远;张学勇2.基于压缩感知的等效源近场声全息 [J], 耿胜远;张学勇3.基于压缩感知和快速波叠加谱方法的近场声全息 [J], 张阳;向宇;石梓玉;陆静;王玉江4.基于混合优化的平滑l_0压缩感知重构算法 [J], 安澄全;彭军伟5.基于压缩感知的平面近场声全息方法及其应用 [J], 杜宝;罗健;胡飞;柳小勤;伍星因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于质点振速输入和Laplace变换的流动媒质中近场声全息技术
所提出的方法具有良好的声场重建效果。
关键词：声学；近场声全息；流动媒质；质点振速；奇异性
中图分类号：TB532
文献标志码：A
DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1355.2018.Z1.097
Nearfield Acoustic Holography in a Moving Medium based on Particle Velocity Input and Laplace Transform
（ 安徽建筑大学 机械与电气工程学院，合肥 230601 ）
摘 要：流动媒质中近场声全息技术（NAH）是一种能够实现流动媒质中声源识别和声场重建的先进技术。大多数
பைடு நூலகம்
流动媒质中 NAH 算法都是以声压作为输入量，但在测量声压时，传声器和媒质之间相互作用会产生气动背景噪声。
得益于质点振速能够利用光学方法进行测量（例如 LDV），以质点振速作为输入量的流动媒质中 NAH 具有一定的优
收稿日期：2018-03-16 基金项目：安徽省高等学校自然科学研究重点项目
（KJ2015A013）
作者简介：董必春（1985 - ），男，安徽省六安市人，博士，主要
研究方向为噪声振动及其控制。 E-mail: dongbchabc@
声场中任意一点的声学量 ，从而实现声源定位和三 维声场的可视化。目前绝大多数的 NAH 技术都是 基于声源与媒质相对静止的条件下建立的。
DONG Bichun , ZHANG Runmei , CHEN Xuehui
( School of Mechanical and Electrical Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei 230601, China )
平面近场声全息信噪比估计方法研究
平面近场声全息信噪比估计方法研究万海波;朱石坚;楼京俊;丁少春【摘要】针对全息面复声压信噪比对声场重构结果影响较大、往往不能直接测量问题，采用二维小波分析方法进行全息面信噪比参数估计，分析小波函数、分解层级对信噪比估计准确性影响，明确二维小波分析的参数选取，并以受简谐激励作用的四周无限大障板简支钢板为对象进行辐射声场全息重构仿真分析。
结果表明，信噪比参数对实现准确声场全息重构十分重要，用二维小波分析方法进行全息面信噪比参数估计有效且可行。
%The complex signal to noise ratio of pressure on an acoustic holography surface has a great influence on the precision of reconstruction results,however it cannot be measured directly.To solve this problem,the method of two-dimension wavelet analysis was proposed,and the effects of wavelet function and decomposition level were analyzed, which will help the decision making for parameters selection in the two-dimension wavelet analysis.The proposed method was validated by suing the synthetic sound field created by a point-driven,simply supported plate.The result show that the two-dimension wavelet analysis used to estimate the complex signal to noise ratio of pressure is feasible.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】4页(P96-99)【关键词】近场声全息;信噪比估计;小波分析;滤波窗【作者】万海波;朱石坚;楼京俊;丁少春【作者单位】海军工程大学动力工程学院，武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】O322近场声全息[1-2]测试过程中全息面复声压不可避免会引入背景噪声干扰。
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2 平面近场声全息基本原理
由理想流体媒质中小振幅声波的波动方程, 可
以得到不依赖于时间的时谐声波场的 H elm ho ltz方
程为
2p (x, y, z ) + k2p (x, y, z ) = 0,
( 1)
式中, p ( x, y, z )为空间点 ( x, y, z )的复声压; k = / c
( 2)
V ( kx, ky, z) = kz P ( kx, ky ) exp( ikz z) /∀ck, ( 3)
P ( kx, ky, z) = ∀ckV ( kx, ky ) exp( ikz z ) /kz, ( 4)
V ( kx, ky, z) = V ( kx, ky ) exp( ikz z ),
3 基于声压 速度测量的平面近场声 全息原理
图 1为全息面与源面之间的空间位置关系: 全 息面 H 两侧均有声源, 其中全息面与坐标平面 ( x, y ) 重合, 即 zH = 0 两侧源面均与全息面平行, 源面 S1 代替目标声源, 源面 S2 代替来自全息面背向的干 扰声源.
图 1 全息面与声源之间的位置关系
( 5)
式中, ∀为声介质的密度, P ( kx , ky, z)和 P ( kx, ky )分
别为面 z 和面 z= 0上声压的二维空间 Four ier变换,
V ( kx, ky )为在源平面 z = 0 上波数域内的法向质点
振速, kx 和 ky 分别对 应直角坐标 x 和 y 的空间频
率, 而 kz 为
= 2 /!为波数, c为声速, !为波长. 对于 z > 0的空
间为自由声场的情况, 即所有声源均位于 z = 0平面
一侧, 由格林公式可以得到方程 ( 1)的解, 即任意平
面 z 上的声压同边界平面 z = 0上的声压、法向质点
振速在波数域内的关系为
P ( kx, ky, z) = P ( kx, ky ) exp( ikz z),
常规的 NAH 要求所有声源均位于全息面的同 一侧, 测量声场为自由声场或全息面足够靠近目标 声源以至于外界的干扰可以忽略. 这种要求大大地 限制了 NAH 技术的应用. 在实际测量时, 通常会遇
到全息面另一侧存在相干声源, 或是全息面的一侧 存在反射或散射. 如果此时采用常规的 NAH 进行重 建, 势必会出现虚假声源, 或出现较大的重建误差.
P 1 ( kx,
ky )
=
P ( kx,
ky ) (
jkzD - 1) 2 jkzD
+ P !( kx, ky ).
( 19)
将 ( 19)式代入 ( 17)式, 可得目标声源在全息面
上单独产生的法向质点振速为
V1 ( kx,
ky )
=
P ( kx,
ky ) ( jkzD - 1) + 2 j∀ckD
该点的法向振速 v( x, y ) 为
v( x, y ) = v1 (x, y ) - v2 ( x, y ),
( 12)
式中, v1 ( x, y ) 为目标声源在该点引起的法向质点
振速; v2 ( x, y ) 为干扰声源在该点引起的法向质点
11 10
物理
振速, 目标声源和干扰声源在全息面上的法向质点
* 国家自然科学基金 ( 批准号: 10874037, 10974040 ) 、霍 英东教 育基金 ( 批 准号: 111058 ) 和 教育 部新 世纪 优秀人 才支 持计 划 ( 批 准号: NCET 08 0767 ) 资助的课题. E m ai:l cxb@i hfut. edu. cn
2期
第 59卷 第 2期 2010年 2月 1000 3290 /2010/59( 02) /1108 08
物理学报
ACTA PHYS ICA SIN ICA
V o.l 59, N o. 2, F eb ruary, 2010 2010 Ch in. Phy s. Soc.
基于声压 振速测量的平面近场声全息实验研究*
域内, 两声压和法向质点振速之间关系分别为
V1 ( kx, ky ) = P 1 ( kx, ky ) kz /∀ck,
( 17)
V2 ( kx, ky ) = P 2 ( kx, ky ) kz /∀ck.
( 18)
将 ( 17)和 ( 18)式代入 ( 16)式, 并联合 ( 15)式,
可以解得目标声源在全息面上单独产生的声压为
毕传兴等: 基于声压 振速测量的 平面近场声全息实验研究
1 10 9
用, 它解决了全息面背向有噪声干扰情况下的 NAH 重建问题, 为 NAH 的实际应用推广提供了重要解决 手段.
本文在前期对声场分离技术研究的基础上, 基 于欧拉公式和有限差分近似, 建立新的基于声压 振 速测量的平面 NAH 理论公式. 随后以实际音箱声源 为对象开展实验研究, 并通过对采用本文方法分离 和重建所得结果与实际结果的比较检 验该方法的 有效性.
p !( x, y ), 则可得全息面上的法向质点振速为
v (x, y ) =
1 p !(x, j∀ck
y) D
p ( x,
y ).
( 14)
将 ( 14)式代入 ( 12)式, 并对 ( 11), ( 12)式两边
分别取二维空间 Fourier变换, 可以得到波数域内该
全息面上各声压和质点振速之间的关系为
为了 解 决 NAH 的 背 向 噪 声 干 扰问 题, 于 飞 等 [ 10, 11] 最早提出将声场分离技术应用于 NAH, 该方 法采用 T am ura等 [ 12] 提出的声 场分离技 术将 NAH 测量过程中全息面上来自目 标声源辐射声从 包含 有背向噪声的声场中分离出来, 再采用常规的 NAH 实施重建; 在文献 [ 13] 中提出通过测量单个全息面 声压和质点速度的方法来分 离全息面上来自 背向 的噪声. 李卫兵等 [ 14] 在 H a ld等提出的 SONAH 技术 的基础上, 提出采用基于 SONAH 技术的 双全息面 声场 分 离 技 术 来 分 离 背 向 噪 声 的 干 扰. 最 近, H ald[ 15] 还提出一种基于双全息面声压测 量的统计 最优 P atch近场 声全息, 他将该方法用于 实现汽车 内部 声 场 的 重 建, 并 取 得 较 好 的 效 果. Jacobsen 等 [ 16] 在 H a ld提出的方法的基础上, 提出 了基于声 压和振速测量的 SONAH 技术, 并与 H ald提出的双 面方 法 进 行 了 比 较 [ 17] . 此 外, L angrenne 等 [ 18 ] 和 V a ld iv ia 等 [ 19] 提出一种基于 BEM 的双面声场分离 方法, 毕传兴等 [ 20 ] 提出了 一种基于 ESM 的双面声 场分离方法, 这些成果使声场分离技术可以用于任 意形状声源分析. 声场分离技术 在 NAH 中非 常有
kz =
k2 - kx2 - k2y ( k2x + k2y k2 ),
( 6)
- j kx2 + ky2 - k2 ( k2x + k2y > k2 ).
对于基于声压测量的 NAH, 对应全息面 z = zH 和重建面 z = zS, 由 ( 2) 和 ( 3) 式 可得重 建基 本公
式为
P ( kx, ky, zS ) = P ( kx, ky, zH )
exp[ - ikz ( zH - zS ) ] /kz ( 9) V ( kx, ky, zS ) = V ( kx, ky, zH )
exp[ - ikz ( zH - zS ) ] . ( 10) 对重建获得的 P ( kx, ky, zS )和 V ( kx, ky, zS )进行 二维空间 Fourier逆变换, 即可获得重 建面上的 声 压、质点振速以及有功声强等声学量. 无论 是基 于 声压 还 是 基 于 质 点振 速 测 量 的 NAH 均要求所有声源均位于全息面的同一侧, 即测 量声场为自由声场. 如果全息面两侧 都有声源, 或 是测量面的一 侧存 在反射 等, 此时再 采用 常规 的 NAH 进行重建, 势必会出现虚假声源, 或 出现较大 的重建误差. 而基于声压 速度测量的 NAH 则很好 地解决了该问题.
振速方向相反.
在实际应用中, ( 12)式中法向质点振速 v(x, y )很
难直接测量获得. 但可以通过在全息面附近布置一辅
助测量面, 由有限差分近似计算获得. 根据 Eu ler公式,
全息面上任意点 (x, y )的法向质点振速为
v( x, y ) =
1 j∀
p ( x, z
y ).
( 13)
设辅助测量面 H !上任意点 ( x, y )的复声压为
P ( kx, ky ) = P 1 ( kx, ky ) + P 2 ( kx, ky ),
( 15)
P !( kx,
ky ) - P ( kx, j∀ckD
ky )
=
V1 ( kx,
ky ) - V2 ( kx,
ky ).
( 16)
对于目标声源和干扰声源辐射声 压和质点振
速之间的关系同样可以用 Euler公式表示, 在波数
对于稳态声场, 全息面 H 上任意点 ( x, y ) 的复 声压 p ( x, y ) 为两侧声源辐射声压的叠加, 即
p ( x, y ) = p1 ( x, y ) + p2 ( x, y ),
( 11)
式中, p1 ( x, y ) 为目标声源在点 ( x, y ) 处产生的声
压; p 2 ( x, y ) 为干扰声源在该点产生的声压. 同样,
关键词: 近场声全息, 声场分离, 声场重建, 声源识别 PACC: 4320, 4363