【摘要】：水下航行器的隱蔽性關(guān)乎其自身的生命力,降低水下航行器的輻射噪聲、尤其是控制其低頻線譜成為減振降噪工程的重要工作。然而為評(píng)價(jià)減振降噪措施的有效性,準(zhǔn)確測(cè)量水下航行器的輻射噪聲則是必要前提,核心環(huán)節(jié)是測(cè)量方法。非消聲水池是重要的聲學(xué)測(cè)量裝置,在非消聲水池中應(yīng)用混響水池法測(cè)量水下聲源的輻射聲功率,具有背景噪聲強(qiáng)度低、試驗(yàn)環(huán)境易滿足、測(cè)量結(jié)果精度高且重復(fù)性好等優(yōu)勢(shì),為水下航行器的聲學(xué)測(cè)量提供了有效的技術(shù)手段。非消聲水池的低頻聲場(chǎng)特性是封閉空間聲場(chǎng)特性的研究熱點(diǎn),由于非消聲水池低頻聲場(chǎng)聲模態(tài)少,此時(shí)水下聲源的輻射阻抗與自由場(chǎng)相比發(fā)生明顯變化,導(dǎo)致低頻聲場(chǎng)起伏劇烈,傳統(tǒng)的混響法在低頻域已不再適用。為了拓展非消聲水池的低頻應(yīng)用,本文探討了水下聲源在非消聲水池中的低頻聲學(xué)特性測(cè)量方法,詳細(xì)闡述了在非消聲水池“低頻共振頻段”采用比較法測(cè)量技術(shù)和在“聲截止頻段”采用近場(chǎng)聲能流分離的聲強(qiáng)法測(cè)量技術(shù)。“低頻共振頻段”指分析頻率介于非消聲水池聲場(chǎng)的第一階簡(jiǎn)正頻率與下限頻率之間的頻段,在此頻段內(nèi),本文深入闡述了水下聲源低頻輻射聲功率的比較法測(cè)量技術(shù),該方法無(wú)需測(cè)量混響時(shí)間,而是利用混響場(chǎng)與自由場(chǎng)之間聲場(chǎng)的固定差異,對(duì)非消聲水池內(nèi)均方聲壓進(jìn)行修正,有效擴(kuò)展了混響法在低頻域的應(yīng)用范圍。在典型聲源測(cè)量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了圓柱殼模型低頻輻射聲功率的比較法測(cè)量試驗(yàn)研究,其窄帶測(cè)量結(jié)果和自由場(chǎng)相比偏差不大于1.5dB,驗(yàn)證了比較法測(cè)量技術(shù)的有效性�！奥暯刂诡l段”指分析頻率低于混響聲場(chǎng)的第一階簡(jiǎn)正頻率的頻段,在此頻段內(nèi),本文提出了一種基于近場(chǎng)聲能流分離的水下聲源低頻輻射聲功率的聲強(qiáng)法測(cè)量技術(shù),采用近場(chǎng)測(cè)量聲源輻射聲能反演的方式實(shí)現(xiàn)。聲強(qiáng)法測(cè)量技術(shù)無(wú)需測(cè)量混響水池中的均方聲壓值,而是通過(guò)近場(chǎng)測(cè)量包絡(luò)面上的聲能流信息,分離流入和流出包絡(luò)面的聲能,反演得到聲源的自由場(chǎng)輻射聲功率,進(jìn)一步擴(kuò)展了混響法在低頻域測(cè)量的應(yīng)用范圍。采用數(shù)值計(jì)算的方法,分析了封閉空間中圓柱殼模型的輻射聲特性,并且驗(yàn)證了聲強(qiáng)法測(cè)量技術(shù)的有效性。在典型聲源測(cè)量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了圓柱殼模型低頻輻射聲功率的聲強(qiáng)法測(cè)量試驗(yàn)研究,其窄帶測(cè)量結(jié)果與自由場(chǎng)相比偏差不大于2dB,驗(yàn)證了聲強(qiáng)法測(cè)量技術(shù)的有效性。
【圖文】：

ref似的方法可以得到未知聲源的自由場(chǎng)輻射聲功率：* *( )Wf pr pr WfL = L L L*WfL 分別表示已知聲源、未知聲源的自由場(chǎng)輻射聲功率中已知聲源、未知聲源輻射聲場(chǎng)的均方聲壓級(jí)。式(2-2率的比較法測(cè)量技術(shù)的原理。源輻射聲功率的比較法測(cè)量試驗(yàn)研究圓柱形聲源輻射聲功率在消聲水池中的測(cè)量試工程大學(xué)消聲水池(25m×15m×10m)中開(kāi)展了球形聲源的測(cè)量試驗(yàn)。如圖 2.3 所示，球形聲源半徑為 0.05m徑為 0.04m，聲源通過(guò)細(xì)繩牽引與回轉(zhuǎn)裝置法蘭緊密的布放情況示于圖 2.4，聲源位于水下 4m，在距離聲，該陣共有 30 個(gè)陣元，陣元間距為 0.25m，1 號(hào)陣元同一深度。

圖 2.4 消聲水池聲源及垂直水聽(tīng)器陣布放示意圖置旋轉(zhuǎn)一周的同時(shí)，相當(dāng)于垂直水聽(tīng)器陣圍繞聲量包絡(luò)面被各陣元?jiǎng)澐殖蓴?shù)個(gè)小面積單元，，記總jS ，則聲源的輻射聲功率為[37]：210 10211 1 10 log ( ) 10 log ( NjW jjrefPL SS p S == +源的自由場(chǎng)輻射聲功率級(jí)，S 表示柱形測(cè)量包絡(luò)元對(duì)應(yīng)的均方聲壓值，R 表示房間常數(shù)，refp 表聲水池進(jìn)行，在這種情況下，直達(dá)聲分量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大為：210 2110 logNjW jjrefPL Sp== 轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)間隔為 20°，由信號(hào)發(fā)生器(Agilen
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U674.70;TJ6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2694197