發(fā)布時(shí)間：2017-08-14 22:10

  本文關(guān)鍵詞：基于相位共軛法對(duì)噪聲源進(jìn)行成像和分離研究

  更多相關(guān)文章： 相位共軛方法 噪聲源識(shí)別和分離 聚焦特性 聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析

【摘要】：隨著軍事科技的不斷發(fā)展,船舶噪聲逐漸成為影響艦船安全的關(guān)鍵因素,對(duì)船舶噪聲進(jìn)行控制需要首先獲取噪聲源的相關(guān)信息,然而海洋聲場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變,導(dǎo)致現(xiàn)有對(duì)噪聲源進(jìn)行識(shí)別的方法均存在一定的問題,相位共軛方法不需要噪聲源的任何先驗(yàn)信息,在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)噪聲源的識(shí)別和成像方面有很大的優(yōu)越性。目前相位共軛方法對(duì)多目標(biāo)噪聲源共同存在的復(fù)雜聲場(chǎng)的研究還比較少,本文利用相位共軛方法對(duì)多個(gè)目標(biāo)噪聲源進(jìn)行識(shí)別和分離并通過聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析確定主要噪聲源。具體研究?jī)?nèi)容如下：采用不同陣列對(duì)單個(gè)點(diǎn)聲源的基本聚焦特性進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算。結(jié)果表明：基于聲壓梯度測(cè)量的PCD方法計(jì)算相位共軛聲場(chǎng)時(shí)聲源的聚焦效果最好,在近場(chǎng)可以突破聲波的衍射極限(0.5λ)；螺旋槳型陣列可以在獲得同樣分辨率(0.28λ)的情況下利用較少的陣元個(gè)數(shù)獲得較高的識(shí)別精度,滿足工程應(yīng)用。采用相位共軛方法對(duì)兩個(gè)點(diǎn)聲源共同存在的復(fù)雜聲場(chǎng)進(jìn)行了成像和分離研究。首先探討了陣列形式對(duì)聲源聚焦和識(shí)別的影響,其次研究了強(qiáng)度不同及頻率不同時(shí),兩個(gè)點(diǎn)聲源的識(shí)別分辨特性。結(jié)果表明：對(duì)于多目標(biāo)噪聲源,同樣是基于偶極子源的聲壓梯度測(cè)量方法(PCD)得到的分辨效果最好；在陣元間距以及陣列法線方向與聲源距離相同時(shí),采用平面陣列時(shí)獲得的聲場(chǎng)識(shí)別精度最高；陣列法線方向與聲源距離越近,相位共軛方法對(duì)聲源的識(shí)別和分離越精確,聲源間距越大,聲源的分離效果越好；當(dāng)聲源間距d=λ,陣列法線方向與聲源距離z=0.1λ時(shí),PCD方法可以清晰地識(shí)別分離出兩個(gè)聲源,完全沒有偽聲源的干擾,z≥1.5λ時(shí)兩個(gè)聲源無(wú)法分離；兩個(gè)聲源實(shí)現(xiàn)分離的間距與陣列法向與聲源的測(cè)量距離有關(guān),當(dāng)陣列法線方向與聲源距離z=0.1λ時(shí),可以識(shí)別的聲源間距最小為0.8λ；對(duì)于聲源強(qiáng)度不同的兩個(gè)點(diǎn)聲源,PCD方法識(shí)別得到的幅值比結(jié)果更準(zhǔn)確；對(duì)于兩個(gè)頻率不同的點(diǎn)聲源共同存在的聲場(chǎng),相位共軛方法對(duì)高頻聲源的識(shí)別效果較好�；谙辔还曹椃椒▽�(duì)復(fù)雜目標(biāo)聲場(chǎng)進(jìn)行了聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析。在對(duì)不同強(qiáng)度的兩個(gè)點(diǎn)聲源聲場(chǎng)和平板聲源聲場(chǎng)識(shí)別的研究基礎(chǔ)上,選取目標(biāo)場(chǎng)點(diǎn)并分別計(jì)算了各個(gè)聲源的貢獻(xiàn)量系數(shù)。結(jié)果表明：通過對(duì)目標(biāo)聲源進(jìn)行聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析,可以判斷出各個(gè)聲源對(duì)目標(biāo)場(chǎng)點(diǎn)的貢獻(xiàn)權(quán)重,從而依據(jù)貢獻(xiàn)權(quán)重對(duì)聲源進(jìn)行排序,通過對(duì)目標(biāo)場(chǎng)點(diǎn)貢獻(xiàn)量為正的聲源或平板區(qū)域進(jìn)行控制就可以減小對(duì)目標(biāo)場(chǎng)點(diǎn)的輻射噪聲值,該研究結(jié)果可用于復(fù)雜聲源的噪聲控制。
【關(guān)鍵詞】：相位共軛方法 噪聲源識(shí)別和分離 聚焦特性 聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U661.44
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.2 噪聲源識(shí)別方法簡(jiǎn)介10-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)識(shí)別方法10-11
• 1.2.2 基于信號(hào)處理的噪聲源識(shí)別方法11-13
• 1.2.3 基于陣列技術(shù)噪聲源識(shí)別方法13-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外對(duì)于相位共軛方法的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 2 相位共軛聚焦基本理論19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 聲學(xué)理論基礎(chǔ)19-22
• 2.2.1 波動(dòng)方程19-20
• 2.2.2 聲場(chǎng)空間的互易性20-21
• 2.2.3 時(shí)反不變性21-22
• 2.3 時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦理論22-25
• 2.4 Helmholtz-Kirchhoff積分定理25-27
• 2.5 完全相位共軛聲場(chǎng)27-28
• 2.6 聲場(chǎng)中的傳播波和倏逝波28-30
• 2.7 小結(jié)30-31
• 3 單聲源的識(shí)別分析以及相關(guān)參數(shù)研究31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 相位共軛聲場(chǎng)的離散陣列計(jì)算方法31-32
• 3.3 陣列形式對(duì)聚焦特性的影響32-36
• 3.4 基于PCD方法可實(shí)現(xiàn)高識(shí)別分辨率的理論解釋36-37
• 3.5 小結(jié)37-39
• 4 多目標(biāo)噪聲源的識(shí)別分離以及相關(guān)參數(shù)研究39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 理論基礎(chǔ)39
• 4.3 數(shù)值模擬39-52
• 4.3.1 陣列形式對(duì)聚焦特性的影響40-42
• 4.3.2 影響聚焦特性的相關(guān)參數(shù)研究42-47
• 4.3.3 頻率不同時(shí)的分辨特性47-49
• 4.3.4 聲源強(qiáng)度不同時(shí)的分辨特性49-52
• 4.4 小結(jié)52-53
• 5 復(fù)雜聲源的聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 聲學(xué)貢獻(xiàn)量理論53-54
• 5.3 兩個(gè)點(diǎn)聲源的貢獻(xiàn)量分析54-56
• 5.4 二維平板聲源的貢獻(xiàn)量分析56-62
• 5.5 小結(jié)62-63
• 6 總結(jié)和展望63-65
• 6.1 總結(jié)63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

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