【摘要】：聲學(xué)材料在水聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用都十分廣泛,潛艇作為海軍裝備中不可或缺的武裝力量越來越受到各國海軍的重視,潛艇的隱身性能是其提高戰(zhàn)斗力的重要影響因素,在潛艇表面敷設(shè)消聲瓦可降低潛艇內(nèi)部輻射的噪聲級(jí),并減弱敵方主動(dòng)聲吶的回波強(qiáng)度,進(jìn)而降低潛艇的目標(biāo)強(qiáng)度。而聲反射系數(shù)是表征吸聲材料聲學(xué)性能的重要參數(shù),準(zhǔn)確、快速地獲取吸聲材料的聲反射系數(shù)可科學(xué)地指導(dǎo)其應(yīng)用。首先,本文分析了聲波在均勻分層介質(zhì)上的聲反射規(guī)律,研究了水聲材料聲反射系數(shù)自由場(chǎng)測(cè)量倒譜法的基本原理,闡述了倒譜域震蕩的來源,最后提出了改進(jìn)方案,區(qū)別于現(xiàn)有倒譜法,無需二次測(cè)量,實(shí)現(xiàn)了直達(dá)聲與反射聲在倒譜域上的有效提取,提高了現(xiàn)有倒譜法的測(cè)量效率。通過數(shù)值計(jì)算和仿真分析了背景噪聲、試樣邊緣衍射效應(yīng)以及測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,證明了測(cè)量的有效性。其次,本文將矢量水聽器應(yīng)用于倒譜法測(cè)量。矢量水聽器是一種新型的傳感器,矢量水聽器有傳統(tǒng)聲壓水聽器無法比擬的優(yōu)勢(shì),其可以共點(diǎn)、同步地獲取聲場(chǎng)中的聲壓與質(zhì)點(diǎn)振速信息,擴(kuò)展了信號(hào)處理的空間,并且其矢量通道具有“8”字形指向性,通過聲壓與質(zhì)點(diǎn)振速聯(lián)合信號(hào)處理技術(shù)可得到單邊指向性,獲取一定的空間處理增益。本文所述基于單矢量水聽器的測(cè)量方法利用其空間增益抑制試樣邊緣衍射聲等干擾,并通過數(shù)值計(jì)算和仿真研究了背景噪聲、試樣邊緣衍射效應(yīng)以及測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,證明了測(cè)量的有效性。最后,本文開展了基于單聲壓水聽器與單矢量水聽器的改進(jìn)倒譜法的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)分析工作。通過發(fā)射滿足測(cè)量要求的聲信號(hào),對(duì)不同入射角度情況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析,驗(yàn)證了測(cè)量理論的正確性和有效性。
【圖文】：

222 210c t Φ Φ = 中，聲壓與質(zhì)點(diǎn)振速為：( )( , )j t krAp r t erω =( )1( , )j t krA jkru r t er c jkrωρ += 播距離，，k = ωc為波數(shù)，ω 為信號(hào)角頻率 ( )0( )( , ) (11( , ) 1j t krj t krAep r t rZ cA jkru r t er c jkrωωρρ = = = + ，球面波波阻抗為平面波波阻抗ρc。當(dāng)聲透射。如圖 2.1 所示。Z

0 1。.1.2 倒譜法測(cè)量水聲材料聲反射系數(shù)基本原理設(shè)時(shí)間信號(hào)為 y ( t )，其頻譜為 Y ( ω ) = F y ( t) ，則其倒譜為：( ) ( ( ))21c τ F lnYω = (式中， F ( )和 ( )1F 分別表示傅里葉變換和傅里葉反變換。水聲材料聲反射系數(shù)大樣品自由場(chǎng)測(cè)量模型示意圖如圖 2.2 所示。顯然水聽器的信號(hào)有直達(dá)波、待測(cè)樣品反射波、樣品邊緣衍射波和水池池壁反射波等，由于壁到水聽器聲程較遠(yuǎn)，當(dāng)發(fā)射信號(hào)形式為合適的脈沖聲時(shí)，可以方便地將其在時(shí)除，而樣品邊緣衍射波與反射波之間聲程差較小，在時(shí)域上不易直接分離。為了式推導(dǎo)，假設(shè)待測(cè)樣品為正方形的，水聽器布放于待測(cè)樣品中心正前方，聲源發(fā)為 ( )ip t ，待測(cè)樣品表面反射信號(hào)為 ( )rp t ，當(dāng)聲波法向入射時(shí)，待測(cè)樣品各邊邊波在接收點(diǎn)處同相疊加，令e e1 e 2 e 3 e4p = p + p + p + p，式中e1p 、e2p 、e3p 和e4p 分測(cè)樣品四邊的邊緣衍射波。
【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)】：TB56

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2623734