近場聲全息主要誤差原因分析及參數(shù)優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近場聲全息技術(shù)是一種功能強(qiáng)大、計(jì)算結(jié)果可靠、聲圖像分辨率高的聲場反演技術(shù)。該技術(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn),在聲學(xué)、水聲學(xué)方面有廣泛的發(fā)展和應(yīng)用,目前該技術(shù)己被用于噪聲源的定位與識別、結(jié)構(gòu)振動的聲輻射、聲散射問題的研究。隨著近場聲全息技術(shù)應(yīng)用的推廣,該技術(shù)良好的聲場重建能力與較高的數(shù)據(jù)測量需求之間的矛盾日益明顯。為了進(jìn)一步提高該技術(shù)的工程應(yīng)用能力,亟需針對在保證重建精度的前提下如何減少空間采樣點(diǎn)數(shù)和減小全息面積展開研究。
   本文首先推導(dǎo)基

2、于空間聲場變換的近場聲全息算法的基本理論,在此基礎(chǔ)上研究了該算法參數(shù)選取范圍,進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。針對該算法需要每波長采樣點(diǎn)數(shù)較多的問題,利用基于Helmholtz方程最小二乘法(HEIS)方法建立全息數(shù)據(jù)內(nèi)插理論,仿真算例表明利用該方法進(jìn)行全息數(shù)據(jù)內(nèi)插,每波長采樣點(diǎn)數(shù)3到4個(gè)即可,對于通常的測量面而言,測量點(diǎn)數(shù)的減少量可以達(dá)到70%-80%。在較好地減少了全息面采樣點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上,針對該算法需要較大全息面積測量聲場數(shù)據(jù)的問題,首先利用全息數(shù)

3、據(jù)補(bǔ)零和波數(shù)域?yàn)V波的方法實(shí)現(xiàn)較小全息孔徑條件下的聲場重建,在全息孔徑過小條件下,引入統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場聲全息算法實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的聲場重建,彌補(bǔ)了空間聲場變換算法的不足。
   最后,為了檢驗(yàn)本文提出算法的有效性,進(jìn)行了近場聲全息水池試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析結(jié)果基本吻合,驗(yàn)證了本文推導(dǎo)的空間聲場變換算法的正確性。研究結(jié)果表明,將基于Helmholtz方程最小二乘法的數(shù)據(jù)內(nèi)插方法和統(tǒng)計(jì)最優(yōu)算法聯(lián)合使用能夠成功的實(shí)現(xiàn)小全息孔徑,每波長較少采樣點(diǎn)

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