利用源强密度声辐射模态重建声场 被引量：14

1

作者 聂永发 朱海潮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期252-263,共12页

为了利用声场中少量测点声压数据精确重建复杂结构的辐射声场,提出了源强密度声辐射模态分析理论和声场重建公式.在结构表面定义的空间上,利用以源强密度分布函数为参量的结构辐射声功率泛函表达式定义了一个线性自伴正辐射算子,该算子... 为了利用声场中少量测点声压数据精确重建复杂结构的辐射声场,提出了源强密度声辐射模态分析理论和声场重建公式.在结构表面定义的空间上,利用以源强密度分布函数为参量的结构辐射声功率泛函表达式定义了一个线性自伴正辐射算子,该算子的特征函数为结构的源强密度声辐射模态.然后通过对矩形平板和带有半球帽的圆柱体的源强密度声辐射模态的分析,证明了源强密度声辐射模态具有空间滤波特性,并利用该性质建立了声场重建公式.球体仿真和平板实验验证了所提出的声场重建方法的可行性和稳健性.基于源强密度声辐射模态的声场重建方法简单,利用较少测点数据就可以获得较高的声场重建精度,特别适合于复杂结构的低频声场重建. 展开更多

关键词 源强密度 声辐射模态 声场分布模态 声场重建

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声学法重建炉内温度场的算法研究 被引量：10

2

作者 沈国清 安连锁 +1 位作者 张波 李颖 《锅炉技术》 北大核心 2005年第6期52-55,共4页

基于声学测温的基本原理和理想状态下炉内温度场的分布规律,提出了每条声波传播路径上温度的抛物线函数,利用数值计算插值方法中的平方反比法,得出了测量平面上划分的各网格点温度值,从而实现了二维温度场的重建。基于领域经验,借助工... 基于声学测温的基本原理和理想状态下炉内温度场的分布规律,提出了每条声波传播路径上温度的抛物线函数,利用数值计算插值方法中的平方反比法,得出了测量平面上划分的各网格点温度值,从而实现了二维温度场的重建。基于领域经验,借助工程数学软件MATLAB,对本重建算法进行了计算机仿真,得出了二维温度场的网格立体图和等温线图。最后,将仿真出的温度场和理想温度场比较,进行误差分析,验证了本重建算法的正确性和可行性,取得了声学测温图像重建的一定进展。 展开更多

关键词 声学测温 温度场重建 抛物线函数 平方反比法

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基于等效源法的变压器瞬态声场重构与声学监测测点位置定量评价方法 被引量：12

3

作者 刘云鹏 王博闻 +1 位作者 周旭东 严才鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2765-2775,共11页

电力变压器运行中的声纹信号包含本体的状态信息,可通过部署声纹传感装置对其进行在线监测。为了探究变压器近声场的分布规律、优化声纹监测点的位置,首先采集油箱表面声信号,构成变压器等效声源;然后使用间断伽辽金有限元法(discontinu... 电力变压器运行中的声纹信号包含本体的状态信息,可通过部署声纹传感装置对其进行在线监测。为了探究变压器近声场的分布规律、优化声纹监测点的位置,首先采集油箱表面声信号,构成变压器等效声源;然后使用间断伽辽金有限元法(discontinuous Galerkin finite element method,DGFEM)对变压器进行近声场瞬态重构,用于分析声场内声压随时间变化规律;最后构建Pearson均衡相似系数,用于计算备选测点处声纹与等效声源之间的频谱相似度,实现声纹监测位置的定量评估。结果表明,该方法能够评价传感器处于不同位置时对变压器整体声纹状态的感知能力,对变压器声纹在线监测装置部署工作具有一定参考价值。 展开更多

关键词 变压器 声场重构 间断伽辽金有限元法(DGFEM) 皮尔森相关系数

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一种提高声场重构稳定性的射线等效源法 被引量：9

4

作者 石梓玉 向宇 +1 位作者 陆静 张阳 《广西科技大学学报》 2019年第3期1-7,21,共8页

基于传统等效源法的近场声全息中通常使用单极子或偶极子作为等效源进行声场重构计算,但由于这两种等效源只能辐射无指向性或弱指向性声波场,因此容易导致系统矩阵病态,严重影响声场重构结果的稳定性.本文提出了一种可以改善近场声全息... 基于传统等效源法的近场声全息中通常使用单极子或偶极子作为等效源进行声场重构计算,但由于这两种等效源只能辐射无指向性或弱指向性声波场,因此容易导致系统矩阵病态,严重影响声场重构结果的稳定性.本文提出了一种可以改善近场声全息中系统矩阵病态性的新思路,即采用可辐射强指向性声场的等效源替换传统等效源以使得系统矩阵呈现主对角占优的良态形式,从而降低其条件数,提高重构稳定性.文中利用偶极子构造了一系列可辐射较强指向性声场的等效源——射线等效源,并采用平面全息面对其进行了重构仿真.计算结果表明:用射线等效源替换传统等效源后不仅可以正确计算平面声全息问题,且降低了系统矩阵条件数,提高了重构精度. 展开更多

关键词 等效源法 声全息 声场重构 射线等效源

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基于波叠加与统计最优近场声全息的单面声场分离技术 被引量：8

5

作者 王冉 陈进 +1 位作者 贾文强 赵发刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第22期112-117,共6页

基于空间声场变换的近场声全息以及统计最优近场声全息要求全息面一侧的声场必须为自由声场。为克服应用上的局限性,提出一种波叠加方法和统计最优近场声全息相结合的方法。针对现有双全息面声场分离技术需在两个全息面上进行声压测量,... 基于空间声场变换的近场声全息以及统计最优近场声全息要求全息面一侧的声场必须为自由声场。为克服应用上的局限性,提出一种波叠加方法和统计最优近场声全息相结合的方法。针对现有双全息面声场分离技术需在两个全息面上进行声压测量,效率较低的问题,采用波叠加算法根据全息面上声压重构出某个重建面上的声压,利用全息面和重建面的声压数据用统计最优近场声全息技术分离出全息面某一侧声源在全息面上单独产生的声学量,以更少的测点数在全息面两侧都存在声源情况下实现空间声场分离。实验和数值仿真验证该方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 声场分离 声场重建 波叠加 统计最优近场声全息

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基于质点振速测量的近场声全息技术 被引量：5

6

作者 张永斌 毕传兴 +1 位作者 陈剑 陈心昭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期112-115,121,共5页

现有的近场声全息技术都是通过在声源近场测量声压来重建和预测声场,并实现声场的可视化。采用同样反映声场特征的质点振速来进行声全息计算,并推出了基于振速测量的近场声全息重建公式,通过仿真验证了该方法的正确性、可行性和有效性... 现有的近场声全息技术都是通过在声源近场测量声压来重建和预测声场,并实现声场的可视化。采用同样反映声场特征的质点振速来进行声全息计算,并推出了基于振速测量的近场声全息重建公式,通过仿真验证了该方法的正确性、可行性和有效性。通过与用声压重建的结果相比较,表明本方法的边缘重建精度高的特点;用质点振速重建可以采用更小的全息面来获得同样的重建精度。 展开更多

关键词 近场声全息 质点振速 声场重建

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基于虚拟仪器的声场可视化系统 被引量：1

7

作者 李加庆 陈进 +2 位作者 刘先 薛伟飞 陈延太 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第24期219-221,共3页

基于虚拟仪器技术设计与实现了一种用于声场可视化的声信号采集与处理系统。该系统的功能包括声压信号采集和预处理,加载重建算法进行声场重建以及结果的可视化表示。系统硬件部分包括传声器阵列、数据采集卡和控制计算机。软件设计应... 基于虚拟仪器技术设计与实现了一种用于声场可视化的声信号采集与处理系统。该系统的功能包括声压信号采集和预处理,加载重建算法进行声场重建以及结果的可视化表示。系统硬件部分包括传声器阵列、数据采集卡和控制计算机。软件设计应用虚拟仪器的概念,并采用LabVIEW和MATLAB混合编程。通过实验测试,验证了该系统的实用性。 展开更多

关键词 数据采集与处理 声场重建 声场可视化 虚拟仪器

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基于声学层析成像的温度场和流速场重构

8

作者 刘艺璇 余俊辉 +3 位作者 董晨龙 徐涛 王海麟 周新志 《智能计算机与应用》 2024年第4期123-127,共5页

为有效重构三维管道内液体的温度场和流速场,提出了一种超声飞渡时间计算表征,并基于此求解温度场和流速场反演模型。同时考虑温度梯度导致的声线弯曲效应,采用正四面体前向展开法,追踪超声弯曲路径;开展“华龙一号”反应堆主管道冷却... 为有效重构三维管道内液体的温度场和流速场,提出了一种超声飞渡时间计算表征,并基于此求解温度场和流速场反演模型。同时考虑温度梯度导致的声线弯曲效应,采用正四面体前向展开法,追踪超声弯曲路径;开展“华龙一号”反应堆主管道冷却剂温度场和流速场重构实验。实验结果表明,所提方法能有效重构管道冷却剂温度场和流速场,且考虑弯曲效应能进一步提高重构精度。 展开更多

关键词 声学层析成像 耦合场 温度场重构 流速场重构 弯曲效应

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传播波与倏逝波对全息重建影响的研究 被引量：6

9

作者 邓江华 刘献栋 单颖春 《声学技术》 CSCD 2009年第5期565-571,共7页

通过分析近场声全息中传播波和倏逝波的声场分布与声源大小、辐射频率及测量距离的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及两者之间的对应关系,确定了可利用的倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的远... 通过分析近场声全息中传播波和倏逝波的声场分布与声源大小、辐射频率及测量距离的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及两者之间的对应关系,确定了可利用的倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的远场声全息方法:首先利用传统远场声全息方法重建声源,然后通过传播波与倏逝波的关系,得出声源面上相应的倏逝波成分,两者叠加获取接近于近场声全息的重建结果。最后,通过仿真和实验验证了这一结果。 展开更多

关键词 声全息 传播波 倏逝波 声场重建

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基于压缩感知的AT温度场重建算法

10

作者 魏元焜 颜华 周英钢 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期671-677,共7页

为提高声学层析成像(AT)的温度场重建能力,提出了基于压缩感知(CS)的AT温度场重建算法(CS-AT算法)。算法利用信号稀疏性,减少待求数据量,降低逆问题求解难度。首先选择适当字典,构建基于CS的AT温度场重建正逆问题框架;然后以正交匹配追... 为提高声学层析成像(AT)的温度场重建能力,提出了基于压缩感知(CS)的AT温度场重建算法(CS-AT算法)。算法利用信号稀疏性,减少待求数据量,降低逆问题求解难度。首先选择适当字典,构建基于CS的AT温度场重建正逆问题框架;然后以正交匹配追踪(OMP)算法进行CS重构,得到温度场重建待求量在稀疏域的解;最后将其变换回原始域,通过三次样条插值得到37×37像素的细致温度分布。通过数值仿真,分别以经典的最小二乘法(LSM)和CS-AT算法在有噪声和无噪声条件下重建了均温、单峰、双峰和四峰模型温度场;在自主研发的实验系统上重建了均温、单峰和双峰实际温度场。仿真和实验表明:CS-AT算法可有效降低温度场重建误差;四峰温度场下,CS-AT算法的最高重建误差最低,仅为LSM的25.5%。 展开更多

关键词 温度测量 声学层析成像 温度场重建 压缩感知 正交匹配追踪

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基于改进HELS方法的局部近场声全息技术研究 被引量：6

11

作者 王冉 陈进 董广明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期157-161,共5页

为实现复杂声源局部声场精确重建,提出基于改进的HELS法的局部近场声全息(PNAH)技术。将实际声场视为声源各部分产生相干声场的叠加,利用小全息孔径测量声压求解正交基函数的线性组合系数,实现全息声压近场外推;用外推所得数据进行声场... 为实现复杂声源局部声场精确重建,提出基于改进的HELS法的局部近场声全息(PNAH)技术。将实际声场视为声源各部分产生相干声场的叠加,利用小全息孔径测量声压求解正交基函数的线性组合系数,实现全息声压近场外推;用外推所得数据进行声场重建。仿真及实验结果表明,该方法能有效重建复杂声源声场,且重建精度较高。 展开更多

关键词 改进的HELS方法 数据外推 局部近场声全息 声场重

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基于PCA降维和迭代正则化的温度场重建 被引量：1

12

作者 白云 颜华 魏元焜 《自动化与仪表》 2023年第9期21-26,共6页

针对声学CT对温度场重建的不适定性,该文提出了一种基于PCA降维和迭代正则化的重建算法。通过径向基函数逼近声慢度分布建立声学CT正问题模型;用PCA降维改善逆问题的病态性;用迭代正则化法求解逆问题;利用声慢度与温度的关系得到温度分... 针对声学CT对温度场重建的不适定性,该文提出了一种基于PCA降维和迭代正则化的重建算法。通过径向基函数逼近声慢度分布建立声学CT正问题模型;用PCA降维改善逆问题的病态性;用迭代正则化法求解逆问题;利用声慢度与温度的关系得到温度分布。仿真和实际温度场重建实验表明,与常用的最小二乘法和基于奇异值分解的直接正则化法相比,所提算法的重建图像更接近真实分布,重建误差最高可降低86.62%和29.1%。因此基于PCA降维和迭代正则化的重建算法能够提供更高质量的重建温度场。 展开更多

关键词 声学CT 温度场重建 重建算法 PCA降维 迭代正则化 病态逆问题

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基于改进SIRT算法的声学CT温度场重建 被引量：4

13

作者 颜华 孙灿烽 王伊凡 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2021年第5期550-556,共7页

针对当重建区域划分的网格数多于声波路径数时,重建温度场中通常会出现很多噪点的问题,提出了一种改进SIRT算法,将平滑滤波器融入SIRT算法,通过专门设计的内、外平滑滤波器,抑制重建温度场中的噪点.为验证所提方法的有效性,对3个典型的... 针对当重建区域划分的网格数多于声波路径数时,重建温度场中通常会出现很多噪点的问题,提出了一种改进SIRT算法,将平滑滤波器融入SIRT算法,通过专门设计的内、外平滑滤波器,抑制重建温度场中的噪点.为验证所提方法的有效性,对3个典型的模型温度场和一个实际的单峰温度场进行了重建.结果表明,与常用的最小二乘法、ART算法和SIRT算法相比,改进SIRT算法的重建误差明显降低.改进的SIRT算法具有更好的复杂温度场重建能力. 展开更多

关键词 声学CT 温度场重建 重建算法 SIRT算法 平滑滤波器 重建误差 最小二乘法 ART算法

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基于Reflected-Sigmoid径向基函数插值的温度场重建算法 被引量：4

14

作者 董晨龙 周新志 +1 位作者 白兴都 张若彬 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期851-856,共6页

声学法测温在特殊的温度场环境中有良好的应用,主要是利用有限的超声波传播路径上的飞行时间重构出连续分布的温度场.现有的温度场重建算法中最小二乘法是最常用的方法,但其重建后的温度场会出现边缘信息缺失的现象.针对这一问题,提出... 声学法测温在特殊的温度场环境中有良好的应用,主要是利用有限的超声波传播路径上的飞行时间重构出连续分布的温度场.现有的温度场重建算法中最小二乘法是最常用的方法,但其重建后的温度场会出现边缘信息缺失的现象.针对这一问题,提出在最小二乘法确定温度矩阵的基础上,结合Reflected-Sigmoid函数进行插值,实现了二维平面温度场的无缺失重建.通过两种典型的单峰温度场模型的重建结果及误差分析表明,在补全温度场边缘的条件下,单峰对称温度场的均方根百分误差在1.6%,单峰偏斜温度场的均方根百分误差在3.5%,取得了很好的重建效果. 展开更多

关键词 声学测温 最小二乘法 温度矩阵 Reflected-Sigmoid径向基函数 温度场重建

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三维温度梯度场中本征声线轨迹的求取 被引量：2

15

作者 颜华 何爱娜 王晓宁 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2016年第2期185-189,共5页

为了降低声波在温度梯度场中的折射现象对声学CT法温度场重建精度的影响,研究了温度梯度场中声波的真实传播路径,即本征声线轨迹,提出了一种三维本征声线出射角确定法.利用正三棱锥前向展开法,在单峰、双峰模型温度场中进行了三维本征... 为了降低声波在温度梯度场中的折射现象对声学CT法温度场重建精度的影响,研究了温度梯度场中声波的真实传播路径,即本征声线轨迹,提出了一种三维本征声线出射角确定法.利用正三棱锥前向展开法,在单峰、双峰模型温度场中进行了三维本征声线追踪.结果表明,三维温度梯度场中的声线轨迹有明显弯曲,该三维本征声线轨迹求取法可用于复杂三维温度场中实际声线轨迹的确定,并有望应用于三维温度场声学CT重建系统中. 展开更多

关键词 温度梯度场 本征声线 三维声线追踪 出射角 声线弯曲 声学CT 温度场重建 仿真研究

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基于声辐射模态的声场重建中的测点优化方法 被引量：3

16

作者 苏俊博 朱海潮 +2 位作者 毛荣富 郭亮 苏常伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期145-150,共6页

少测点条件下,利用声辐射模态理论重建声场时,测点布置方式是决定声场重建精度的一个关键因素。为求得最佳测点布置方式,提出了一种基于声辐射模态的最优测点选择方法,即基于声辐射模态矩阵的奇异值分解,采用循环迭代的方式,逐次去除对... 少测点条件下,利用声辐射模态理论重建声场时,测点布置方式是决定声场重建精度的一个关键因素。为求得最佳测点布置方式,提出了一种基于声辐射模态的最优测点选择方法,即基于声辐射模态矩阵的奇异值分解,采用循环迭代的方式,逐次去除对其最小奇异值最敏感的测点,从而得到了一组使重建方程条件数最小的测点。实验结果表明,利用文中提出的最优测点选择方法布置测点,能够对声场进行有效的重建,重建效果优于均匀布置方式,显著提高了声场重建精度。 展开更多

关键词 声辐射模态 声场重建 测点优化

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声速法温度场重建接收信号幅值影响分析 被引量：2

17

作者 陈鑫虎 赵俭 《计测技术》 2022年第6期40-47,共8页

为研究声速法接收信号幅值的变化对温度场重建的影响,基于声学测温法开展了热校准风洞模拟试验,成功模拟了航空发动机燃烧室出口的温度场重建。首先从接收到的信号数据中提取特征,建立特征矩阵,用以反馈信号幅值的变化;然后,基于采集到... 为研究声速法接收信号幅值的变化对温度场重建的影响,基于声学测温法开展了热校准风洞模拟试验,成功模拟了航空发动机燃烧室出口的温度场重建。首先从接收到的信号数据中提取特征,建立特征矩阵,用以反馈信号幅值的变化;然后,基于采集到的信号数据,通过最小二乘法进行温度场重建;最后,通过比对不同特征矩阵下温度场重建的实际效果,分析声速法采集的信号幅值的变化对温度场重建的影响。通过试验验证可知:接收信号幅值越大,重建温度场的均方根误差越大,当幅值大于理论值40%时,均方根误差大于理论值14.38%;接收信号幅值越小,重建温度场的最大相对误差越大,当幅值小于理论值40%时,最大相对误差大于理论值44.3762 K。本文的研究对推动声学测温技术在航空发动机燃烧室出口温度场测试领域的发展起到促进作用,具有重要技术借鉴价值。 展开更多

关键词 声学测温 温度场重建 峰值 影响分析

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炉膛声学层析测温探头分布方式研究 被引量：3

18

作者 张立峰 苗雨 《发电技术》 2021年第3期329-335,共7页

炉膛声学层析测温系统可获得炉膛温度二维/三维分布图像,超声波探头分布方式将直接影响其成像精度。研究了8、12及16个超声波探头的4面与4角分布方式,先采用Tikhonov正则化重建算法获取粗网格下的温度分布,再采用局部加权回归法预测网... 炉膛声学层析测温系统可获得炉膛温度二维/三维分布图像,超声波探头分布方式将直接影响其成像精度。研究了8、12及16个超声波探头的4面与4角分布方式,先采用Tikhonov正则化重建算法获取粗网格下的温度分布,再采用局部加权回归法预测网格细化后的温度分布。选取典型的温度场分布,对所研究的6种探头分布下温度场重建后的均方根误差及相关系数进行了比较,结果表明,采用16探头进行4面分布时,其重建精度最高。 展开更多

关键词 锅炉 声学层析成像 探头分布 温度场重建 TIKHONOV正则化

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声学CT温度场重建系统的收发器位置优化与实现 被引量：2

19

作者 颜华 张力男 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第2期87-91,共5页

为了使声学CT温度场重建系统对被测区域内可能出现的各种温度分布具有更好的重建能力,提出一种收发器位置优化新方法:以均匀温度场模型的重建误差最小为目标函数,用粒子群优化算法优化收发器位置坐标。单峰偏置等5种典型温度场模型的仿... 为了使声学CT温度场重建系统对被测区域内可能出现的各种温度分布具有更好的重建能力,提出一种收发器位置优化新方法:以均匀温度场模型的重建误差最小为目标函数,用粒子群优化算法优化收发器位置坐标。单峰偏置等5种典型温度场模型的仿真重建结果表明:与传统的均匀布置相比,文中方法确定的优化布局可明显降低重建误差。文中对用电热器形成的单峰偏置温度场进行了重建实验,实验结果进一步验证了所提方法的有效性和实用性。由于被测区域的温度分布通常会呈现出多种多样的分布特征,因此所提方法具有实用价值。 展开更多

关键词 声学CT 温度场重建 声波收发器布局 粒子群算法 优化

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声场中倏逝波特性及改进全息重建方法的研究 被引量：2

20

作者 邓江华 刘献栋 +1 位作者 单颖春 李兴虎 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2009年第4期168-172,共5页

近场声全息是通过在紧靠被测声源物体的近场测量面上记录全息数据,不但可以记录传播波成分,还可以获得反映声场高空间特性的倏逝波成分。通过分析传播波和倏逝波在声场中的分布情况与声场空间位置、声源大小及频率的关系,得出了传播波... 近场声全息是通过在紧靠被测声源物体的近场测量面上记录全息数据,不但可以记录传播波成分,还可以获得反映声场高空间特性的倏逝波成分。通过分析传播波和倏逝波在声场中的分布情况与声场空间位置、声源大小及频率的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及二者之间的对应关系。通过对不同背景噪声下倏逝波的传播情况确定了可利用倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的声全息方法,通过用这种方法,可得出声源面上传播波与倏逝波成分,获取等效于近场声全息的重建结果。最后,通过仿真验证了这一结果。 展开更多

关键词 声学 声全息 传播波 倏逝波 声场重建

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