声辐射问题中的模态分析:Ⅲ.声场重构 被引量：27

1

作者 姜哲 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期242-248,共7页

声辐射模态是定义在振动表面上的一组互相独立的基函数,描绘了振动表面的多极子辐射模式。声场分布模态是定义在声场中的一组互相独立的基函数,描绘了多极子辐射的声场分布模式。振动表面的声辐射可以唯地用声辐射模态和声场分布模态展... 声辐射模态是定义在振动表面上的一组互相独立的基函数,描绘了振动表面的多极子辐射模式。声场分布模态是定义在声场中的一组互相独立的基函数,描绘了多极子辐射的声场分布模式。振动表面的声辐射可以唯地用声辐射模态和声场分布模态展开表示。对于声场重构,关键问题就是确定展开系数。在声场中选择N个测量点,测量声场的有关声学信息,求斛展开系数,从而重构整个声场。针对平板辐射和球形声源辐射的声场进行重构,数值计算的结果与理论分析结果一致。 展开更多

关键词 声辐射 声场重构 展开系数 模态函数

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波叠加声场重构精度的影响因素分析 被引量：31

2

作者 李加庆 陈进 +1 位作者 杨超 贾文强 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期4258-4264,共7页

波叠加法是利用等效源的思想来求解声辐射问题的一种数值方法.其原理并没有确切地规定如何配置等效源.正由于这些不确切性的存在,当将它应用到声场重构时,有必要检验重构的准确性,分析影响重构精度的各种因素,目的是通过分析而获得一些... 波叠加法是利用等效源的思想来求解声辐射问题的一种数值方法.其原理并没有确切地规定如何配置等效源.正由于这些不确切性的存在,当将它应用到声场重构时,有必要检验重构的准确性,分析影响重构精度的各种因素,目的是通过分析而获得一些提高重构精度的规律.通过理论分析和数值仿真,分析了各因素对重建准确性的影响.证明等效源必须配置在辐射体内部,而且最好能与辐射体表面共形;但测量面并不需要与辐射体表面共形,而且也不需要在近场测量;还发现,Tikhonov和TSVD正则化方法很适合与波叠加法结合用于声场重构.依据这些规律能更好地应用波叠加法进行声场重构,也将拓宽其应用范围. 展开更多

关键词 声场重构 波叠加法 误差影响因素 正则化方法

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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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一种稳健的全波数声场重构技术 被引量：7

4

作者 于飞 陈剑 +1 位作者 李卫兵 陈心昭 《中国科学（E辑）》 CSCD 北大核心 2004年第9期1069-1080,共12页

提出了一种稳健的全波数空间声场重构技术,适用于分析任意形状物体的声辐射.根据波叠加积分公式,由实际声辐射体产生的空间声场可以由置于辐射体内部的虚构源产生的声场来等效替代,而虚源上的源强密度可以通过匹配有限个场点上的声压来... 提出了一种稳健的全波数空间声场重构技术,适用于分析任意形状物体的声辐射.根据波叠加积分公式,由实际声辐射体产生的空间声场可以由置于辐射体内部的虚构源产生的声场来等效替代,而虚源上的源强密度可以通过匹配有限个场点上的声压来获得,进而可以得出任意场点的声学信息. 展开更多

关键词 声场重构 波叠加 混合层势理论 非惟一性 稳健性 近场声全息技术

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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

5

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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封闭空间声场重构的多层等效源法 被引量：5

6

作者 刘延善 曾向阳 王海涛 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期367-376,共10页

对于封闭空间内的多途反射声,传统的等效声源法将其等效为距离边界一定距离的单层等效声源体进行声场重构,然而等效源与边界的距离选取依据不确定。因此,为获得等效声源配置的最优距离,在等效声源法(ESM)的基础上构建多层等效声源,提出... 对于封闭空间内的多途反射声,传统的等效声源法将其等效为距离边界一定距离的单层等效声源体进行声场重构,然而等效源与边界的距离选取依据不确定。因此,为获得等效声源配置的最优距离,在等效声源法(ESM)的基础上构建多层等效声源,提出一种适用于封闭环境声场重构的多层等效声源法(MESM),并依据等效声源的空间分布的稀疏性来获得等效声源强度信息。首先给出多层等效源法的理论依据,其次通过数值计算以及实验测试两种方式对比验证了所提方法。数值结果表明:MESM相比于ESM可在600 Hz以上频段获得低5~10 dB左右的重构误差,但是200 Hz以下的低频重构误差会增加5 dB左右。实验结果表明:MESM可比ESM获得更低的重构误差。文章最后基于数值计算研究了所提方法的主要影响因素。研究表明:虽然MESM会比ESM耗费2倍的计算时间,但在整体频率范围内,MESM可在ESM基础上提升600 Hz以上的重构性能。另外,等效声源的层数和层内数目的改变不会影响声场重构性能,而当传声器数目较多、阵列位置随机、空间边界的吸声系数不是很大时,MESM可获得比ESM更低重构误差,特别是600 Hz以上的中频段区间。 展开更多

关键词 重构误差 ESM 等效声源 等效源法 声场重构 封闭空间声场

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边界声阻抗的单层传声器阵列原位测量方法研究

7

作者 彭银 熊家兴 +2 位作者 辛英培 余子晨 方泽彬 《声学与电子工程》 2024年第2期16-22,共7页

声阻抗是反映物理边界声学属性的关键参数,确切地测量声阻抗是理解声场分布和执行声能量控制的必要条件。文章基于多个局部坐标系的球面波基函数叠加的声场重建方法,建立了阻抗边界一侧的非自由声场的数学模型,并构建了场点声压和阻抗... 声阻抗是反映物理边界声学属性的关键参数,确切地测量声阻抗是理解声场分布和执行声能量控制的必要条件。文章基于多个局部坐标系的球面波基函数叠加的声场重建方法,建立了阻抗边界一侧的非自由声场的数学模型,并构建了场点声压和阻抗边界表面声压、场点声压和边界质点法向振速的转移函数;采用传声器阵列采集边界附近的声压值,通过求解反问题,重构了边界表面的声压以及质点法向振速,基于此,计算出阻抗边界的声阻抗。模拟了包含有限阻抗边界和脉动球声源的非自由声场,验证边界声阻抗原位测量方法;研究了声波频率、声波入射角和传声器阵列位置对声阻抗率重构精度的影响。文章提出的方法为测量计算阻抗边界的声阻抗等声学特性参数提供了新思路。 展开更多

关键词 声场重构 原位测量 边界声阻抗率 近场声全息

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高速直升机舱内噪声主动控制技术研究 被引量：2

8

作者 梁宁远 陈宝 +3 位作者 韩松辰 陈佳伟 王玉琢 王普缘 《航空科学技术》 2023年第9期41-51,共11页

针对高速直升机旋翼噪声传入舱内引起的舒适性问题,本文开展了舱内噪声主动控制技术研究。根据高速旋翼噪声数值计算结果,在实验室环境中通过声源模拟系统采用声压匹配法重构了直升机地面模拟舱飞行状态的外部声场。对噪声主动控制算法... 针对高速直升机旋翼噪声传入舱内引起的舒适性问题,本文开展了舱内噪声主动控制技术研究。根据高速旋翼噪声数值计算结果,在实验室环境中通过声源模拟系统采用声压匹配法重构了直升机地面模拟舱飞行状态的外部声场。对噪声主动控制算法进行仿真分析,本文研究了算法对低频线谱噪声的降噪性能,并提出了一种试验与仿真相结合的主动噪声控制系统扬声器与传声器布放优化方法,对比不同布放组合方案下的理论降噪量,通过直升机舱内主动噪声控制验证试验,取得了实验室环境5个误差点处0~1000Hz范围内平均12.7dB总声压级的降噪效果。 展开更多

关键词 直升机 舱内噪声 旋翼噪声 声场重构 自适应滤波 主动噪声控制

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基于柱面近场声全息的水下航行器辐射声场重构 被引量：5

9

作者 万海波 朱石坚 +1 位作者 楼京俊 张若愚 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第2期19-23,共5页

为了解决水下航行器这种柱形噪声源的定位与识别问题,采用柱面近场声全息技术,研究了辐射声场重构。利用声场仿真分析验证采用该方法进行声场重构的正确性,并对测试过程中基阵测试距离、全息面阵元位置误差以及相位误差对声场重构精度... 为了解决水下航行器这种柱形噪声源的定位与识别问题,采用柱面近场声全息技术,研究了辐射声场重构。利用声场仿真分析验证采用该方法进行声场重构的正确性,并对测试过程中基阵测试距离、全息面阵元位置误差以及相位误差对声场重构精度的影响进行分析。最后开展了水下航行器舱段模型的柱面近场声全息试验研究,得到了舱段内部电磁激振器的水下辐射声场和位置信息,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 声学 水下航行器 柱面近场声全息 声场重构 影响因素 试验

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基于声场复现的有源噪声控制支撑技术 被引量：4

10

作者 陈克安 胥健 王岩 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第5期743-750,共8页

有源噪声控制是一种有广泛用途的低频噪声控制技术,目前已在部分场合取得商业化应用,然而该技术的大规模应用仍然面临诸多困难,声场复现技术为解决其中的关键问题提供了有效手段。该文论述了声场复现的两种实现方式(声场重构和声场再现... 有源噪声控制是一种有广泛用途的低频噪声控制技术,目前已在部分场合取得商业化应用,然而该技术的大规模应用仍然面临诸多困难,声场复现技术为解决其中的关键问题提供了有效手段。该文论述了声场复现的两种实现方式(声场重构和声场再现)的基本原理、国内外现状及其在有源控制技术开发中的应用,尤其是基于声压匹配法的初级声场重构、基于球阵的声场再现以及电声器件布放优化设计。 展开更多

关键词 有源噪声控制 声场重构 声场再现

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统计最优双面声场分离的改进算法 被引量：4

11

作者 毛锦 徐中明 +2 位作者 贺岩松 张志飞 陈思 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第15期128-134,共7页

为了获取单个声源在多声源声场中的信息,传统的统计最优近场声全息分离方法是根据两个测量面之间的声压传递关系,用统计最优法直接分离,传统方法要求重构面和测量面的数据点数一致,重构效果依赖于测量面数据点数。为了在测量点数较少的... 为了获取单个声源在多声源声场中的信息,传统的统计最优近场声全息分离方法是根据两个测量面之间的声压传递关系,用统计最优法直接分离,传统方法要求重构面和测量面的数据点数一致,重构效果依赖于测量面数据点数。为了在测量点数较少的情况下提高重构效果,提出先分别使用统计最优方法进行声场重构,使重构面数据点数多于测量面数据点数;再分别使用测量面数据和重构面数据之间的传递关系建立数学关系式,从而进行声场分离;最后,根据分离之后的测量面数据进行声场的重构和预测。通过数值仿真分析不同频率的声场分离效果,并通过试验验证了改进算法的可行性和正确性。分离结果表明,该方法不仅能减少测量点数,而且能提高分离精度,使计算更有效准确。 展开更多

关键词 统计最优 声场分离 声场重构 改进算法

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声辐射模态在声场重构中的应用 被引量：4

12

作者 杨东升 姜哲 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期55-58,共4页

基于声辐射模态,对辐射声场的重构进行仿真研究,取得了令人满意的结果。声辐射模态包含声源几何形状的影响,利用声辐射模态可实现对任意复杂形状声源的声场重构。声源相对简单时,需要较少的测点数就可以得到很好的重构效果。对于复杂的... 基于声辐射模态,对辐射声场的重构进行仿真研究,取得了令人满意的结果。声辐射模态包含声源几何形状的影响,利用声辐射模态可实现对任意复杂形状声源的声场重构。声源相对简单时,需要较少的测点数就可以得到很好的重构效果。对于复杂的声源辐射声场,重构中结合正则化方法保证重构的高效性与精确性。同时,探讨通过重构声源表面声压的方法来识别噪声源,经过模拟计算和可视化的实现,表明方法简单可行。 展开更多

关键词 声学 声辐射模态 正则化方法 声场重构 声源识别

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柱面多参考统计最优近场声全息研究 被引量：4

13

作者 程广福 肖斌 +1 位作者 王志伟 刘文帅 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期90-97,共8页

针对舰艇水下机械噪声源分布集中、相关性强、耦合作用明显等特点,利用柱面多参考统计最优近场声全息,建立舰艇水下机械噪声源的可视化定位技术.该方法集成了多参考点布置、局部声场分解和统计最优近场声全息反演算法等技术.针对该方法... 针对舰艇水下机械噪声源分布集中、相关性强、耦合作用明显等特点,利用柱面多参考统计最优近场声全息,建立舰艇水下机械噪声源的可视化定位技术.该方法集成了多参考点布置、局部声场分解和统计最优近场声全息反演算法等技术.针对该方法,进行了多点相关噪声源定位及多参考点布置等仿真研究,并进行了水下模型的近场声全息试验研究.仿真和试验结果表明:本方法能够实现水下圆柱壳体结构表面噪声源可视化定位,当选择合适的多参考点布置时,例如尽可能地选择靠近且围绕噪声源的多个参考点布置,能够获得最优的声场重构结果. 展开更多

关键词 近场声全息 统计最优近场声全息 噪声源定位 声场重构

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测量系统误差对声场重构精度影响与修正方法 被引量：3

14

作者 陆益民 刘正士 +1 位作者 陈晓东 陈心昭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期142-145,188,共5页

分析了由声全息测量系统的幅值和相位误差而导致的全息复声压测量误差,推导出因这两类误差而导致的声场重构误差近似公式,提出了基于测量系统通道间传递函数的声场重构误差修正方法,给出了简洁的全息重构误差修正公式。用修正后的全息... 分析了由声全息测量系统的幅值和相位误差而导致的全息复声压测量误差,推导出因这两类误差而导致的声场重构误差近似公式,提出了基于测量系统通道间传递函数的声场重构误差修正方法,给出了简洁的全息重构误差修正公式。用修正后的全息复声压重构出的声场与真实声场及重构误差之间具有简单的实比例关系和相同的分布,仿真算例验证了修正方法的有效性。 展开更多

关键词 声全息 声场重构 系统误差 传递函数 误差修正

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利用声辐射模态对声场进行重构 被引量：2

15

作者 吴建涛 姜哲 《应用声学》 CSCD 北大核心 2007年第1期29-34,共6页

声辐射模态是定义在振动表面上的一组互相独立的基函数,描绘了振动表面的多极子辐射模式。本文利用声辐射模态对平板辐射的声场进行重构,并同时就频率和模态数对误差的影响进行了分析。针对复杂振动表面幅射的声场,重构时需正则化处理... 声辐射模态是定义在振动表面上的一组互相独立的基函数,描绘了振动表面的多极子辐射模式。本文利用声辐射模态对平板辐射的声场进行重构,并同时就频率和模态数对误差的影响进行了分析。针对复杂振动表面幅射的声场,重构时需正则化处理。数值计算结果和对应的理论值达到很好的吻合。 展开更多

关键词 声辐射模态 声场重构 正则化方法

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基于最小二乘的短垂线阵匹配场处理 被引量：3

16

作者 王奇 陈航 +1 位作者 王英民 苟艳妮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1355-1362,共8页

匹配场处理通常要求接收基阵能够覆盖整个水层,如此大尺度的布阵方式严重阻碍了该方法的广泛使用。为了缓解匹配场处理对阵形的苛刻要求,该文提出一种基于最小二乘的短垂线阵匹配场处理技术。该方法把接收阵的声场分解为模态函数矩阵和... 匹配场处理通常要求接收基阵能够覆盖整个水层,如此大尺度的布阵方式严重阻碍了该方法的广泛使用。为了缓解匹配场处理对阵形的苛刻要求,该文提出一种基于最小二乘的短垂线阵匹配场处理技术。该方法把接收阵的声场分解为模态函数矩阵和模态系数向量,并在最小范数意义下用最小二乘算法得到了各阶模态系数的估计值,在此基础上重新构造了短垂线阵的测量场向量,使得重构后的测量场包含更多的环境信息,从而提高了短垂线阵匹配场处理的性能。最后,在典型的Pekeris波导环境中进行仿真,以3种布放在水面附近的短垂线阵为例,分析了匹配场被动定位的性能,并用广义余弦量化分析了不同布阵方式对测量场的影响。结果表明:使用最小二乘算法对短阵的测量场进行声场重构后广义余弦变大,此时短垂线阵匹配场处理的定位性能得到改善,验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 匹配场处理 被动定位 最小二乘算法 声场重构

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基于Helmholtz方程最小二乘法声全息复杂结构振动噪声响应分析(英文) 被引量：3

17

作者 Sean F.Wu Logesh Kumar Natarajan 《汽车工程学报》 2011年第4期237-247,共11页

论述了以车身模型为例的复杂结构声振响应的分析方法。分析的目的是为了识别对车内声场的声压有关键贡献的板件。为此,本文采用基于Helmholtz方程最小二乘法的近场声全息(NAH)技术,利用对任意形状的表面进行近场的声压测量结果对结构表... 论述了以车身模型为例的复杂结构声振响应的分析方法。分析的目的是为了识别对车内声场的声压有关键贡献的板件。为此,本文采用基于Helmholtz方程最小二乘法的近场声全息(NAH)技术,利用对任意形状的表面进行近场的声压测量结果对结构表面的振动噪声响应进行重构。首先,对部件表面法向振动速度和表面的声压分布进行了重构,其次计算了部件表面声强分布以及每个部件的声功率流与车内任意一点声压的相关程度。每个部件对车内一点声压的相对贡献取决于板件到该点的声功率流。利用基于HELS近场声全息只需要进行一组声压测量就可以对板件的结构噪声进行分析,并且能够进行板件相对贡献量的研究。本文的分析结果得到了试验结果的证明,验证试验是在全消声室内进行的。 展开更多

关键词 NAH HELS 声场重构

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多球形虚拟源强PNAH声场重建精度的影响因素分析 被引量：3

18

作者 王玉江 向宇 李晓妮 《广西工学院学报》 CAS 2013年第4期21-26,共6页

为了进一步提高Patch近场声全息数据外推精度,研究采用多球形虚拟源强的布置方法进行全息数据外推,该外推方法具有实施简单、外推精度高的特点,并通过数值算例验证了该方法的有效性.在利用多球形虚拟源强进行声场重建时,由于多虚拟球的... 为了进一步提高Patch近场声全息数据外推精度,研究采用多球形虚拟源强的布置方法进行全息数据外推,该外推方法具有实施简单、外推精度高的特点,并通过数值算例验证了该方法的有效性.在利用多球形虚拟源强进行声场重建时,由于多虚拟球的布置方式的不确定性,为了更好地提高重建精度,必须要分析声场重建精度的各种影响因素,通过理论分析和数值仿真,从而获得提高重构精度的规律. 展开更多

关键词 Patch近场声全息 多球形虚拟源强 声场重构 误差影响因素

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声场重构的声辐射模态阶数分析 被引量：2

19

作者 樊士贡 姜哲 《应用声学》 CSCD 北大核心 2012年第6期456-461,共6页

利用声辐射模态法对椭球状声源辐射声场进行重构,分析了模态阶数对相对误差的影响,以及模态阶数与频率的关系;同时深入探讨了声源形状变化对模态阶数选取的影响。研究发现利用较少的模态阶数即可得到很好的重构效果,且声源形状的变化对... 利用声辐射模态法对椭球状声源辐射声场进行重构,分析了模态阶数对相对误差的影响,以及模态阶数与频率的关系;同时深入探讨了声源形状变化对模态阶数选取的影响。研究发现利用较少的模态阶数即可得到很好的重构效果,且声源形状的变化对重构所需模态阶数的影响较小,因此可将该方法用于任意形状声源的重构,体现了此方法在声场重构中的优越性。 展开更多

关键词 声场重构 相对误差 模态阶数

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基于声辐射模态的声场重构不适定问题的研究 被引量：2

20

作者 杨天乐 姜哲 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第10期47-51,共5页

声场分布模态可以展开表示振动表面辐射声场。确定展开系数是声场重构的关键。测出声场中N个点处的声学信息,即获得N个方程,求解展开系数,进而确定整个声场。若测点数N等于模态展开数MP,由于N个测点的信息随机获取,故无法保证N个方程完... 声场分布模态可以展开表示振动表面辐射声场。确定展开系数是声场重构的关键。测出声场中N个点处的声学信息,即获得N个方程,求解展开系数,进而确定整个声场。若测点数N等于模态展开数MP,由于N个测点的信息随机获取,故无法保证N个方程完全相互独立,偶尔会遇见分布模态矩阵奇异的情况,此时重构效果恶化。通过获取更多测点即N>MP,利用超静定方程组解决该不适定问题,取得很好效果。 展开更多

关键词 声辐射模态 声场重构 测量点数量 不适定问题

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