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

原文传递

基于声辐射模态确定声功率 被引量：7

2

作者 姜哲 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2005年第6期537-541,共5页

利用声辐射模态方法研究了声辐射问题.以声辐射模态表示振动表面的多极子辐射,构成一组基函数,采用声辐射模态展开振动表面辐射的声场信息.在声场中,选择包围振动表面的封闭表面,振动表面辐射的声功率为声强在该封闭表面上的积分.基于... 利用声辐射模态方法研究了声辐射问题.以声辐射模态表示振动表面的多极子辐射,构成一组基函数,采用声辐射模态展开振动表面辐射的声场信息.在声场中,选择包围振动表面的封闭表面,振动表面辐射的声功率为声强在该封闭表面上的积分.基于声辐射模态和声场分布模态,推导了计算任意形状振动表面辐射声功率的计算公式,丰富了声辐射问题中的模态分析内容.针对平板辐射,数值计算结果令人满意. 展开更多

关键词 声辐射 声辐射模态 声功率

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基于有限测点的单层圆柱壳辐射声功率计算 被引量：10

3

作者 和卫平 陈美霞 +1 位作者 魏建辉 张聪 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第10期1204-1211,共8页

文章从结构振动模态与声辐射模态的概念出发,研究了两端简支单层圆柱壳振动模态与声辐射模态的耦合关系。在此基础上,利用模态扩展构造一个模态滤波矩阵,从有限个结构测点测量数据中得到结构的声辐射模态参与系数,进而计算结构的辐射声... 文章从结构振动模态与声辐射模态的概念出发,研究了两端简支单层圆柱壳振动模态与声辐射模态的耦合关系。在此基础上,利用模态扩展构造一个模态滤波矩阵,从有限个结构测点测量数据中得到结构的声辐射模态参与系数,进而计算结构的辐射声功率;并利用矩阵条件数对结构测点布置数目与位置进行了研究。数值算例表明:这种测点布置方法与结构辐射声功率的计算方法是可行的,这为该领域的理论分析和工程应用提供了一定的参考。 展开更多

关键词 单层圆柱壳 振动模态 声辐射模态 传感器布置 辐射声功率

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测量点位置对声源识别的影响 被引量：8

4

作者 宋艳华 姜哲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期35-37,46,共4页

振动表面的振速可以用声辐射模态展开表示,讨论了利用声辐射模态进行噪声源识别的方法。对于声源振速重建,关键就是确定展开系数。在声场中选择N个测量点,测量声场中的信息,求解展开系数。以平板振动为实例,利用声辐射模态对平板表面的... 振动表面的振速可以用声辐射模态展开表示,讨论了利用声辐射模态进行噪声源识别的方法。对于声源振速重建,关键就是确定展开系数。在声场中选择N个测量点,测量声场中的信息,求解展开系数。以平板振动为实例,利用声辐射模态对平板表面的振速分布进行重构,研究声源识别问题。通过模拟计算,发现声辐射模态方法结合Tik-honov正则化方法可以进行噪声源识别。同时就同一测量面上测量点的不同分布情况对识别的不同效果进行分析。研究结果表明:测量点位置分布不均匀时,声源识别效果较好。 展开更多

关键词 声辐射模态 声源识别 测量点分布

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声辐射模态在声场重构中的应用 被引量：4

5

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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利用源强声辐射模态识别噪声源 被引量：4

6

作者 聂永发 朱海潮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期539-546,共8页

为了解决噪声源识别中存在的识别精度不高、分辨率受限、对测量条件要求高等问题,提出了基于源强声辐射模态的噪声源识别方法。该方法首先计算结构的源强声辐射模态矩阵和声场分布模态矩阵,然后利用声场中测得的声压数据向量与结构声场... 为了解决噪声源识别中存在的识别精度不高、分辨率受限、对测量条件要求高等问题,提出了基于源强声辐射模态的噪声源识别方法。该方法首先计算结构的源强声辐射模态矩阵和声场分布模态矩阵,然后利用声场中测得的声压数据向量与结构声场分布模态矩阵的关系求出声辐射模态展开系数向量,最后通过声辐射模态矩阵和声辐射模态展开系数向量的积就可得到结构的源强分布,从而达到对噪声源识别的目的。该方法利用较少的测量点可以获得较高分辨率和识别精度。通过平板振动仿真和音箱实验验证了该方法对平面结构噪声源识别的有效性。 展开更多

关键词 噪声源识别 源强 声辐射模态 声场分布模态

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复杂结构声辐射模态的计算 被引量：4

7

作者 聂永发 朱海潮 《应用声学》 CSCD 北大核心 2014年第6期534-540,共7页

结构辐射阻矩阵的特征向量就是其声辐射模态,复杂结构的辐射阻矩阵获取困难阻碍了声辐射模态理论的进一步应用。为此提出一种基于等效源方法的复杂结构辐射阻矩阵计算方法,由此形成了一套完整的计算复杂结构声辐射模态方法。最后通过仿... 结构辐射阻矩阵的特征向量就是其声辐射模态,复杂结构的辐射阻矩阵获取困难阻碍了声辐射模态理论的进一步应用。为此提出一种基于等效源方法的复杂结构辐射阻矩阵计算方法,由此形成了一套完整的计算复杂结构声辐射模态方法。最后通过仿真算例对影响结构辐射阻矩阵计算精度的因素进行了分析,给出了复杂结构辐射阻矩阵构造的一般原则。理论推导和数值仿真算例表明所提出的复杂结构声辐射模态计算方法是有效的。该方法简化了复杂结构声辐射模态的计算,计算效率较高。 展开更多

关键词 声辐射模态 辐射阻矩阵 等效源法

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轻/重流体介质中振动板声辐射模态下的声辐射阻尼研究 被引量：1

8

作者 洪明 王其峰 +1 位作者 刘连海 付喜华 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第5期813-821,共9页

从能量的角度定义声辐射阻尼为结构振动一周内系统以声波形式耗散的能量与结构振动总能量的比值,将辐射声功率分解到各声辐射模态下,基于模态声辐射阻尼定义,建立FEM/BEM耦合数值模拟方法和相应的计算机程序,研究了振动板在轻/重流体介... 从能量的角度定义声辐射阻尼为结构振动一周内系统以声波形式耗散的能量与结构振动总能量的比值,将辐射声功率分解到各声辐射模态下,基于模态声辐射阻尼定义,建立FEM/BEM耦合数值模拟方法和相应的计算机程序,研究了振动板在轻/重流体介质中的声辐射模态、模态辐射效率、辐射阻尼和模态声辐射阻尼。研究结果表明轻/重流体中辐射模态基本相似,重流体中第一阶模态辐射效率远大于其他各阶模态辐射效率;低频时结构第一阶模态声辐射阻尼与总的声辐射阻尼接近,重流体中的第一阶模态声辐射阻尼在总的声辐射阻尼中占绝对优势,其他各阶模态辐射阻尼比重很小。 展开更多

关键词 声辐射阻尼 模态声辐射阻尼 声辐射模态 模态辐射效率

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测量阵列布置对基于源强分布声辐射模态的平面噪声源识别的影响 被引量：4

9

作者 聂永发 朱海潮 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2014年第3期24-28,共5页

基于源强分布声辐射模态理论给出了结构噪声源识别公式,分析了识别结果对声场分布模态矩阵条件数的灵敏度,并以平板声源为例对影响声场分布模态矩阵条件数的因素进行了重点分析。分析结果表明:与源面平行,传声器间距与等效源间距相等且... 基于源强分布声辐射模态理论给出了结构噪声源识别公式,分析了识别结果对声场分布模态矩阵条件数的灵敏度,并以平板声源为例对影响声场分布模态矩阵条件数的因素进行了重点分析。分析结果表明:与源面平行,传声器间距与等效源间距相等且测量面靠近源面的方阵是最优布置测量阵列,而且这种布置方式可有效提高声场分布模态矩阵条件数。同时,音箱实验结果表明:利用优化后的测量阵列测量数据取得了良好的识别效果。 展开更多

关键词 噪声源识别 源强分布 声辐射模态 声场分布模态 阵列

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基于声辐射模态的水下航行器传感器优化配置研究

10

作者 汤智胤 邹海龙 +3 位作者 喻柳丁 李想 沈惠杰 马锐锋 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第16期108-111,共4页

本文研究当水下航行器外壳体振动传感器总数确定之后,如何利用这有限个数的传感器得到更多航行器壳体振动信息,从而更准确地评估航行器当前声隐身状态的问题。基于结合声辐射模态理论,给出传感器优化配置方法和步骤,并利用类似水下航行... 本文研究当水下航行器外壳体振动传感器总数确定之后,如何利用这有限个数的传感器得到更多航行器壳体振动信息,从而更准确地评估航行器当前声隐身状态的问题。基于结合声辐射模态理论,给出传感器优化配置方法和步骤,并利用类似水下航行器的椭球壳体结构作为研究对象进行仿真,对该方法进行验证。研究结果表明,针对类椭球结构的水下航行器,低频段壳体传感器应布置在两端及中间位置。 展开更多

关键词 声辐射模态 传感器优化配置 水下航行器

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含损伤加筋板结构声辐射模态变异研究 被引量：4

11

作者 郭新毅 洪明 李艮田 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第2期115-123,共9页

本文采用声辐射模态的有关理论,用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。以加筋板结构为例,计算不同加筋情况和结构不同损伤情况下的声辐射模态。基于Mindlin理论,建立描述健康和损伤的四结点有限元板壳单元模型,采用... 本文采用声辐射模态的有关理论,用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。以加筋板结构为例,计算不同加筋情况和结构不同损伤情况下的声辐射模态。基于Mindlin理论,建立描述健康和损伤的四结点有限元板壳单元模型,采用有限元方法计算结构表面动力响应。各向同性损伤单元,采取刚度各向整体弱化的方法分析;对于各向异性损伤单元,采用Kachanov理论,引入了x和y两个方向的弹性损伤折减系数。考虑到不同损伤存在形式,计算分析了损伤对振动频率、模态以及声辐射模态的影响。文章建立了一种含损伤结构的分析方法,通过对一些典型算例分析,在评价损伤对船舶与海洋结构物常用的加筋结构声辐射特性影响方面做出了一定的探索。 展开更多

关键词 加筋板结构 损伤 有限元 声辐射模态

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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

12

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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利用声辐射模态重构任意目标的散射声场 被引量：2

13

作者 鱼海涛 王英民 王奇 《应用声学》 CSCD 北大核心 2017年第3期264-275,共12页

水下目标散射声场的重构可以作为水下目标散射特性的研究基础。本文主要利用声辐射模态对水下目标进行散射声场重构研究。首先,在借助声传递矩阵给出的任意结构声辐射模态的流体域求解方法基础上,通过理论证明了目标的散射声压与声辐射... 水下目标散射声场的重构可以作为水下目标散射特性的研究基础。本文主要利用声辐射模态对水下目标进行散射声场重构研究。首先,在借助声传递矩阵给出的任意结构声辐射模态的流体域求解方法基础上,通过理论证明了目标的散射声压与声辐射模态具有函数关系。其次,借助声场分布模态的概念,同时考虑到声场分布模态病态及声压测量易受噪声污染,提出基于声辐射模态的正则化散射声场重构算法。仿真结果表明,波数越低,重构所需声辐射模态阶数越少,在较高波数时仅需总模态数的大约20%即可对声场进行重构。与基于边界元的声场重构算法相比,计算量减小了至少80%,且克服了赫姆霍兹积分方程最小二乘法仅对球壳结构的重构效果较好而不适用于长条形结构重构的缺陷。 展开更多

关键词 声辐射模态 声散射 声重构

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基于声辐射模态分析粘弹性阻尼板的声功率灵敏度 被引量：3

14

作者 邱亮 姜哲 袁国清 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2009年第5期131-135,共5页

本文利用声辐射模态模型分析了粘弹性阻尼板的声功率灵敏度,考察了在板上加自由阻尼层和粘弹性梁的两种情况,揭示了阻尼厚度变化对声功率灵敏度的影响。结果表明,适当增加阻尼层厚度和合理配置粘弹性梁的形式能够有效地控制板辐射的声... 本文利用声辐射模态模型分析了粘弹性阻尼板的声功率灵敏度,考察了在板上加自由阻尼层和粘弹性梁的两种情况,揭示了阻尼厚度变化对声功率灵敏度的影响。结果表明,适当增加阻尼层厚度和合理配置粘弹性梁的形式能够有效地控制板辐射的声功率。 展开更多

关键词 振动与波 声辐射模态 粘弹性阻尼 灵敏度分析

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水中板声辐射的声功率模态分析 被引量：2

15

作者 李直 黎胜 刘彦森 《声学技术》 CSCD 2014年第4期317-321,共5页

由于水中结构的振动声辐射要考虑流体加载效应,因此水中结构声辐射的模态分析也与空气中的有所不同。基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元和Rayleigh积分耦合方法,对板结构的水下声功率模态进行了计算分析研究,通过辐射效率、模态... 由于水中结构的振动声辐射要考虑流体加载效应,因此水中结构声辐射的模态分析也与空气中的有所不同。基于辐射声功率的二次型表达式,采用有限元和Rayleigh积分耦合方法,对板结构的水下声功率模态进行了计算分析研究,通过辐射效率、模态振型和辐射声功率等探讨了其特点。结果表明以激励力为变量、考虑了结构阻抗的水下声功率模态具有各阶模态声辐射独立、低频时前几阶模态(特别是第1阶模态)的声辐射占主导地位、模态辐射效率峰值和模态振型物理意义清楚等特点,在水下结构振动声辐射的分析和控制方面有一定实用价值。 展开更多

关键词 水下声辐射 模态分析 声功率模态 振动模态

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一种识别声源噪声辐射区域的方法 被引量：2

16

作者 苏俊博 朱海潮 苏常伟 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期237-243,共7页

针对大型结构体的声辐射问题,提出了一种利用声辐射模态识别声源表面的噪声辐射区域的方法。分析了各阶声辐射模态对声源的辐射声功率的贡献量,找出了对远场辐射声功率贡献最大的几个主要的声辐射模态,然后利用这几个主要的声辐射模态... 针对大型结构体的声辐射问题,提出了一种利用声辐射模态识别声源表面的噪声辐射区域的方法。分析了各阶声辐射模态对声源的辐射声功率的贡献量,找出了对远场辐射声功率贡献最大的几个主要的声辐射模态,然后利用这几个主要的声辐射模态重建声源表面法向振速,通过声源表面法向振速的重建结果实现了声源表面噪声辐射区域的识别。通过对平板声源在几种不同频率下的噪声辐射区域的仿真分析验证了文中方法的正确性。该文方法对于确定特定频率下声源表面的噪声辐射区域,从而进一步进行辐射噪声控制具有积极的意义。 展开更多

关键词 噪声辐射区域 声辐射模态 辐射声功率 声场重建 减振降噪

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利用部分声源面测量数据识别噪声源 被引量：2

17

作者 苏俊博 朱海潮 +1 位作者 谢志敏 苏常伟 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期71-78,共8页

为利用声源面少量测量数据识别噪声源,提出了一种基于声辐射模态的联合利用声压与法向振速进行噪声源识别的方法。首先,对辐射声阻抗矩阵进行特征值分解,得到基于振速的声辐射模态;然后,推导出了与基于振速的声辐射模态具有一一对应关... 为利用声源面少量测量数据识别噪声源,提出了一种基于声辐射模态的联合利用声压与法向振速进行噪声源识别的方法。首先,对辐射声阻抗矩阵进行特征值分解,得到基于振速的声辐射模态;然后,推导出了与基于振速的声辐射模态具有一一对应关系的基于声压的声辐射模态;最后,建立了联合利用声压与法向振速的噪声源识别公式。进行了单点激励下的简支平板数值仿真和固支平板激振实验,结果表明:该方法能够联合利用少量的声压与法向振速对声源面的声压和法向振速进行较好的重建,从而实现噪声源识别。该方法的提出能够促进基于声源面测量的噪声源识别技术在工程实际中的应用。 展开更多

关键词 噪声源识别 声辐射模态 部分声源面测量数据

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基于声辐射模态理论的声场分离技术（英文） 被引量：2

18

作者 郭亮 朱海潮 +2 位作者 毛荣富 苏俊博 陈志敏 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期779-790,共12页

为了消除复杂声场中干扰噪声对于近场声全息重建精度的影响,该文提出了一种基于单层阵列测量的声场分离技术。当目标声源和干扰噪声源为相干声源时,利用源强密度声辐射模态分析理论建立了声源与辐射声场的数学关系模型,通过对单层阵列... 为了消除复杂声场中干扰噪声对于近场声全息重建精度的影响,该文提出了一种基于单层阵列测量的声场分离技术。当目标声源和干扰噪声源为相干声源时,利用源强密度声辐射模态分析理论建立了声源与辐射声场的数学关系模型,通过对单层阵列测量的声压数据进行空间重采样得到两组子数据,构造各组子数据与目标声源和干扰噪声源的声辐射模态之间的数学公式,再求解公式中目标声源的各阶声辐射模态的展开系数,可重构目标声源在阵列处的声场响应,达到声场分离的目的。刚性脉动球声源与刚性脉动球干扰源、平板声源与刚性脉动球干扰源的数值仿真及对影响该方法的相关参数进行了详细研究,相关结果表明该方法具有较好的有效性和正确性。 展开更多

关键词 声辐射模态 单层阵列 声场分离技术 近场声全息

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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

19

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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声辐射模态理论及应用研究综述 被引量：1

20

作者 聂永发 朱海潮 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第1期1-8,共8页

文章对声辐射模态技术研究相关进展进行了综述。介绍了声辐射模态理论从创立以来的研究成果及其在结构声有源控制、噪声源识别和声场重建等方面应用研究情况。对当前制约声辐射模态技术应用的关键问题进行了简单分析,并对其进一步发展... 文章对声辐射模态技术研究相关进展进行了综述。介绍了声辐射模态理论从创立以来的研究成果及其在结构声有源控制、噪声源识别和声场重建等方面应用研究情况。对当前制约声辐射模态技术应用的关键问题进行了简单分析,并对其进一步发展提出了展望。 展开更多

关键词 声辐射模态 噪声源识别 结构声有源控制 声场重建

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