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基于矩形换能器空间脉冲响应的相控阵声场研究 被引量:11
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作者 马宏伟 董明 +1 位作者 陈渊 张旭辉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第18期36-42,共7页
针对矩形换能器空间脉冲响应利用分割阵元叠加和近似方法求解,提出一种精确求解的新方法。根据矩形换能器的对称性将观察点转换到第四象限进行求解,该方法不需要远场或近轴近似,只需要坐标变换就可以得到任意长宽比的矩形换能器在不同... 针对矩形换能器空间脉冲响应利用分割阵元叠加和近似方法求解,提出一种精确求解的新方法。根据矩形换能器的对称性将观察点转换到第四象限进行求解,该方法不需要远场或近轴近似,只需要坐标变换就可以得到任意长宽比的矩形换能器在不同空间点处的脉冲响应函数。通过控制各阵元的延时实现相控阵声束的偏转和聚焦,分析一维相控阵的聚焦法则,得到各阵元的延时时间;对各矩形阵元加延时控制后的空间脉冲响应叠加求和,得到相控阵聚焦时的空间脉冲响应,进而求得各空间点的声压。计算相控阵换能器在不同聚焦角度时的空间声压分布,讨论不同阵元间距对分辨力的影响。结果表明该方法可以快速准确地计算较大偏转范围内的相控阵声场。 展开更多
关键词 矩形换能器 空间脉冲响应 超声相控阵 声场仿真
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空间分布系列球壳声场耦合与辐射特性研究
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作者 李凯 俞白兮 +1 位作者 俞孟萨 白振国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期129-143,共15页
针对大深度载人潜器的多球壳组合结构,以水介质中任意空间分布的系列弹性球壳为研究对象,利用球函数平移加法定理,建立计及球壳间声场相互作用的多球壳系统声振耦合模型,计算分析空间分布系列球壳的声场耦合特性及其影响因素。结果表明... 针对大深度载人潜器的多球壳组合结构,以水介质中任意空间分布的系列弹性球壳为研究对象,利用球函数平移加法定理,建立计及球壳间声场相互作用的多球壳系统声振耦合模型,计算分析空间分布系列球壳的声场耦合特性及其影响因素。结果表明:声场相互作用将改变球壳模态间耦合关系,使得单阶模态对球壳振动的贡献不再限于单个峰值,进而影响声辐射频谱特征;双球壳系统受激球壳和非受激球壳都产生声辐射,轴向激励情况下,两球壳间存在强声场耦合效应,激励力偏离轴向时,声场耦合效应逐渐减弱;不同尺度球壳组成的双球壳系统扩展了声场有效耦合的频率范围,辐射声场兼具两个球壳的模态特征;多球壳串列布置时,声场耦合效应具有传递作用,多球壳按不同角度分散布置时,辐射声场空间分布则更趋复杂。 展开更多
关键词 球壳组合结构 空间声场分布 声场相互作用 辐射声功率
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水平分层介质表面噪声矢量场空间相关特性 被引量:6
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作者 黄益旺 李婷 +1 位作者 于盛齐 张维 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期975-981,共7页
基阵之所以提高了输出信号的信噪比,其本质在于信号的空间相关半径大于噪声的空间相关半径.为了研究噪声场的空间相干结构,假设噪声源均匀分布在海面下方一定深度的无限大平面上,根据简正波理论首先建立水平分层介质表面噪声模型.在此... 基阵之所以提高了输出信号的信噪比,其本质在于信号的空间相关半径大于噪声的空间相关半径.为了研究噪声场的空间相干结构,假设噪声源均匀分布在海面下方一定深度的无限大平面上,根据简正波理论首先建立水平分层介质表面噪声模型.在此基础上,根据欧拉公式便可以写出复合式矢量水听器接收噪声的互谱密度函数表达式.对互谱密度函数进行积分运算,得到了均匀半均匀无限空间和硬底均匀浅海(具有压力释放海面和刚性海底)表面噪声矢量场空间相关函数的解析式.对比分析可知,对于均匀半无限空间情况,与文献中的结果是一致的;而对于硬底均匀浅海,计算机仿真表明该噪声场的空间相干结构与绝对深度及介质的吸收衰减无关,但互谱密度函数却相反. 展开更多
关键词 空间相关 表面噪声 水平分层介质 声矢量场 矢量水听器
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矩形超声换能器空间脉冲响应计算方法研究 被引量:5
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作者 邹诚 孙振国 +2 位作者 蔡栋 张文增 陈强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2641-2649,共9页
空间脉冲响应模型是一种可以高速、精确地计算平面型超声换能器瞬态声场的方法,该方法不需要对平面型探头的表面进行离散化或近轴近似处理。首先将空间点投影到换能器平面内,将构建空间脉冲响应函数转化为计算以该投影点为圆心,与换能... 空间脉冲响应模型是一种可以高速、精确地计算平面型超声换能器瞬态声场的方法,该方法不需要对平面型探头的表面进行离散化或近轴近似处理。首先将空间点投影到换能器平面内,将构建空间脉冲响应函数转化为计算以该投影点为圆心,与换能器相交的圆弧段的圆心角。由于矩形换能器包括4个顶点和4条边线,其几何形状与圆形换能器相比较为特殊,所以当投影点位于平面内的不同位置时,其计算方法也不相同。首先将探头所在平面进行分区,当投影点位于同一分区中时,其空间脉冲响应函数的计算方法相同;然后给出了当投影点位于各个分区中时的空间脉冲响应函数的计算过程,分析了矩形换能器尺寸的变化对分区的影响;最后,对一维超声相控阵探头的瞬态辐射声场进行了计算实验,并采用动态光弹方法对瞬态声场进行观测实验。实验结果表明,不同的换能器尺寸对计算过程及结果有显著影响,本文计算方法可以有效地实现矩形超声波探头在均匀单一介质中的瞬态声场仿真计算,有利于对平面矩形类超声换能器进行优化设计。 展开更多
关键词 超声检测 矩形换能器 空间脉冲响应 声场仿真
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宽频带海洋环境噪声矢量场空间相关特性建模 被引量:4
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作者 任超 黄益旺 夏峙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期124-134,共11页
基阵的信噪比增益与噪声场空间特性密切联系,海洋环境噪声空间特性建模始终是水声学研究的热门问题.声纳功能不同,其工作频段和带宽通常也不相同,因此,任意频带噪声场的空间相关系数对声纳系统设计具有重要参考价值.依据海洋环境噪声场... 基阵的信噪比增益与噪声场空间特性密切联系,海洋环境噪声空间特性建模始终是水声学研究的热门问题.声纳功能不同,其工作频段和带宽通常也不相同,因此,任意频带噪声场的空间相关系数对声纳系统设计具有重要参考价值.依据海洋环境噪声场的产生过程,在高频近似条件下,本文提出一种噪声场时域建模方法,给出了水平分层介质中表面噪声时域声压和质点振速的积分表示,为噪声矢量场宽带模型的建立奠定了基础.根据风成噪声谱结构,数值计算了不同频带、不同谱斜率的噪声场空间相关系数,揭示了带宽、谱结构对风成噪声空间特性的影响规律.随着阵元间距和带宽增大,噪声矢量场各分量的空间相关系数的振荡周期数逐渐减少,振荡幅度逐渐减小,这是由于噪声场相关系数频域平均的结果.当谱斜率小于零时,宽频带噪声场的空间相关半径大于窄带噪声场的相关半径,这是由于低频段噪声起主要贡献的结果,实测海洋环境噪声声压场竖直方向空间相关特性变化规律与理论结果一致.本文模型对换能器成阵技术研究以及环境参数反演具有潜在应用前景. 展开更多
关键词 宽频带噪声 时域模型 空间相关特性 声矢量场
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两个宽带噪声矢量场模型的空间相关特性
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作者 任超 黄益旺 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期557-563,共7页
针对宽带噪声矢量场的空间相关特性问题,文章讨论了各向同性噪声模型和表面噪声模型。在高频近似条件下,根据射线声学理论和简谐平面行波满足的欧拉公式,采用时域建模方法分别建立了宽带各向同性噪声和表面噪声矢量场模型。给出了噪声... 针对宽带噪声矢量场的空间相关特性问题,文章讨论了各向同性噪声模型和表面噪声模型。在高频近似条件下,根据射线声学理论和简谐平面行波满足的欧拉公式,采用时域建模方法分别建立了宽带各向同性噪声和表面噪声矢量场模型。给出了噪声场相关函数的积分表达式和竖直方向空间相关系数的解析表达式。数值分析结果表明,相较于窄带噪声矢量场,宽带噪声矢量场各分量空间相关系数振荡幅度更小,随空间两点间距的增大更快地趋近于零;噪声源指向性对表面噪声场竖直方向上的空间相关特性的影响显著。相较于已有的宽带噪声空间相关系数计算方法,文中模型无需使用傅里叶合成方法,可通过时域建模直接获得宽带噪声空间相关函数。 展开更多
关键词 宽带噪声 空间相关特性 声矢量场 各向同性噪声 表面噪声
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Theoretical and Experimental Research on the Sound Field in A Finite Duct
7
作者 王峰林 安丽俐 +1 位作者 傅勤毅 彭玉才 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 1997年第3期71-75,共5页
Based upon the theoretical analysis of the sound field in a finite duct and the spatialsampling principle,this paper applies the adaptive filtering technique to the measurement of thesound field in the duct with the d... Based upon the theoretical analysis of the sound field in a finite duct and the spatialsampling principle,this paper applies the adaptive filtering technique to the measurement of thesound field in the duct with the distribution patterns of standing waves in the direction of thewaveguide and high—order wavefront on the cross section of the duct measured and the acousticmode theory proved by experimental results. 展开更多
关键词 A FINITE DUCT acoustic mode adaptive FILTERING measurement of SOUND field spatial sampling
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Numerical Simulation of Near-Field Seismoacoustic Probing of a Layer Inclusion in a Homogeneous Infinite Medium
8
作者 Yury Mikhailovich Zaslavsky Vladislav Yuryevich Zaslavsky 《Journal of Modern Physics》 2010年第2期110-123,共14页
Spatial distribution of acoustic and elastic waves generated by an elementary vibration source at seismic profiling frequencies in an infinite medium close to a layer inclusion, i.e., an extended layer, is numerically... Spatial distribution of acoustic and elastic waves generated by an elementary vibration source at seismic profiling frequencies in an infinite medium close to a layer inclusion, i.e., an extended layer, is numerically simulated. Point dipole radiation in a homogeneous infinite medium separated by a liquid layer of different medium density or acoustic wave velocity is considered. Transverse elastic SH-waves excited by an oscillating power source in a solid medium also located close to the layer of different propagation velocity than the velocity of the vicinity are analyzed. Formulae for the spatial distribution of the wave field amplitude are derived and computer graphics of field distribution images is presented. Wave reflection, penetration deep into the layer inclusion, and transmittance through it are examined. Results of the analysis can be applied to seismoacoustic probing of geologic environment by the near field of a harmonic vibration source. 展开更多
关键词 Seismoacoustic PROBING Vibration Source acoustic Transverse Waves Wave field AMPLITUDES spatial Distribution INHOMOGENEITY
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空间感主观评测中现场评测与录音评测的比较 被引量:1
9
作者 牛欢 戴璐 孟子厚 《电声技术》 2016年第4期1-5,12,共6页
采用声学头模进行双耳录音评测是空间感主观评测的一种方法。利用Odeon建模仿真不同空间大小中各方向的反射声,在基准电影院中形成不同空间大小的空间感,分别使用现场评测和录音评测的方法对主观空间感进行评测,并对比两种评测方法。主... 采用声学头模进行双耳录音评测是空间感主观评测的一种方法。利用Odeon建模仿真不同空间大小中各方向的反射声,在基准电影院中形成不同空间大小的空间感,分别使用现场评测和录音评测的方法对主观空间感进行评测,并对比两种评测方法。主观实验结果显示,对录音评测结果进行一定的线性修正,可以代替现场评测。 展开更多
关键词 空间感 声学头模 现场评测 录音评测
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Horizontal-Longitudinal Spatial Correlation of Acoustic Field with Deep Receiver in the Direct Zone in Deep Water 被引量:1
10
作者 Kun-De Yang Hui Li Rui Duan 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2017年第2期47-51,共5页
The horizontal-longitudinal correlation of acoustic field for the receiver near the bottom is analyzed by using nu- merical modeling. An approximate analytical solution of horizontal-longitudinal correlation coefficie... The horizontal-longitudinal correlation of acoustic field for the receiver near the bottom is analyzed by using nu- merical modeling. An approximate analytical solution of horizontal-longitudinal correlation coefficient is derived based on the ray method. Combining the characteristic of Lloyd's mirror interference pattern, the variability of acoustic field and its effect on horizontal-longitudinal spatial correlation are discussed. The theoretical pre- diction agrees well with the numerical results. Experimental results confirm the validity of analytical solution. Finally, the applicability of the analytical solution is summarized. The conclusion is beneficial for the design of bottom-moored array and the estimation of integral time for moving source localization. 展开更多
关键词 Horizontal-Longitudinal spatial Correlation of acoustic field with Deep Receiver in the Direct Zone in Deep Water
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一种计算海洋噪声场中矢量水听器空间相关的方法 被引量:1
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作者 马士国 王延浩 +1 位作者 王志伟 尚华 《舰船科学技术》 2010年第7期65-67,80,共4页
提出一种方法,用于求解复杂海洋环境下矢量水听器的空间相关特性。基于射线理论,将复杂的噪声场空间相关问题转化为简单的数值积分,用于解决矢量水听器的成阵问题,并简化了求解矢量阵阵增益的过程。最后给出了特定条件下的仿真结果。
关键词 空间相关 矢量声场 射线理论
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基于声场空间变换方法的轿车加速行驶车外噪声预测 被引量:1
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作者 陈书明 王登峰 +2 位作者 季枫 苏丽俐 雷应锋 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期45-50,共6页
采用近场声全息和声场空间变换方法对轿车车外噪声进行了预测。阐述了声场空间变换的基本原理,构建了近场声全息测量系统,并对声全息测量系统的误差进行了校准。在试验工况为2档、55km/h匀速行驶条件下,在消声室内转鼓试验台上对轿车左... 采用近场声全息和声场空间变换方法对轿车车外噪声进行了预测。阐述了声场空间变换的基本原理,构建了近场声全息测量系统,并对声全息测量系统的误差进行了校准。在试验工况为2档、55km/h匀速行驶条件下,在消声室内转鼓试验台上对轿车左右两侧近场声全息数据进行了测试。根据声场空间变换的基本理论,编制了声场空间变换的计算程序,对被试轿车左右两侧变换面的声场进行了重建。根据车外噪声测试标准GB1495—2002中的测量位置对车外噪声进行了预测,并与车外噪声试验结果进行了对比。对比结果表明:左右两侧误差均在1.0dB(A)以内,而相对误差均小于5%,满足工程精度要求。 展开更多
关键词 汽车工程 车外噪声 声场空间变换 声全息 声场重建
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声场计算模型的环境宽容性分析
13
作者 秦凯丽 胡长青 《声学技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期15-23,共9页
浅海水声环境容易受到各种因素的影响,导致其环境参数具有很强的不确定性,依据环境宽容性选择快速、精确的声场计算模型是保证后续研究分析正确性的重要前提。以海水声速为例,简述了基于传播损失和声场互相关系数的计算模型环境宽容性... 浅海水声环境容易受到各种因素的影响,导致其环境参数具有很强的不确定性,依据环境宽容性选择快速、精确的声场计算模型是保证后续研究分析正确性的重要前提。以海水声速为例,简述了基于传播损失和声场互相关系数的计算模型环境宽容性分析方法。为定量描述环境和声场计算模型的失配情况,在研究浅海不确定环境对于声场空间相关性影响的基础上,结合水声环境不确定性推理模型,得到声场空间相关半径和传播损失概率分布可信区间,提出利用声场空间相关半径相对值来度量声场计算模型的环境宽容性,同时利用非嵌入式随机多项式展开(NON-Polynomial Chaos Expansion, NPCE)法,结合差值评定方法对得到的环境宽容区间进行验证,结果表明,利用声场相关半径相对值可以定量分析不确定性环境下声场计算模型的宽容性。 展开更多
关键词 宽容性分析 模型失配 声场空间相关性 不确定性海洋环境 非嵌入式随机多项式展开法
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