发明名称 采用双面振速测量和二维空间傅立叶变换法分离声场的方法
摘要 采用双面振速测量和二维空间傅立叶变换法分离声场的方法,其特征是在被测声场中设置测量面S1和与其平行、且相隔距离为δh的辅助测量面S2;测量两个面上的法向质点振速;采用二维空间傅立叶变换法建立两测量面上法向质点振速之间的波数域传递关系;根据该传递关系分离出两测量面上由两侧声源分别辐射的声压、法向质点振速。本发明采用二维空间傅立叶变换法来作为声场分离算法,计算速度快、实施简单;采用两个测量面上的法向质点振速作为输入量来进行分离,与采用两个测量面上的声压作为输入量来进行分离相比,分离的法向质点振速精度更高。本发明方法可以广泛用于内部声场或噪声环境下的近场声全息测量、材料反射系数的测量,散射声场的分离等。
申请公布号 CN101566495B 申请公布日期 2011.03.16
申请号 CN200910117019.3 申请日期 2009.06.05
申请人 合肥工业大学 发明人 毕传兴;张永斌;徐亮;陈心昭
分类号 G01H5/00(2006.01)I;G01H17/00(2006.01)I 主分类号 G01H5/00(2006.01)I
代理机构 安徽省合肥新安专利代理有限责任公司 34101 代理人 何梅生
主权项 1.采用双面振速测量和二维空间傅立叶变换法分离声场的方法,其特征是按如下步骤进行:a、测量两个面上的法向质点振速在由声源1和声源2构成的被测声场中,位于声源1与声源2之间有测量面S<sub>1</sub>,在测量面S<sub>1</sub>与声源2之间设置一与测量面S<sub>1</sub>平行、且相隔距离为δh的辅助测量面S<sub>2</sub>;在两测量面上分别分布有测量网格点,相邻网格点之间的距离小于半个波长;测量两个测量面上各网格点处的法向质点振速幅值和相位信息获得两测量面上的法向质点振速;所述被测声场为稳态声场;b、采用二维空间傅立叶变换法建立两测量面上法向质点振速之间的波数域传递关系V<sub>1</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)=V<sub>11</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)+V<sub>21</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)V<sub>2</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)=V<sub>12</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)+V<sub>22</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)<img file="F2009101170193C00011.GIF" wi="551" he="66" /><img file="F2009101170193C00012.GIF" wi="576" he="66" />其中<img file="F2009101170193C00013.GIF" wi="795" he="269" />V<sub>1</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为测量面S<sub>1</sub>上测得的波数域法向质点振速、V<sub>2</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为测量面S<sub>2</sub>上测得的波数域法向质点振速、V<sub>11</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源1与测量面S<sub>1</sub>上的波数域法向质点振速、V<sub>12</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源1与测量面S<sub>2</sub>上的波数域法向质点振速、V<sub>21</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源2与测量面S<sub>1</sub>上的波数域法向质点振速、V<sub>22</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源2与测量面S<sub>2</sub>上的波数域法向质点振速、k为波数、(x,y,z)为三维迪卡尔坐标,测量面S<sub>1</sub>、辅助测量面S<sub>2</sub>与(x,y)坐标面平行,测量面的法向为z方向; c、计算两测量面上由两侧声源分别辐射的声压、法向质点振速根据步骤b所建立的两测量面上法向质点振速之间的波数域传递关系以及波数域欧拉公式,联合求解获得两测量面上由两侧声源分别辐射的波数域声压和法向质点振速为:<img file="F2009101170193C00021.GIF" wi="811" he="130" /><img file="F2009101170193C00022.GIF" wi="917" he="130" /><img file="F2009101170193C00023.GIF" wi="917" he="163" /><img file="F2009101170193C00024.GIF" wi="816" he="130" /><img file="F2009101170193C00025.GIF" wi="900" he="134" /><img file="F2009101170193C00026.GIF" wi="1007" he="135" /><img file="F2009101170193C00027.GIF" wi="1008" he="146" /><img file="F2009101170193C00028.GIF" wi="906" he="135" />其中P<sub>11</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源1在测量面S<sub>1</sub>上所辐射的波数域声压、P<sub>12</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源1在测量面S<sub>2</sub>上所辐射的波数域声压、P<sub>21</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源2在辅助测量面S<sub>1</sub>上所辐射的波数域声压、P<sub>22</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>)为声源2在辅助测量面S<sub>2</sub>上辐射的波数域声压、ρ为媒质密度、c为声速;对波数域法向质点振速和声压进行二维傅立叶逆变换即可获得两测量面上由两侧声源分别辐射的声压和法向质点振速。
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