[发明专利]振动分布欠采样条件下的结构低频辐射声功率的估计方法

权利要求书

1.一种振动分布欠采样条件下结构低频辐射声功率的估计方法，其特征在于它包括以下步骤： 

(1)测量结构的几何尺寸和形状； 

(2)在结构表面布放若干振速传感器，获得结构表面有限点处的法向速度； 

(3)计算结构辐射模态，计算各阶辐射模态的伴随系数； 

(4)基于声辐射模态插值结构表面法向速度； 

(5)获得插值后的辐射模态伴随系数； 

(6)估计辐射声功率。 

2.如权利要求1所述的传感器布放方式，有限个传感器各个方向分别等间隔布放在结构表面，结构表面被分割成N个等面积的面元。

3.如权利要求1所述的辐射模态的伴随系数的计算方法，伴随系数Y可由式Y＝Q^TU获得，式中U为结构表面有限点处的N维法向速度矢量，Q为N×N阶特征向量构成的矩阵，特征向量矩阵Q通过对如下所示的R矩阵进行特征值分解得到， 

式中i、j分别表示结构表面的面元编号，ΔS为面元的面积，Re表示取实部，Z表示辐射阻抗，r_ij表示第i个面元与第j个面元的距离，ρ₀为介质密度，c为介质中的声速。 

4.如权利要求1所述的基于声辐射模态的插值方法，设定结构表面布放的传感器横向间隔为l_x，纵向间隔为l_y，在横向方向上等间隔加密b倍(整数b＞1)，纵向方向上等间隔加密c倍(整数c＞1)，将结构重新划分为N×b×c份小面元，布放传感器时原编号为N_i(i＝1，2...N)的面元被分割成b×c个小面元，按面元的位置分为两类，位于结构边角位置的面元数目为N₀个、位于结构中心区域的面元数目为N-N₀个，分别对两类面元进行插值，若原编号为N_i的面元位于结构中心区域，则重新分割后的b×c个小面元的速度均插值为N_i面元处传感器测得的速度；对于结构边角处的小面元，则基于加密后的划分重新计算特征向量矩阵Q₂，将Q₂的前N列向量组成的矩阵与划分加密前计算得到的伴随系数矩阵相乘，计算得法向速度矢量U₂，从U₂中提取边角相应位置的法向速度，结合中心区域的插值结果得到法向速度矢量U’。 

5.如权利要求1所述的辐射声功率预测方法，将划分加密后计算得到的特征向量矩阵Q₂，和插值得到的法向速度矢量U’，代入Y＝Q^TU，获得插值后的辐射模态伴随系数Y₂，其中Y₂的第i列元素y_i表示第i阶声辐射模态伴随系数；加密后计算得到的特征值矩阵Λ₂， 其中Λ₂的第i个对角值γ_i表示第i个特征值，将y_i和λ_i代入式估计辐射声功率。