[发明专利]一种基于多球域波叠加法重建Patch近场声全息声场的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多球域波叠加法重建Patch近场声全息声场的方法。

背景技术

声全息是20世纪60年代中期把全息技术引进声学领域后出现的新学科,它是为了检测和显示可见光及X射线不透明的媒质中的结构而提出来的。声场中的全息技术初步的可以分为：常规的声全息、近场的声全息、远场的声全息、局部近场声全息，其中近场声全息(Near-field acoustic holography,简称NAH)的应用范围最广，重建声场的效果相对最好，可操作性最强。随着人们对环境保护意识、生活质量和噪声危害认识的逐步增强，人们更加关注环境和产品的噪声问题。如何合理减小噪声逐渐成为许多学者研究的对象，在许多工程机械应用中面临的噪声的问题也急需解决。而噪声控制，可以从噪声的声源、声波传播的介质、噪声的接受者这几个方面着手，其中对噪声的声源采取有效的措施是噪声控制的最理想的方法。而对声源控制的最主要的问题是了解噪声源的特性，针对其特性采取相应的措施。实践证明近场声全息技术是20世纪80年代初展起来的一种具有噪声源的识别、声场的可视化特性的声学前沿技术。现有的重建Patch近场声全息声场的方法，适应性较差，只能够重建特定形状的声场。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于多球域波叠加法重建Patch近场声全息声场的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种基于多球域波叠加法重建Patch近场声全息声场的方法，包括以下步骤：

（1）运用波叠加法原理，利用测量相对小的全息面的复声压数据，通过相对应的空间变换的算法来获取较大面积上的的全息面的的声压矢量，从而完成近场的外推；

（2）运用近场外推后的复声压数据，采用相应的算法进行空间的全息重建，初步建立了一种基于多球域的WSA的PNAH技术的数学模型；

（3）通过数值仿真验证多球域的WSA的PNAH技术声场重建算法的可行性和有效性；

（4）对声场重建的影响因素进行分析。

进一步地，在步骤（4）中，所述对声场重建的影响因素包括全息面与声源之间的距离以及全息面的大小。

本发明所达到的有益效果是：

本发明将简单源作为等效源放置在辐射体的内部来模拟实际的声场，通过测量全息面上的复声压，利用等效源声场与全息测量面上的复声压相关匹配矩阵，来解出未知源强密度的Fourier展开系数，从而实现重建，该技术有效的克服了以往技术适应性差的问题，能重建任意形状的声场。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种基于多球域波叠加法重建Patch近场声全息声场的方法，包括以下步骤：

（1）运用波叠加法原理，利用测量相对小的全息面的复声压数据，通过相对应的空间变换的算法来获取较大面积上的的全息面的的声压矢量，从而完成近场的外推；

（2）运用近场外推后的复声压数据，采用相应的算法进行空间的全息重建，初步建立了一种基于多球域的WSA的PNAH技术的数学模型；

（3）通过数值仿真验证多球域的WSA的PNAH技术声场重建算法的可行性和有效性；

（4）对声场重建的影响因素进行分析。

进一步地，在步骤（4）中，所述对声场重建的影响因素包括全息面与声源之间的距离以及全息面的大小。

本发明将简单源作为等效源放置在辐射体的内部来模拟实际的声场，通过测量全息面上的复声压，利用等效源声场与全息测量面上的复声压相关匹配矩阵，来解出未知源强密度的Fourier展开系数，从而实现重建。该技术有效的克服了适应性差的问题，能重建任意形状的声场。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。