基于等效源法的近场声全息噪声源识别系统研究与开发
2014-12-31张亚虎毕传兴
张亚虎, 徐 亮, 毕传兴
(合肥工业大学 机械与汽车工程学院,安徽 合肥 230009)
0 引 言
近场声全息技术[1](near-field acoustical holography,简称NAH)是一种先进的噪声源识别方法,通过在被测对象近场获取全息数据,然后利用全息面和声源面之间的空间声场变换关系,重建源面声场。与以往噪声源识别技术相比,NAH不仅利用了声场的传播波成分,还充分利用了声场的倏逝波信息,从而使空间重建分辨率突破了瑞利判据的限制。经过20多年的发展,NAH技术已形成了众多有效的全息变换算法,如空间 Fourier变换法[2]、边界元法 (BEM)[3]、Helmholtz最小二乘法 (HELS)[4]及等效源法(ESM)[5]等,因此,各种全息测量系统也应运而生,最早研制的是可供空气中快照全息测量和水下扫描全息测量的测量系统[6-7]。
20世纪90年代以后,逐渐出现了商业化的全息测量和分析系统,如B&K公司开发的空间声场变换(STSF)系统[8],MTS公司开发的 MTS Sound Explorer分析系统[9]以及LMS公司开发的LMS CADA-X 分析系统[10]。但上述系统主要以基于STSF的NAH为算法根据,要求声源面和全息测量面必须具有规则的形状,从而在一定程度上限制了其应用范围。基于等效源法的NAH技术,是将物体辐射的声场,由置于该辐射体内部的一系列等效源产生的声场叠加代替,从而实现声场的重建和预测。该方法适用于任意形状的声源,避免了BEM方法中的奇异积分问题,同时避免了HELS方法重建长宽高比例较大的结构声场辐射时收敛速度慢和精度低的问题,因此,ESM方法具有适用面广、计算速度快及识别精度高的优点。
LabVIEW是美国NI公司……