格林函数在平面近场声全息技术中的应用研究

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1、格林函数在平面近场声全息技术中的应用研究密级：分类号:？?编号：•99•••工学硕士学位论文格林函数在平面近场声全息技术屮的应用研究硕士研究牛:马佳势指导教师：杨德森教授:工学硕士学位级别学科、专业:水声工程所在单位：水声工程学院论文提交口期:年月论文答辩FI期:年月学位授予单位:哈尔滨工程大学•、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者木人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文屮指出，并与参考文献相对应。除文屮已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作甜成果。对木文的研究做出重要贡献的个人和集体，

2、均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者笔秒i献彩日期：咖年;月矽日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。木人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用木声明。口解本论文、班授予学

3、位后即可口在授予学位个月后密后由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、作者签字嘲•夥聊签字日期：,0年弓矽年弓月呼日哈尔滨丁程大学硕士学位论文摘要近场声全息技术作为近些年来比较热门的声场可视化技术，能够有效地对声源进行重建，且具有较好可操作性和工程实现性。平面近场声全息技术是基于平面边界条件下的近场声全息技术。格林函数作为空间传递因子，表示的是声源与声场之间的关系，格林函数的性质和状态对于有着不适定性的近场声全息技术的重建精度和可靠性起着决定性的作用。木文对基于格林函数的平面近场声全息技术进行了研究。文章分别讨论了在和边界条件下格林函数的有限离散化方法，分析不同有限离散化方法下格林函

4、数的特点以及不同重建参数对格林函数的影响，并通过对双点源的仿真计算,分析不同有限离散化方法下格林函数对声场正向重建和逆向重建在精度和分辨率上的影响。对比和分析了和边界条件下,声场重建的精度和对测量误差的敏感度。在文章最后给出并分析了基于声压重建和质点振速重建实验的处理结果。通过仿真计算得出•空间格林函数法只适用与近场重建,且在近场重建下有很好的分辨率,实空间格林函数法对重建距离的敏感程度要小于•空间格林函数法。通过实验结果得到,基于振速法的声压场重建和基于声压法的声压场重建的优缺点。关键词:格林函数;平面近场声全息;声压;质点振速一',?・9999••哈尔滨工程大学硕十学位论文目录

5、第章绪论•研究背景？.近场声全息技术•近场声全息技术中的格林函数？.本论文研究工作？第章格林函数的基本理论•简单声源的格林函数•声场中的格林函数??一••波动方程？”..亥姆霍兹方程..亥姆霍兹•基尔霍夫积分定理..声辐射问题中格林函数的性质…平而边界条件下的格林函数・平面近场声全息中的格林函数？..平面近场声全息的基本理论..平面近场声全息技术的离散处理“..在平面中格林函数的有限离散化方法•本章小结？第章边界条件下的声场重建?？“・实空间格林函数法下的声场重建??•・・・・实空间抽样格林函数的特性..实空间积分格林函数的特性?？”..基于实空间抽样格林函数法的声场重建”..实空

6、间积分格林函数下的声场重建..采样间隔和采样点数对声场重建的影响？空间抽样格林函数下的声场重建・・空间抽样格林函数的特性第章边界条件下的声场重建・空间格林函数下的声场重建？••空间抽样格林函数的特性••空间抽样格林函数下的声场重建••空间积分格林函数的特性••空间积分格林函数下的声场重建•实空间积分格林函数下的声场重建•基于振速重建和声压重建的对比•实验验证”..实验概况？“••数据分析处理?？”•本章小结”结仑”参考文献？攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢哈尔滨工程大学硕十学位论文第章'绪论•研究背景声场的逆问题一直是国内外学者所关注的重点。所谓声场的正问题就是己知声

7、源求声源所产牛的场，而逆问题就是根据声场分布的信息反推声源的特征量及其相关的物理特性。辐射声场的声学特性可以包括声辐射的矢量强度场的空间分布、结构声辐射和总辐射声功率等。在水下声场中，人们有吋候希望通过获得的舰船辐射噪声，经过适当的声场反演技术得到关于水下声源的图像、推算出声源的位置、声源的分布以及结构振动方式等物理特性。要想达到以上提出的要求，还需要同时了解声场分布的信息和声波的空间传播特性。从物理上看，一个物理方程表示一种特定的场和产生这种场的源之间的关系,而格林