基于分布源边界点法的近场声全息理论与实验研究

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1、合肥工业大学博士学位论文基于分布源边界点法的近场声全息理论与实验研究姓名：毕传兴申请学位级别：博士专业：机械设计及理论指导教师：陈心昭20040601台肥工业大学博士学位论文量组合法、多面测量组合法和多面测量消元法，建立了应用分布源边界点法进行多渊混合声场全息重建和预测的理论，解决了多个相干源同时存在时声场的全息重建和预测问题．对两个相干的振动球和脉动球源的数值仿真研究以及对实际音箱源的实验研究验证了所提出方法的有效性。第六章首先改进了常规分布源边界点法中特解源的构造方法和特解矩阵的求逆方法，避免了以前对特解源

2、位置有要求而又只能由经验公式来确定的缺陷。在此基础上，进而提出了一种新型的边界点法一一正交球面波源边界点法，它一方面继承了常规边界点法无需复杂的插值处理、不存在奇异积分处理以及不存在解的非唯一性等优点，同时又避免了常规分布源边界点法中由于特解源的位置确定不好而引起较大误差的缺陷，并从根本上彻底地解决了特解源位置的选取问题。对半自由声场中单源和多源的实验研究验证了所提出方法的正确性及其作为声场全息变换算法的有效性；通过与球面波源叠加法的比较．论证了所提出方法的优越性。第七章提出了一种新型的基于等效源法的近场声全息

3、技术。它不需要对边界进行任何形式的离散，直接跳过振动边界面，通过确定声源内部一系列等效源在声场中所占的权重关系来预测整个声场．该方法可以适用于任意形状振源的分析，是一种真正意义上的“无点无元”的全息变换方法。严格的数学证明和对实际声源的实验验证保证了所提出方法的可行性和准确性。而且通过与基于分布源边界点法的近场声全息技术比较。进一步说明了分布源边界点法的本质和作为全息变换算法的优越性。第八章对真空泵的声源进行了定位研究，进一步验证了文中所提出方法对复杂形状声源研究的可行性，为文中所提出方法向实际工程推广打下了基

4、础。第九章总结了本文的主要研究成果，指出了需要进一步研究和解决的问题。关键词：声全息．声辐射。分布源边界点法，半自由场，正则化。球面谐波等效源，边界元法，逆问题垒墨三望奎堂整圭堂望垫塞型AbstractNearfieldacousticholography(NAH)isapowerfultoolforidentifyingnoisesourcesandvisualizingacousticfield．Bymultiplyingtheinverseofthecalculatedvibro-acoustictran

5、sfermatrixandthemeasuredacousticpressurevectoronthehologramsurface，suchacousticquantitiesasacousticpressure}particlevelocityandacousticintensityatanypointinthree*dimensionalacousticfieldandacousticpoweronarbitrarysurfaceCallbereconstructed．Inthistechnique，th

6、ehologramsurfaceshouldbelocatedasclosetothesourceaspossibleinordertoacquireprecisefieldinformationincludingthenon·propagatingevanescentwavesforanaccuratesourcereconstruction．SOfar，severaIdifferentmethods。suchasspatialFastFourierTransform(FFT)，boundaryelement

7、method(BEM)，HelmholtzEquationLeastSquares(HELS)method，etc．havebeenusedtorealizetheNAHsuccessfully，butnoneisthebest．ConsideringtheadvantagesofthedistributedSOUrCeboundarypointmethod(DSBPM)comparedwiththeBEM，itisproposedtobethetransformalgorithmoftheNAH，andthe

8、Sourcereconstructionandfieldpredlctionmodelsbasedonitareestablished．Then，theinfluenceofthemeasurementerrortothereconstructedsolutionsisanalyzed，andthetruncatedsingularvaluedecomposition(TSVD)met