本發(fā)明涉及物理專業(yè)中噪聲類領(lǐng)域聲場(chǎng)分離方法，更具體地說是一種用于當(dāng)不同輻射特性的聲源存在時(shí)，解決如何從混合聲場(chǎng)中分離出目標(biāo)聲源輻射聲場(chǎng)問題的方法。
背景技術(shù)：
：在實(shí)際工程中，靜止聲源和旋轉(zhuǎn)聲源常常會(huì)同時(shí)存在，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)涵道內(nèi)的定子(靜止聲源)和轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)聲源)、風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)(靜止聲源)和旋轉(zhuǎn)葉片(旋轉(zhuǎn)聲源)等，這使得測(cè)量的聲場(chǎng)中既包含了靜止聲源輻射的聲場(chǎng)，也包含了旋轉(zhuǎn)聲源輻射的聲場(chǎng)。為了獨(dú)立地研究靜止聲源的輻射特性和旋轉(zhuǎn)聲源的輻射特性，需要采用一定的聲場(chǎng)分離方法將靜止聲源輻射的聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射的聲場(chǎng)分離開來。到目前為止，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已提出多種聲場(chǎng)分離方法，這些方法包括基于空間傅里葉變換法(SFT)的聲場(chǎng)分離方法、基于統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場(chǎng)聲全息(SONAH)的聲場(chǎng)分離方法、基于球面波疊加法(SWSM)的聲場(chǎng)分離方法、基于邊界元法(BEM)的聲場(chǎng)分離方法和基于等效源法(ESM)的聲場(chǎng)分離方法。但這些聲場(chǎng)分離方法只能用于多個(gè)靜止聲源輻射聲場(chǎng)的分離。為實(shí)現(xiàn)靜止聲源輻射聲場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)的分離，2006年，C.R.Lowis和P.Joseph提出了聚焦波束形成方法分離航空發(fā)動(dòng)機(jī)涵道內(nèi)定子和轉(zhuǎn)子各自輻射的聲場(chǎng)；2015年，P.X.Mo和W.K.Jiang提出了復(fù)合解卷方法分離單頻靜止聲源和旋轉(zhuǎn)聲源各自輻射的聲場(chǎng)。但是，上述兩種靜止聲源輻射聲場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)分離方法都是在頻域內(nèi)對(duì)單一諧波穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)進(jìn)行分離，若要實(shí)現(xiàn)時(shí)變非穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)的分離，上述兩種聲場(chǎng)分離方法將不再適用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種分離靜止聲源輻射聲場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)的時(shí)域方法，以期能夠?qū)崿F(xiàn)任意線性聲場(chǎng)：包括穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)和非穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)的分離。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明分離靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)的方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行：步驟1、在由靜止聲源Ss和旋轉(zhuǎn)聲源Sr共同輻射的混合聲場(chǎng)中設(shè)置測(cè)量面H，在測(cè)量面H上均勻分布M個(gè)測(cè)量點(diǎn)Cm，將M個(gè)傳聲器一一對(duì)應(yīng)地放置在所述M個(gè)測(cè)量點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量，獲得接收時(shí)刻ti各測(cè)量點(diǎn)處的全息聲壓一一對(duì)應(yīng)為將接收時(shí)刻ti所有M個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的全息聲壓Pi表征為：i為正整數(shù)，T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；步驟2、在包絡(luò)靜止聲源Ss和旋轉(zhuǎn)聲源Sr的聲源面S內(nèi)分布Ns個(gè)靜止等效源Esns和Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源Ernr，且使Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源的旋轉(zhuǎn)頻率與旋轉(zhuǎn)聲源Sr的旋轉(zhuǎn)頻率保持一致；所述靜止等效源的個(gè)數(shù)Ns與所述旋轉(zhuǎn)等效源的個(gè)數(shù)Nr之和不小于2、且不大于測(cè)量點(diǎn)個(gè)數(shù)M；所述Ns個(gè)靜止等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的靜止等效源強(qiáng)度一一對(duì)應(yīng)為將所有Ns個(gè)靜止等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的靜止等效源強(qiáng)度Qsj表征為：j為正整數(shù)；所述Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度一一對(duì)應(yīng)為將所有Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj表征為：Qrj=qr1jqr2j...qrNrjT,]]>由靜止等效源強(qiáng)度Qsj與旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj組成的混合等效源強(qiáng)度Qj為：Qj=qs1jqs2j...qsNsjqr1jqr2j...qrNrjT;]]>步驟3、根據(jù)靜止等效源和旋轉(zhuǎn)等效源的聲輻射規(guī)律，建立發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj與接收時(shí)刻ti的全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系；步驟4、已知接收時(shí)刻ti的全息聲壓Pi，根據(jù)混合等效源強(qiáng)度Qj與全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系獲得發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj；步驟5、根據(jù)靜止等效源強(qiáng)度Qsj與旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj互不相干的特性，將靜止等效源強(qiáng)度Qsj和旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj從步驟4中獲得的混合等效源強(qiáng)度Qj中分離開來；步驟6、利用步驟5中分離出的靜止等效源強(qiáng)度Qsj計(jì)算獲得靜止聲源Ss輻射的聲場(chǎng)Psi，利用步驟5中分離出的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj計(jì)算獲得旋轉(zhuǎn)聲源Sr輻射的聲場(chǎng)Pri，實(shí)現(xiàn)靜止聲源Ss輻射聲場(chǎng)Psi和旋轉(zhuǎn)聲源Sr輻射聲場(chǎng)Pri的分離。本發(fā)明分離靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)的方法的特點(diǎn)也在于：所述發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj與接收時(shí)刻ti的全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系如式(1)：Pi=Σj=1iΨijQj,---(1)]]>式(1)中：Ψij=ψs11ij...ψs1nsij...ψs1Nsijψr11ij...ψr1nrij...ψr1Nrij·······...·...··...·...·······ψsm1ij...ψsmnsij...ψsmNsijψrm1ij...ψrmnrij...ψrmNrij·······...·...··...·...·······ψsM1ij...ψsMnsij...ψsMNsijψrM1ij...ψrMnrij...ψrMNrij,---(2)]]>式(2)中：ns為不大于Ns的正整數(shù)，nr為不大于Nr的正整數(shù)，表示ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的聲壓與τj時(shí)刻第ns個(gè)靜止等效源強(qiáng)度之間的傳遞函數(shù)，其表達(dá)式為：ψsmnsij=φj(τmnsi)gsmns,---(3)]]>表示ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的聲壓與τj時(shí)刻第nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度之間的傳遞函數(shù)，其表達(dá)式為：ψrmnrij=φj(τmnri)grmnr(τmnri),---(4)]]>式(3)中：其中Rsmns為第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)與第ns個(gè)靜止等效源之間的距離，c為聲音傳播速度，ti＝t1+(i-1)Δt，且t1為初始接收時(shí)間，Δt為接收時(shí)間步長(zhǎng)，φj(τ)為L(zhǎng)agrange線性插值函數(shù)，φj(τ)的表達(dá)式為其中τj＝τ1+(j-1)Δτ，Δτ為發(fā)射時(shí)間步長(zhǎng)，τ1為初始發(fā)射時(shí)間，τ1＝t1-Rmin/c，Rmin為所有Rmns和中的最小值，gsmns表示第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)與第ns個(gè)靜止等效源之間的傳遞函數(shù)，gsmns的表達(dá)式為gsmns=14πRsmns,]]>式(4)中：為時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)第nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源之間的距離，表示時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)與第nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源之間的傳遞函數(shù)，的表達(dá)式為：grmnr(τmnri)=14πRrmnr(τmnri);]]>本發(fā)明分離靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)的方法的特點(diǎn)也在于：所述根據(jù)混合等效源強(qiáng)度Qj與全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系獲得的發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj如式(5)：Qj=(Ψjj)+(Pj-Σk=1j-1ΨjkQk),---(5)]]>在式(5)中，+表示矩陣的廣義逆，k為不大于j-1的正整數(shù)。本發(fā)明分離靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)的方法的特點(diǎn)也在于：所述利用步驟5中分離出的靜止等效源強(qiáng)度Qsj計(jì)算獲得靜止聲源Ss輻射的聲場(chǎng)如式(6)：Psi=Σj=1iΨsijQsj,---(6)]]>式(6)中：Psi=ps1i...psmi...psMiT,]]>Ψsij=ψs11ij...ψs1nsij...ψs1Nsij····...·...····ψsm1ij...ψsmnsij...ψsmNsij····...·...····ψsM1ij...ψsMnsij...ψsMNsij,]]>為靜止聲源在ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處輻射的聲壓；所述利用步驟5中分離出的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj計(jì)算獲得旋轉(zhuǎn)聲源Sr輻射的聲場(chǎng)Pri如式(7)：Pri=Σj=1iΨrijQrj,---(7)]]>式(7)中，Pri=pr1i...prmi...prMiT,]]>Ψrij=ψr11ij...ψr1nrij...ψr1Nrij····...·...····ψrm1ij...ψrmnrij...ψrmNrij····...·...····ψrM1ij...ψrMnrij...ψrMNrij,]]>為旋轉(zhuǎn)聲源在ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處輻射的聲壓。本發(fā)明靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)分離方法的特點(diǎn)也在于：所述旋轉(zhuǎn)聲源的最大切向速度大于零且小于聲速。本發(fā)明靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)分離方法的特點(diǎn)也在于：所述靜止等效源采用靜止單極子，所述旋轉(zhuǎn)等效源采用旋轉(zhuǎn)單極子。本發(fā)明靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)分離方法的特點(diǎn)也在于：所述靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)為任意線性聲場(chǎng)：包括穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)和非穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：1、本發(fā)明方法直接在時(shí)域內(nèi)實(shí)施聲場(chǎng)分離，可實(shí)現(xiàn)由靜止聲源和旋轉(zhuǎn)聲源所輻射的任意線性聲場(chǎng)的分離。2、本發(fā)明方法每測(cè)得一個(gè)接受時(shí)刻的全息聲壓，即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)發(fā)射時(shí)刻的聲場(chǎng)分離，因此具有實(shí)時(shí)分離聲場(chǎng)的特點(diǎn)。附圖說明圖1為本發(fā)明方法實(shí)施例中測(cè)量面H、聲源面S、等效源之間的位置關(guān)系示意圖；圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)和圖2(d)為本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss所輻射的聲壓與其理論聲壓比較圖：圖中實(shí)線表示靜止單極子Ss所輻射的理論聲壓，圖中點(diǎn)線表示采用本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss輻射聲壓；圖2(a)是針對(duì)測(cè)量點(diǎn)A，本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss所輻射的聲壓與理論聲壓比較示意圖，圖2(b)是針對(duì)測(cè)量點(diǎn)B，本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss所輻射的聲壓與理論聲壓比較示意圖，圖2(c)為針對(duì)測(cè)量點(diǎn)C，本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss所輻射的聲壓與其理論聲壓比較示意圖，圖2(d)為針對(duì)測(cè)量點(diǎn)D，本發(fā)明方法離出的靜止單極子Ss所輻射的聲壓與其理論聲壓比較示意圖。圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)和圖3(d)為本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的聲壓與其理論聲壓比較圖：圖中實(shí)線表示旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的理論聲壓，圖中點(diǎn)線表示采用本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr輻射聲壓；圖3(a)為針對(duì)測(cè)量點(diǎn)A，本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的聲壓與其理論聲壓比較示意圖，圖3(b)為針對(duì)測(cè)量點(diǎn)B，本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的聲壓與其理論聲壓比較示意圖，圖3(c)為針對(duì)測(cè)量點(diǎn)C，本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的聲壓與其理論聲壓比較示意圖，圖3(d)為針對(duì)測(cè)量點(diǎn)D，本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的聲壓與其理論聲壓比較示意圖。圖4(a)為本發(fā)明方法在t＝0.0014s時(shí)刻靜止單極子Ss在測(cè)量面H上所輻射的理論聲壓場(chǎng)pt；圖4(b)為本發(fā)明方法在t＝0.0034s時(shí)刻靜止單極子Ss在測(cè)量面H上所輻射的理論聲壓場(chǎng)pt；圖4(c)為在t＝0.0014s時(shí)刻，采用本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss在測(cè)量面H上所輻射的聲壓場(chǎng)pc；圖4(d)為在t＝0.0034s時(shí)刻，采用本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss在測(cè)量面H上所輻射的聲壓場(chǎng)pc；圖5(a)為本發(fā)明方法在t＝0.0048s時(shí)刻，旋轉(zhuǎn)單極子Sr在測(cè)量面H上所輻射的理論聲壓場(chǎng)pt；圖5(b)為本發(fā)明方法在t＝0.0080s時(shí)刻，旋轉(zhuǎn)單極子Sr在測(cè)量面H上所輻射的理論聲壓場(chǎng)pt；圖5(c)為t＝0.0048s時(shí)刻，采用本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr在測(cè)量面H上所輻射的聲壓場(chǎng)pc；圖5(d)為在t＝0.0080s時(shí)刻，采用本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr在測(cè)量面H上所輻射的聲壓場(chǎng)pc；圖6(a)為本發(fā)明方法評(píng)價(jià)靜止單極子Ss的相位分離誤差T1的數(shù)值分布圖，圖中等高線值為0.9；圖6(b)為本發(fā)明方法評(píng)價(jià)靜止單極子Ss的幅值分離誤差T2的數(shù)值分布圖，圖中等高線值為0.2；圖7(a)為本發(fā)明方法評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)單極子Sr的相位分離誤差T1的數(shù)值分布圖，圖中等高線值為0.9；圖7(b)為本發(fā)明方法評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)單極子Sr的幅值分離誤差T2的數(shù)值分布圖，圖中等高線值為0.2。具體實(shí)施方式本實(shí)施例中分離靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)的方法是按如下步驟進(jìn)行：步驟1、參見圖1，在由靜止聲源Ss和旋轉(zhuǎn)聲源Sr共同輻射的混合聲場(chǎng)中設(shè)置測(cè)量面H，在測(cè)量面H上均勻分布M個(gè)測(cè)量點(diǎn)Cm，將M個(gè)傳聲器一一對(duì)應(yīng)地放置在M個(gè)測(cè)量點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量，獲得接收時(shí)刻ti各測(cè)量點(diǎn)處的全息聲壓一一對(duì)應(yīng)為將接收時(shí)刻ti所有M個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的全息聲壓Pi表征為：i為正整數(shù)，T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；步驟2、在包絡(luò)靜止聲源Ss和旋轉(zhuǎn)聲源Sr的聲源面S內(nèi)分布Ns個(gè)靜止等效源Esns和Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源Ernr，且使Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源的旋轉(zhuǎn)頻率與旋轉(zhuǎn)聲源Sr的旋轉(zhuǎn)頻率保持一致；靜止等效源的個(gè)數(shù)Ns與旋轉(zhuǎn)等效源的個(gè)數(shù)Nr之和不小于2、且不大于測(cè)量點(diǎn)個(gè)數(shù)M；Ns個(gè)靜止等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的靜止等效源強(qiáng)度一一對(duì)應(yīng)為將所有Ns個(gè)靜止等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的靜止等效源強(qiáng)度Qsj表征為：j為正整數(shù)；Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度一一對(duì)應(yīng)為將所有Nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源在發(fā)射時(shí)刻τj的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj表征為：Qrj=qr1jqr2j...qrNrjT,]]>由靜止等效源強(qiáng)度Qsj與旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj組成的混合等效源強(qiáng)度Qj為：Qj=qs1jqs2j...qsNsjqr1jqr2j...qrNrjT;]]>步驟3、根據(jù)靜止等效源和旋轉(zhuǎn)等效源的聲輻射規(guī)律，建立發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj與接收時(shí)刻ti的全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系；步驟4、已知接收時(shí)刻ti的全息聲壓Pi，根據(jù)混合等效源強(qiáng)度Qj與全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系獲得發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj；步驟5、根據(jù)靜止等效源強(qiáng)度Qsj與旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj互不相干的特性，將靜止等效源強(qiáng)度Qsj和旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj從步驟4中獲得的混合等效源強(qiáng)度Qj中分離開來；步驟6、利用步驟5中分離出的靜止等效源強(qiáng)度Qsj計(jì)算獲得靜止聲源Ss輻射的聲場(chǎng)Psi，利用步驟5中分離出的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj計(jì)算獲得旋轉(zhuǎn)聲源Sr輻射的聲場(chǎng)Pri，實(shí)現(xiàn)靜止聲源Ss輻射聲場(chǎng)Psi和旋轉(zhuǎn)聲源Sr輻射聲場(chǎng)Pri的分離。具體實(shí)施中，發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj與接收時(shí)刻ti的全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系如式(1)：Pi=Σj=1iΨijQj,---(1)]]>式(1)中：Ψij=ψs11ij...ψs1nsij...ψs1Nsijψr11ij...ψr1nrij...ψr1Nrij·······...·...··...·...·······ψsm1ij...ψsmnsij...ψsmNsijψrm1ij...ψrmnrij...ψrmNrij·······...·...··...·...·······ψsM1ij...ψsMnsij...ψsMNsijψrM1ij...ψrMnrij...ψrMNrij,---(2)]]>式(2)中：ns為不大于Ns的正整數(shù)，nr為不大于Nr的正整數(shù)，表示ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的聲壓與τj時(shí)刻第ns個(gè)靜止等效源強(qiáng)度之間的傳遞函數(shù)，其表達(dá)式為：ψsmnsij=φj(τmnsi)gsmns,---(3)]]>表示ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的聲壓與τj時(shí)刻第nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度之間的傳遞函數(shù)，其表達(dá)式為：ψrmnrij=φj(τmnri)grmnr(τmnri),---(4)]]>式(3)中：其中Rsmns為第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)與第ns個(gè)靜止等效源之間的距離，c為聲音傳播速度，ti＝t1+(i-1)Δt，且t1為初始接收時(shí)間，Δt為接收時(shí)間步長(zhǎng)，φj(τ)為L(zhǎng)agrange線性插值函數(shù)，φj(τ)的表達(dá)式為其中τj＝τ1+(j-1)Δτ，Δτ為發(fā)射時(shí)間步長(zhǎng)，τ1為初始發(fā)射時(shí)間，τ1＝t1-Rmin/c，Rmin為所有Rmns和Rmnr(τimnr)中的最小值，gsmns表示第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)與第ns個(gè)靜止等效源之間的傳遞函數(shù)，gsmns的表達(dá)式為gsmns=14πRsmns,]]>式(4)中：為時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)第nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源之間的距離，表示時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)與第nr個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源之間的傳遞函數(shù)，的表達(dá)式為：grmnr(τmnri)=14πRrmnr(τmnri);]]>在建立傳遞關(guān)系式(1)的過程中，需要給定Δt＝Δτ，τ1＝t1-Rmin/c，其中Rmin表示取所有Rmns和中的最小值。本實(shí)施例中，根據(jù)混合等效源強(qiáng)度Qj與全息聲壓Pi之間的傳遞關(guān)系獲得的發(fā)射時(shí)刻τj的混合等效源強(qiáng)度Qj如式(5)：Qj=(Ψjj)+(Pj-Σk=1j-1ΨjkQk),---(5)]]>在式(5)中，+表示矩陣的廣義逆，k為不大于j-1的正整數(shù)。在求解混合等效源強(qiáng)度Qj的過程中為保證解的唯一性，須滿足M≥Ns+Nr，同時(shí)求解混合等效源強(qiáng)度Qj的過程也屬于逆問題，因此可采用Tikhonov正則化方法穩(wěn)定求解過程，正則化參數(shù)用GCV法來進(jìn)行選取。具體實(shí)施中，利用步驟5中分離出的靜止等效源強(qiáng)度Qsj計(jì)算獲得靜止聲源Ss輻射的聲場(chǎng)如式(6)：Psi=Σj=1iΨsijQsj,---(6)]]>式(6)中：Psi=ps1i...psmi...psMiT,Ψsij=ψs11ij...ψs1nsij...ψs1Nsij····...·...····ψsm1ij...ψsmnsij...ψsmNsij····...·...····ψsM1ij...ψsMnsij...ψsMNsij,]]>為靜止聲源在ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處輻射的聲壓；利用步驟5中分離出的旋轉(zhuǎn)等效源強(qiáng)度Qrj計(jì)算獲得旋轉(zhuǎn)聲源Sr輻射的聲場(chǎng)Pri如式(7)：Pri=Σj=1iΨrijQrj,---(7)]]>式(7)中，Pri=pr1i...prmi...prMiT,Ψrij=ψr11ij...ψr1nrij...ψr1Nrij····...·...····ψrm1ij...ψrmnrij...ψrmNrij····...·...····ψrM1ij...ψrMnrij...ψrMNrij,]]>為旋轉(zhuǎn)聲源在ti時(shí)刻第m個(gè)測(cè)量點(diǎn)處輻射的聲壓。具體實(shí)施中，靜止聲源Ss采用一個(gè)靜止單極子，旋轉(zhuǎn)聲源Sr采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)單極子，均位于聲源面S內(nèi)。靜止單極子Ss輻射Gauss調(diào)制正弦信號(hào)s(t)，其表達(dá)式為:s(t)=sin(2πf0t)e-[5.26(115t-0.2)]2---(8)]]>在式(8)中，中心頻率f0＝1000Hz。旋轉(zhuǎn)單極子Sr輻射線性頻率調(diào)制(頻率調(diào)制范圍300-1200Hz)、Gauss幅值調(diào)制信號(hào)；在直角坐標(biāo)系o(x,y,z)中，測(cè)量面H位于z＝0.05m的平面上，測(cè)量面H的面積大小為0.6m×0.6m，其上均勻地分布13×13個(gè)測(cè)量點(diǎn)Cm；聲源面S位于z＝0m的平面上，其上分布有一個(gè)靜止單極子Ss和一個(gè)旋轉(zhuǎn)單極子Sr，靜止單極子Ss位于(-0.05m,0m,0m)處，旋轉(zhuǎn)單極子Sr位于(0.2m,0m,0m)處，其旋轉(zhuǎn)頻率fr＝50Hz；24個(gè)靜止等效源Esns均勻分布在聲源面S內(nèi)的3個(gè)環(huán)上(環(huán)的半徑分別為0.05m、0.15m和0.25m)，24個(gè)旋轉(zhuǎn)等效源Ernr也均勻分布在聲源面S內(nèi)的3個(gè)環(huán)上(環(huán)的半徑分別為0.1m、0.2m和0.3m)，它們的旋轉(zhuǎn)頻率與旋轉(zhuǎn)單極子Sr的旋轉(zhuǎn)頻率保持一致。時(shí)域信號(hào)采樣頻率為12.8kHz，采樣點(diǎn)數(shù)為128。采用本發(fā)明的聲場(chǎng)分離方法將測(cè)量面H上靜止單極子Ss所輻射的聲壓和旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的聲壓分離開來，并與其理論聲壓進(jìn)行比較。為檢驗(yàn)本發(fā)明方法在時(shí)域內(nèi)的聲場(chǎng)分離效果，在測(cè)量面H上選取了四個(gè)測(cè)量點(diǎn)，即測(cè)量點(diǎn)A、測(cè)量點(diǎn)B、測(cè)量點(diǎn)C和測(cè)量點(diǎn)D，其位置分別為A(-0.05m,0m,0.05m)、B(0m,0m,0.05m)、C(0.1m,0m,0.05m)、D(0.2m,0m,0.05m)。參見圖2，其圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)和圖2(d)分別對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)A、測(cè)量點(diǎn)B、測(cè)量點(diǎn)C和測(cè)量點(diǎn)D，圖中實(shí)線表示靜止單極子Ss所輻射的理論聲壓，圖中點(diǎn)線表示采用本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss輻射聲壓，比較圖中的實(shí)線和點(diǎn)線可以看出，采用本發(fā)明方法可以較好地分離出靜止單極子Ss單獨(dú)在測(cè)量面H上所輻射的聲壓。參見圖3，其圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)和圖3(d)分別對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)A、測(cè)量點(diǎn)B、測(cè)量點(diǎn)C和測(cè)量點(diǎn)D，圖中實(shí)線表示旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的理論聲壓，圖中點(diǎn)線表示采用本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr輻射聲壓，比較圖中的實(shí)線和點(diǎn)線可以看出，采用本發(fā)明方法可以較好地分離出旋轉(zhuǎn)單極子Sr單獨(dú)在測(cè)量面H上所輻射的聲壓。為檢驗(yàn)本發(fā)明方法在空間域的聲場(chǎng)分離效果，選取了兩個(gè)時(shí)刻t＝0.0014s和t＝0.0034s。參見圖4，其圖4(a)和圖4(b)分別為0.0014s和0.0034s時(shí)刻靜止單極子Ss在測(cè)量面H上所輻射的理論聲壓場(chǎng)pt，圖4(c)和圖4(d)分別為0.0014s和0.0034s時(shí)刻采用本發(fā)明方法分離出的靜止單極子Ss在測(cè)量面H上所輻射聲壓場(chǎng)pc。比較圖4(a)和圖4(c)、圖4(b)和圖4(d)可以看出，采用本發(fā)明方法可以較好地分離出靜止單極子Ss單獨(dú)在測(cè)量面H上所輻射的聲壓場(chǎng)。參見圖5，其圖5(a)和圖5(b)分別為t＝0.0048s和t＝0.0080s時(shí)刻旋轉(zhuǎn)單極子Sr在測(cè)量面H上所輻射的理論聲壓場(chǎng)pt，圖5(c)和5(d)分別為0.0048s和0.0080s時(shí)刻采用本發(fā)明方法分離出的旋轉(zhuǎn)單極子Sr在測(cè)量面H上所輻射聲壓場(chǎng)pc。比較圖5(a)和圖5(c)、圖5(b)和圖5(d)可以看出，采用本發(fā)明方法也可以較好地分離出旋轉(zhuǎn)單極子Sr單獨(dú)在測(cè)量面H上所輻射的聲壓場(chǎng)。為了更加客觀地評(píng)價(jià)本發(fā)明方法分離效果，在此定義了兩個(gè)評(píng)價(jià)因子，它們的表達(dá)式分別為T1(xi,yj)=<pt(xi,yj,t)pc(xi,yj,t)><pt2(xi,yj,t)><pc2(xi,yj,t)>---(9)]]>T2(xi,yj)=|ptrms(xi,yj)-pcrms(xi,yj)|ptrms(xi,yj)---(10)]]>在式(9)和式(10)中，＜＞表示求平均值，下標(biāo)t表示理論聲壓值，下標(biāo)c表示分離聲壓值，上標(biāo)rms表示求均方根值。評(píng)價(jià)因子T1是用來衡量理論聲壓值和分離聲壓值之間的相位誤差，當(dāng)T1的值越靠近1時(shí)，相位誤差越小。評(píng)價(jià)因子T2是用來衡量理論聲壓值和分離聲壓值之間的幅值誤差，當(dāng)T2的值越靠近0時(shí)，幅值誤差越小。利用式(9)和式(10)分別計(jì)算測(cè)量面H上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)處靜止單極子Ss的相位分離誤差T1和幅值分離誤差T2。參見圖6(a)和圖6(b)，在較多的測(cè)量點(diǎn)處，不論是相位還是幅值，靜止單極子Ss所輻射的理論聲壓值和分離聲壓值都吻合地較好。運(yùn)用式(9)和式(10)分別計(jì)算測(cè)量面H上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)處旋轉(zhuǎn)單極子Sr的相位分離誤差T1和幅值分離誤差T2。參見圖7(a)和圖7(b)，在較多的測(cè)量點(diǎn)處，不論是相位還是幅值，旋轉(zhuǎn)單極子Sr所輻射的理論聲壓值和分離聲壓值都吻合地較好。上述例子表明采用本發(fā)明方法都可以較好地將靜止聲源輻射聲場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)聲源輻射聲場(chǎng)在時(shí)域和空間域內(nèi)分離開來。當(dāng)前第1頁1 2 3