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第1章 绪论 1

1.1近场声全息的产生 1

1.1.1全息技术 1

1.1.2声全息技术 3

1.2近场声全息的发展 6

1.2.1近场声全息声场空间变换算法 6

1.2.2近场声全息的测量方法及测量分析系统 9

1.3近场声全息的最新进展 11

1.3.1 Patch近场声全息 11

1.3.2声场分离技术 11

1.3.3基于质点振速测量的近场声全息 12

参考文献 13

第2章 基于空间Fourier变换的近场声全息 18

2.1平面近场声全息 18

2.1.1平面声辐射理论 18

2.1.2平面近场声全息算法与实现 26

2.1.3平面近场声全息重建误差分析 30

2.1.4波数域滤波 33

2.2柱面近场声全息 39

2.2.1柱面坐标系下的Helmholtz方程及其解 39

2.2.2柱面波谱 41

2.2.3柱面近场声全息算法与实现 44

2.2.4柱面近场声全息重建误差敏感性分析 47

2.2.5柱面波谱滤波 48

2.3球面近场声全息 50

2.3.1球面坐标系下的Helmholtz方程及其解 50

2.3.2球面近场声全息算法与实现 53

2.3.3球面近场声全息重建误差敏感性分析 55

2.3.4球面波谱滤波 57

参考文献 57

第3章 基于分布源边界点法的近场声全息 59

3.1分布源边界点法的基本理论 59

3.1.1声辐射定解问题的描述 59

3.1.2声辐射定解问题的求解 60

3.1.3声辐射计算的边界元法 66

3.1.4声辐射计算的分布源边界点法 70

3.2基于分布源边界点法的近场声全息原理 74

3.2.1问题的描述 74

3.2.2近场声全息重建与预测 75

3.2.3重建误差的敏感性分析 76

3.2.4重建过程的正则化处理 77

3.2.5正则化系数的选取 82

3.3基于正交球面波源边界点法的近场声全息 85

3.3.1正交球面波源基本概念 85

3.3.2基于球面波源叠加法的近场声全息原理 88

3.3.3正交球面波源边界点法 91

3.3.4基于正交球面波源边界点法的近场声全息原理 92

3.3.5两种声全息方法的对比 93

3.4基于分布源边界点法的半自由场重建方法 94

3.4.1半自由声场重建问题描述 95

3.4.2组合传递矩阵的建立 95

3.4.3组合传递矩阵的特解构造 96

3.4.4半自由声场重建与预测 97

3.5基于分布源边界点法的多源场重建方法 98

3.5.1多源混合声场的声辐射模型 98

3.5.2单面测量组合法 99

3.5.3多面测量组合法 100

3.5.4多面测量消元法 101

参考文献 102

第4章 基于等效源法的近场声全息 105

4.1声辐射计算的等效源法 105

4.1.1等效源积分方程 105

4.1.2等效源法 107

4.1.3等效源法和Kirchhoff-Helmholtz积分方程的等效性 108

4.1.4等效源积分方程的离散化和等效源法的数值计算过程 109

4.1.5等效源法数值计算误差和影响参数分析 111

4.2基于等效源法的近场声全息原理 117

4.2.1基于等效源法的近场声全息重建公式 117

4.2.2基于等效源法的近场声全息的空间变换解释 118

4.2.3声全息中等效源位置的选择 124

4.2.4正则化的应用 127

4.3基于混合层势等效源法的近场声全息 128

4.3.1单层势表达式 128

4.3.2等效源法的非唯一性 130

4.3.3混合层势等效源法 131

4.3.4基于混合层势等效源法的近场声全息重建公式 133

4.4基于质点振速测量和等效源法的近场声全息 133

4.4.1基于质点振速测量和等效源法的近场声全息重建公式 134

4.4.2 基于质点振速测量和声压测量时的重建稳定性对比 134

参考文献 135

第5章Patch近场声全息 136

5.1近场声全息实际应用中存在的困难及其解决方法 136

5.2 Patch近场声全息的原理 137

5.3基于带限外推算法的Patch近场声全息及其衍生算法 139

5.3.1全息面数据的波数域带限特性 139

5.3.2基于PGa的Patch近场声全息 141

5.3.3基于快速Fourier变换的Patch近场声全息 145

5.3.4基于加权范数外推算法的Patch近场声全息 147

5.4基于等效源法的Patch近场声全息 150

5.4.1采用简单源作为等效源实现全息面数据外推 150

5.4.2采用正交球面波源作为等效源实现全息面数据外推 151

5.5统计最优近场声全息 152

5.5.1基于声压测量的平面统计最优近场声全息 152

5.5.2基于质点振速测量的平面统计最优近场声全息 162

5.5.3基于声压测量的柱面统计最优近场声全息 165

5.6近场声全息的空间分辨率增强方法及其实现过程 168

5.6.1通过全息面声压插值提高近场声全息的空间分辨率 168

5.6.2基于PGa插值的近场声全息空间分辨率增强方法 169

5.6.3基于等效源的近场声全息空间分辨率增强方法 169

参考文献 169

第6章 声场分离技术 172

6.1声场分离技术的应用背景 172

6.2基于空间Fourier变换的声场分离技术 172

6.2.1平面声场分离技术 173

6.2.2柱面声场分离技术 178

6.2.3球面声场分离技术 182

6.3基于等效源法的声场分离技术 186

6.3.1基于声压测量的双面声场分离公式 187

6.3.2基于质点振速测量的双面声场分离公式 189

6.3.3基于声压和质点振速测量的单面声场分离公式 190

6.3.4声场分离过程中误差处理 192

参考文献 192

第7章 近场声全息的应用 194

7.1近场声全息测量 194

7.1.1测量方法 194

7.1.2近场声全息的测量流程、测量仪器和测量装置 200

7.2近场声全息的应用实例 204

7.2.1半自由场中声源识别与声场重建 204

7.2.2多源声场中声源识别与声场重建 208

7.2.3非自由场中声场分离与重建 213

7.2.4 Patch近场声全息重建与分辨率增强 215

7.2.5某罗茨真空泵的噪声源识别 220

7.2.6某型汽车的噪声源识别 226

参考文献 233

附录A近场声全息涉及的特殊函数 235