非自由声场中目标声源粒子速度场的重构

周达仁，肖永雄，卢奂采

（浙江工业大学 机械工程学院，杭州 310023）

近场声全息技术[1-3]使用布置在声源近场的全息测量面获取的声场信息，重构出结构表面和三维声场中的声压、介质粒子速度和声强等声学量的分布，为结构噪声源的识别定位提供了强大的技术支撑。近场声全息技术的一般思路是利用齐次Helmholtz方程在各类坐标系下的基本解，即自由空间的格林函数建立结构表面声学量与场点声学量、以及各场点声学量之间的关联，并建立相应的声场模型，再通过求解逆问题，将全息测量面上的声学量映射到重构面。相应地，在具体实施时，声源则必须置于开放的自由声场或全消声的环境中[1]。这一要求使得近场声全息的实施受到一定程度的限制。为了解决这一问题，研究者在各类近场声全息技术的基础上，发展出了相应的声波分离方法[4-18]。

在建立同时包含目标声源和干扰声源辐射的非自由声场数学模型时，声波分离方法使用两组基函数分别对目标声场和干扰声场进行建模。相应地，则需使用两组全息测量值作为算法的输入量，以求解出两组基函数系数。常用的测量前端有双层声压测量面[4-8]、双层粒子速度测量面[9-11]或者单层声压-粒子速度联合测量面[7-8,11-15]。也有研究者使用单层声压测量面[16-18]作为测量前端，重构目标声源的声压场，在特定的声场模型下，获得了较高的重构精度。

在对非自由声场中目标声源辐射重构的研究中，所重构的声学量多为声压标量，而对介质粒子速度矢量的重构则相对较少。……