叶片自噪声声源定位的麦克风阵列技术研究

1144766066 · 发表于 2022-5-13 13:40:26

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近几年，航空噪声中机体噪声的研究受到了越来越多的关注。机体噪声的主要成分是机翼噪声，因此开展机翼叶片自噪声的研究具有十分重要的意义。相位麦克风阵列技术是目前国际上热点研究的一种声学实验测量技术，旨在精确地识别和定位出噪声源，反演出每个声源的频率、位置和幅值信息。它能为明确叶片自噪声的产生机理和进一步降低噪声提供技术支持。然而目前国际上采用麦克风阵列技术定位叶片自噪声获得的结果显示，噪声源的具体细节信息仍不够清楚，强背景噪声条件下反演的精度不够精确。因此本文发展了一套相位麦克风阵列技术的后处理算法程序，重点围绕上述两个题目开展了数值与实验研究。具体研究内容有以下几个方面：1. 进行了点声源、多个非相干性声源和简单的相干性声源的数值验证与研究。通过对单个点声源的数值验证，表明了本文所开发的相位麦克风阵列技术后处理算法程序的可行性。接着给出了多个非相干性声源和简单相干性声源的数值研究，得到了准确的声源反演结果。为了考虑强背景噪声条件的影响，本文研究了在不同信噪比条件下的声源反演情形，并给出了不同信噪比下的求解精度。2. 进一步研究了复杂相干性声源的反题目求解情况，显示声源频率可以精确识别，而位置和幅值重构误差较大。针对这种情况下麦克风阵列技术反演精度不够的题目，引入了采用正则化技术求解反题目的优化方法。本文给出了优化前后的对比结果，显示优化后的求解精度获得了显著提高，有效地解决了反题目算法求解中存在的幅值放大现象。即使在强背景噪声条件下，该方法依然能比较准确地识别和定位到声源信息。3. 设计和搭建了一套麦克风阵列实验平台，进行了点声源的实验验证。波束形成算法获得的基于声源平面上的能量图能够精确地定位到声源的位置，而经过正则化处理过的优化反题目算法能够较高精度地反演出声源的幅值信息，表明了相位麦克风阵列声源定位技术的可行性和精度。

叶片自噪声声源定位的麦克风阵列技术研究

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