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水下原位声全息测量阵列及移动定位系统的设计与实验研究
| 论文题名： | 水下原位声全息测量阵列及移动定位系统的设计与实验研究 |
| 关键词： | 移动定位系统;水下原位声全息测量阵列;结构设计;消声材料 |
| 摘要： | 对于大型船舶等海上设备，当对其进行声全息和声成像等声学性能的测试工作时，通常是在船坞环境（原位环境）中，使用传声器测量阵列来完成。由于船舶的体积过大，对船舶进行整体结构声全息测量和声成像增加了难度，而且生产加工适用于大型船舶的测量阵列成本过高。为了降低测量难度和节省传声器阵列制造成本，通常采用移动式测量阵列实验装置来对船舶进行分段式扫描测量。 在船坞环境进行声全息测量时，往往会存在船坞边界反射声，对船舶进行噪声源的识别和定位产生干扰。针对声场中存在干扰声源的问题，宋玉来等人提出了基于球面谐波函数的声场重构理论和声波分离方法。但是目前尚缺少一个易于对该方法进行实验研究和验证的原理样机。本文主要的工作内容是研究和设计基于该方法的原理样机，并运用设计和加工的原理样机进行水下声全息实验，从而实现初步的工程化。论文的主要研究内容如下： （1）首先给出了近场声全息理论中的基于球面波函数的声场重构和声波分离方法的理论模型； （2）根据实验要求和给定的参数条件，对水听器与水下摄像头进行选型，设计了三种适用于不同水声实验的水听器阵列，包括平面水听器阵列、曲面水听器阵列和可变式水听器阵列； （3）设计了水听器阵列的定位和移动机构，包括电动滑台的选型和滑台支撑架的结构设计； （4）设计了声全息实验的消声环境装置，包括对全消声环境的结构设计和消声材料的选型； （5）最后，搭建了水下声全息实验的硬件系统，分别在全消声环境和存在干扰声源的非全消声环境中进行水下声全息实验。对两种情况下采集的实验数据进行对比分析。结果表明，所设计的原理样机可以较好的完成水下原位声全息测量实验研究和演示。 |
| 作者： | 王曙宇 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 卢奂采 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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