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原文传递舱室噪声源定位算法及软件实现

论文题名：	舱室噪声源定位算法及软件实现
关键词：	潜艇舱室;噪声源定位;近场声全息;波束形成
摘要：	潜艇舱室内部机械设备众多，结构复杂，针对潜艇舱室噪声控制和动态隐身的需求，噪声源定位相关研究成为了一项关键技术。球形阵列的对称性良好，将其运用于舱室等三维空间的噪声源定位，既节省了空间，又充分发挥了其指向性优势。　　考虑舱室结构具有有限封闭空间特点，并且舱室内噪声源具有频带宽、空间布置范围大等特点，采用近场声全息联合波束形成进行噪声源定位。首先，对于低频段噪声源，采用球谐域近场声全息方法，仿真分析了信号频率、截断阶数和信噪比等参数对该算法性能的影响;其次，对于中高频段噪声源，开展了球谐函数波束形成方法研究，该算法计算效率较高，为更好地抑制旁瓣，开展了广义逆波束形成方法研究，研究了基于高阶矩阵函数的广义逆波束形成算法，仿真分析了阶次对定位性能的影响，针对阶次较高时声源强度衰减明显的问题，开展了双重迭代广义逆波束形成方法研究，仿真分析了正则化迭代次数和广义逆迭代次数等对算法性能的影响;最后，对于宽带信号，开展了基于频率聚焦变换的波束形成方法研究，采用旋转信号子空间算法构建频率聚焦矩阵，利用CBF等窄带算法对聚焦后单一频点的数据协方差矩阵进行空间谱估计。　　采用Qt和数值计算软件联合开发，编制了集数据预处理、噪声源定位、舱室内声场预测、舱室壳体传声损失计算和艇外辐射噪声趋势预报于一体的“舱室内外辐射噪声快速预报软件”。在噪声源定位算法理论研究基础上，开展了自由场和舱段模型试验，验证舱室噪声源定位方法的声源定位性能。　　试验研究表明，球谐域近场声全息对舱室内低频段噪声源定位性能较好，波束形成对舱室内中高频段噪声源定位性能较好，试验结果与理论分析一致，为舱室噪声源定位的工程应用提供了指导意义。
作者：	刘慧琼
专业：	水声工程
导师：	时胜国
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021