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基于参量次级声源的水下结构噪声有源控制研究
| 论文题名： | 基于参量次级声源的水下结构噪声有源控制研究 |
| 关键词： | 水下潜器;辐射噪声;有源控制;次级声源 |
| 摘要： | 水下潜器结构的振动噪声有源控制对于我国的海洋国土安全和经济建设具有重要意义，随着声纳系统对低频线谱噪声探测能力的不断提高，水下潜器结构噪声控制技术面临更高的要求和挑战。噪声有源控制技术在声传播路径上对水下结构辐射噪声进行抵消，具有较好的低频控制效果，因而受到极大的关注。但是在水下结构表面监测信息缺失的情况下，传统的有源降噪方法由于误差传感器对声场预测不准确使次级声源的控制效果变差，甚至可能导致噪声增加。 针对以上问题，本文将多通道参量发射方法应用于水下结构噪声有源控制技术中，解决监测信息缺失时传统水下结构有源降噪方法可靠性下降的问题。首先，利用水下结构表面的声压和振速信息，建立基于亥姆霍兹积分原理的远场辐射噪声预测方法，并与有限元法进行对比，验证远场噪声预测的准确性，确定监测传感器的布放原则，为次级声源控制提供了输入信息的依据。其次，建立了多通道参量声源声场模型，验证参量次级声源声场的可控性，采用正则化最小二乘算法，以远场多个虚拟参考点处声压最小为目标，实现了水下结构噪声的有源控制，通过仿真研究验证了算法的有效性。最后，在水下结构监测信息缺失时，结合远场噪声预测和多通道参量声源反馈发射方法，采用局部控制策略，仿真研究了监测信息缺失时水下结构噪声有源控制效果。结果表明，水下结构远场噪声预测的准确性是影响有源噪声控制效果的决定性因素;次级声源准直束的方向、次级声源和远场虚拟参考点数量等参数的选取也会影响有源噪声控制效果，次级声源的准直方向应尽量均匀的分布在水下结构全立体角范围内，次级声源和远场虚拟参考点数量越多，对噪声控制越有利;在监测信息缺失情况下，局部控制策略可以改善水下结构噪声有源控制效果，与传统点声源作为次级声源的有源降噪方法相比，采用多通道参量次级声源的控制效果能够在低频段得到显著提高。 本文将多通道参量发射方法应用于水下结构有源降噪技术中，利用参量次级声源具有的低频、宽带和高指向性等优点，采用局部控制策略，针对远场噪声预测准确区域进行噪声定向控制，可解决监测信息缺失带来的传统有源降噪效果变差的问题，提高系统可靠性，同时可以通过降低多通道间的声耦合，提高多通道有源控制系统的稳定性，为水下结构有源噪声控制技术应用奠定理论基础。 |
| 作者： | 陈佳伟 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 张昊阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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