基于统计最优和波叠加方法的近场声全息技术研究

　　近场声全息技术是一种非常有效的噪声源识别、定位及声场可视化技 术，它只需在靠近声源的全息面上测量复声压，就可以重建与预测整个三维 空间声场中任意点处的声压、质点振速矢量、声强矢量以及声源辐射的声功 率等声学量。《斛兵博士文丛：基于统计最优和波叠加方法的近场声全息技术研究》在简要回顾了近场声全息技术的发展历史和研究现状的 基础上，针对其中存在的一些亟需解决的问题进行了研究，并提出了解决途 径。为了克服基于空间声场变换的近场声全息技术对全息测量孔径面积的 严格要求，本书发展了基 于统计最优方法的近场声全息技术；针对基于常规 波叠加方法的近场声全息技术在相干声场和半自由声场重建与预测过程中 的局限性，提出了基于联合波叠加方法的相干声场重建技术和基于波叠加 方法的半自由声场全息技术；对点激励固支板辐射声场的实验研究，验证了 近场声全息技术在声场重建与可视化过程中的有效性、可行性以及准确性，为近场声全息技术走向实际应用打下了基础。

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第1章 绪论
1.1 近场声全息技术（NAH）的诞生
1.1.1 全息术简介
1.1.2 传统的声全息技术
1.1.3 近场声全息技术（NAH）
1.2 NAH的发展历程、研究现状和未来的发展趋势
1.2.1 全息变换算法的发展
1.2.2 全息面声场信息的测量方法
1.3 NAH研究中仍存在的一些问题
1.4 本文的主要研究内容
1.5 本章小结
第2章 统计最优平面近场声全息理论及实验研究
2.1 基于空间声场变换的平面近场声全息
2.2 统计最优平面近场声全息技术
2.2.1 重建与预测公式的证明
2.2.2 波数矢量的确定
2.2.3 空间声场分离
2.3 数值仿真与分析
2.3.1 SOPNAH理论和波数矢量选择方法的正确性
2.3.2 窗效应和卷绕误差的克服
2.3.3 声场分离的可行性和准确性
2.4 实验研究
2.5 本章小结
第3章 统计最优柱面近场声全息技术
3.1 柱面NAH的理论背景
3.2 统计最优柱面外声全息
3.2.1 重建与预测公式的建立
3.2.2 叠加系数矩阵的确定
3.2.3 数值验证
3.3 统计最优柱面内声全息
3.3.1 重建与预测公式的建立
3.3.2 叠加系数矩阵的确定
3.3.3 数值验证
3.4 声场分离技术
3.4.1 分离公式的推导
3.4.2 可行性和正确性验证
3.5 本章小结
第4章 统计最优球面近场声全息技术
4.1 球面NAH的理论背景
4.2 统计最优球面外声全息技术
4.2.1 重建与预测公式的推导
4.2.2 叠加系数矩阵的确定
4.2.3 数值仿真
4.3 统计最优球面内声全息技术
4.3.1 重建与预测公式的推导
4.3.2 数值验证
4.4 统计最优球面声场分离技术
4.4.1 分离公式推导
4.4.2 可行性和正确性验证
4.5 本章小结
第5章 波叠加方法在声辐射和声全息中的应用
5.1 振动体声辐射问题的描述
5.2 声辐射计算中的波叠加方法
5.2.1 波叠加积分方程
5.2.2 数值实现过程的讨论
5.3 声场重建与预测过程中的波叠加方法
5.3.1 重建与预测公式的建立
5.3.2 全息重建问题的不适定性
5.3.3 全息过程中的正则化方法
5.3.4 正则化参数的选择
5.4 全息重建问题的实验验证
5.5 本章小结
第6章 基于联合波叠加方法的相干声场全息重建与预测技术
6.1 常规波叠加方法在相干声场重建中的局限性
6.2 基于联合波叠加方法的相干声场全息重建与预测技术
6.2.1 单全息面法
6.2.2 多全息面法
6.3 数值仿真和实验验证
6.3.1 数值仿真
6.3.2 实验验证
6.4 本章小结
第7章 基于波叠加方法的半自由声场全息技术研究
7.1 常规基于波叠加方法的声全息技术在半自由声场重建中的局限性
7.2 基于波叠加方法的半自由声场全息理论模型
7.2.1 刚性反射平面
7.2.2 非刚性反射平面
7.2.3 数值仿真
7.3 本章小结
第8章 声学测量装置的研制及其在全息实验中的应用
8.1 声学测量装置的研制
8.1.1 整体方案设计
8.1.2 机械结构和传动方案设计
8.1.2 电气控制原理
8.2 点激励固支无障板辐射声场的全息研究
8.3 本章小结
第9章 全文总结与展望
9.1 总结
9.1.1 基于统计最优方法的近场声全息技术研究
9.1.2 基于统计最优方法的空间声场分离技术研究
9.1.3 基于联合波叠加方法的相干声场重建与预测技术研究
9.1.4 基于波叠加方法的半自由声场全息技术研究
9.1.5 声学测量装置的研制及应用
9.1.6 点激励固支无障薄板辐射声场的全息研究
9.2 展望
参考文献