학술논문
正交球面波源的近场声全息射线波函数波叠加法 / Wave superposition method with ray wave functions for near-field acoustic holography based on orthogonal spherical wave sources
Document Type
Academic Journal
Source
振动工程学报 / Journal of Vibration Engineering. 36(2):534-544
Subject
Language
Chinese
ISSN
1004-4523
Abstract
在基于传统波叠加法的近场声全息技术中,多采用辐射球面波的单极子作为等效源,易导致传递矩阵病态,利用射线波函数替换球面波函数可有效改善传递矩阵病态性.然而,以往的射线波函数法采用格林函数的方向导数作为波函数,其解析表达式复杂,计算效率低.此外,以往方法的波函数指向设置对节点分布方式要求较高,限制了其应用的灵活性.针对上述问题,采用(n,0)阶的球面波源重新构造了一系列射线波函数,该射线波函数可利用球Hankel函数和Legendre多项式的递推形式方便地计算出其任意阶的表达式,大幅提高了效率.通过改进射线波函数的主指向设置,使其在实际使用中更加灵活,提出一种基于正交球面波源的射线波函数波叠加法.利用正四面体辐射体、两端带球帽的圆柱辐射体和简支矩形钢板声源3个数值仿真,对比验证了传统方法和所提方法在声场重建中的效果.仿真结果表明:在声场细节信息较为丰富的高频下,即便采用正则化方法求解,传统波叠加法由于传递矩阵病态严重,在3个仿真中均难以保证重建精度,误差为20％左右;而建立的射线波函数法则有效降低了传递矩阵的条件数,改善了系统病态性,获得了更高的重建精度,误差在5％～10％之间,说明了所提方法更具优越性.