摘要
潜艇等大尺寸、复杂装备向外辐射的远场声学量是评价其技术性能的重要指标。本文针对含有阻抗边界的半开放空间的装备声辐射的实际测量环境，利用近场声压的全息测量值对声源直接辐射的远场声学量进行预测。基于以半空间球面波基函数叠加表述半开放空间声场的数学模型，建立全息测量面声压值与声源直接辐射远场声学量之间的传递函数，通过求解逆问题，实现边界反射声的去噪和声源直接辐射远场声学量的预测。同时，针对存在多个离散分布声源的半开放空间声场，提出基于多局部坐标系中半空间球面波函数叠加的声源直接辐射远场声学量的预测方法，该方法在保证稳定性和计算效率的情况下，实现了在半开放空间中预测多个独立声源直接辐射远场声学量的目的。论文的主要工作如下： （1）研究了含有阻抗边界的半开放空间中，基于复等效源法求解的单极子声源的辐射声压场，并推导了任意阶数多极子声源辐射声压场的一般表达式，构造出基于复等效源法的半空间球面波基函数。在此基础上，提出基于半空间球面波函数叠加的半开放空间声源直接辐射远场声学量的预测方法。 （2）针对存在多个离散分布声源的半开放空间声场，提出基于多局部坐标系半空间球面波函数叠加的声源直接辐射远场声学量的预测方法，并在声源位置未知情况下进行远场预测时，提出半空间球面波函数坐标原点选取的方法。 （3）对所提出的含阻抗边界半开放空间中声源直接辐射远场声学量预测的两种方法进行仿真验证和参数研究，比较和分析了不同类型声源激励下，远场预测误差随频率的变化趋势，考察了半空间球面波函数原点坐标对远场预测精度的影响，并对所提出的半空间球面波函数原点坐标的选取方法进行数值仿真验证。 （4）利用声阻抗材料在全消声室内搭建了含阻抗边界半开放空间的声场环境，使用单个或多个扬声器声源形成含有单个声源或多个离散分布声源的半开放空间声场，对所提出的声源直接辐射远场声学量预测方法进行了实验验证，并对半空间球面波基函数原点坐标的选取方法的有效性进行了实验验证。 本文所做的研究，为基于近场声全息测量预测声源直接辐射远场声学量的方法，在含有反射边界的半开放空间中进行实施，奠定了理论基础和应用基础。
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