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龍圖騰網(wǎng)恭喜浙江工業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的專利半開(kāi)放空間中重構(gòu)聲源直接輻射聲場(chǎng)的方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114545331B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210145733.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01S5/20；該發(fā)明授權(quán)半開(kāi)放空間中重構(gòu)聲源直接輻射聲場(chǎng)的方法是由周達(dá)仁;盧奐采;程相樂(lè);汝澤宇設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-02-17向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本半開(kāi)放空間中重構(gòu)聲源直接輻射聲場(chǎng)的方法在說(shuō)明書摘要公布了：半開(kāi)放空間中重構(gòu)聲源直接輻射聲場(chǎng)的方法，是在含有平面反射邊界的半開(kāi)放空間中，重構(gòu)聲源直接輻射聲場(chǎng)的方法，包括：1.建立以半空間球面波基函數(shù)的線性疊加表述聲源直接輻射與邊界反射聲貢獻(xiàn)的總聲壓場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型；2.在聲源近場(chǎng)布置全息測(cè)量面進(jìn)行聲壓全息測(cè)量；3.以部分測(cè)點(diǎn)的全息測(cè)量值作為輸入，重構(gòu)其余測(cè)點(diǎn)的聲壓值，以聲壓重構(gòu)誤差為最小為原則確定最優(yōu)基函數(shù)展開(kāi)項(xiàng)數(shù)；4.在最優(yōu)展開(kāi)項(xiàng)數(shù)條件下求解半空間球面波基函數(shù)系數(shù)，獲取表述聲源直接輻射聲場(chǎng)的自由空間球面波基函數(shù)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)聲源直接輻射聲場(chǎng)的重構(gòu)。本發(fā)明對(duì)于大尺寸結(jié)構(gòu)聲源輻射的測(cè)量和評(píng)估提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)半開(kāi)放空間中聲場(chǎng)成像和結(jié)構(gòu)聲源的識(shí)別和定位。

本發(fā)明授權(quán)半開(kāi)放空間中重構(gòu)聲源直接輻射聲場(chǎng)的方法在權(quán)利要求書中公布了：1.半開(kāi)放空間中重構(gòu)聲源直接輻射聲場(chǎng)的方法，其特征在于：包含如下步驟：S1.建立以半空間球面波基函數(shù)的線性疊加表述聲源直接輻射與邊界反射聲貢獻(xiàn)的總聲壓場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型；以聲源幾何中心O1在邊界上的投影O為原點(diǎn)建立全局坐標(biāo)系，O1的全局坐標(biāo)記為hs為O1到邊界的距離；O1關(guān)于邊界的鏡像點(diǎn)記為O2；通過(guò)對(duì)全局坐標(biāo)系平移，以O(shè)1和O2分別為原點(diǎn)建立局部坐標(biāo)系，場(chǎng)點(diǎn)x在兩局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別記為x1≡r1,θ1,φ1和x2≡r2,θ2,φ2，三者之間滿足如下關(guān)系：x1＝x-hsez,x2＝x+hsez1其中，ez為z-向單位向量；對(duì)于穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)，場(chǎng)點(diǎn)x處的半空間總聲壓phalfx；ω可以表述為有限項(xiàng)半空間球面波基函數(shù)的線性疊加： 其中，ω為聲波角頻率；ψjhalfx；ω為半空間球面波基函數(shù)；cjω為基函數(shù)展開(kāi)項(xiàng)系數(shù)；j為展開(kāi)項(xiàng)序數(shù)，J為展開(kāi)項(xiàng)項(xiàng)數(shù)；半空間球面波基函數(shù)ψjhalfx；ω的表達(dá)式為：ψjhalfx；ω＝ψjx|x-hsez；ω+ψjx|x+hsez；ω+ξjx|x+hsez；ω3其中，ψjx|x-hsez；ω和ψjx|x+hsez；ω分別為表述聲源及其鏡像虛源直接輻射聲的第j項(xiàng)自由空間球面波基函數(shù)；在球面坐標(biāo)系中，ψj的表達(dá)式為： 其中，為第一類球漢克爾函數(shù)，k＝ωc為聲波波數(shù)，c為聲速；為球諧函數(shù)；在式2～式4中，整數(shù)n，l和j滿足關(guān)系式j(luò)＝n2+n+l+1，其中，-n≤l≤n，0≤n≤N，N為n的截?cái)嘀担辉谟?jì)算式3時(shí)，其右邊的前兩項(xiàng)分別代入局部坐標(biāo)x1和x2進(jìn)行計(jì)算；ξjx|x+hsez；ω表述邊界聲，其表達(dá)式為： 其中， 以及 在式5～式8中，Rpθ2；ω、Fw和w分別為聲壓反射系數(shù)、邊界損失因子BoundaryLossFactor和數(shù)值間距NumericalDistance；局部坐標(biāo)r1和r2分別為聲源幾何中心和鏡像虛源幾何中心到場(chǎng)點(diǎn)的距離；θ2為聲波入射角，為場(chǎng)點(diǎn)和虛源幾何中心的連線與z-軸正方向的夾角；復(fù)角μp為： 其中，β為歸一化的邊界聲導(dǎo)納， 其中，Z為邊界聲阻抗率，Z0為歸一化的邊界聲阻抗率，ρ0為流體介質(zhì)密度；本方法的實(shí)施假定聲阻抗率Z0為已知量，Z0可以根據(jù)聲阻抗的原位測(cè)量方法獲取；S2.在聲源近場(chǎng)布置全息測(cè)量面進(jìn)行聲壓全息測(cè)量；在聲源近場(chǎng)布置一組聲壓傳感器，形成聲壓全息測(cè)量面，測(cè)量聲源直接輻射聲與邊界反射聲共同貢獻(xiàn)的總聲壓分布；S3.以部分測(cè)點(diǎn)的全息測(cè)量值作為輸入，重構(gòu)其余測(cè)點(diǎn)的聲壓值，以聲壓重構(gòu)誤差為最小為原則確定最優(yōu)基函數(shù)展開(kāi)項(xiàng)數(shù)；將全息測(cè)量面上的測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)記為m＝1,2,...,M，M為聲壓測(cè)點(diǎn)數(shù)目；按照隔點(diǎn)取點(diǎn)的方式，將聲壓測(cè)點(diǎn)分為兩組；第一組測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)記為m′＝1,2,…,M′，第二組測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)記為m″＝1,2,…,M″，其中，和分別表示向上取整和向下取整；設(shè)定基函數(shù)展開(kāi)項(xiàng)數(shù)J可能取值的上限為Jmax，即1≤J≤Jmax；對(duì)于該范圍內(nèi)的任意J，根據(jù)式2，全息測(cè)量面的第一組測(cè)點(diǎn)采集的聲壓值可以表示為如下矩陣形式： 其中，為半空間總聲壓測(cè)量值組成的列向量： 其中，上標(biāo)T為向量轉(zhuǎn)置；{Cω}J×1為半空間球面波基函數(shù)系數(shù)組成的列向量： 為半空間球面波基函數(shù)在各測(cè)點(diǎn)的展開(kāi)項(xiàng)組成的矩陣： 對(duì)式11求解，可得系數(shù)列向量： 其中，上標(biāo)表示對(duì)矩陣求偽逆， 其中，上標(biāo)H為矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；當(dāng)系數(shù)列向量{Cω}J×1確定之后，可以進(jìn)一步重構(gòu)第二組測(cè)點(diǎn)的聲壓： 并計(jì)算第二組測(cè)點(diǎn)的聲壓重構(gòu)值與測(cè)量值之間的相對(duì)誤差： 其中，||·||2為向量的2-范數(shù)；從1～Jmax遍歷所有的J，利用式11～式18，計(jì)算相對(duì)誤差ε，將ε最小值對(duì)應(yīng)的展開(kāi)項(xiàng)數(shù)確定為最優(yōu)展開(kāi)項(xiàng)數(shù)Jopt；S4.在最優(yōu)展開(kāi)項(xiàng)數(shù)條件下求解半空間球面波基函數(shù)系數(shù)，獲取表述聲源直接輻射聲場(chǎng)的自由空間球面波基函數(shù)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)聲源直接輻射聲場(chǎng)的重構(gòu)；設(shè)定基函數(shù)展開(kāi)項(xiàng)數(shù)為Jopt，根據(jù)式2，全息測(cè)量面采集的聲壓值可以表示為如下矩陣形式： 對(duì)式19求偽逆以求解系數(shù)列向量 從而，可得聲壓重構(gòu)面上聲源直接輻射聲壓的重構(gòu)值： 其中，為聲壓重構(gòu)點(diǎn)坐標(biāo)，s＝1,2,…,S，S為重構(gòu)點(diǎn)數(shù)目；為自由空間球面波基函數(shù)在重構(gòu)點(diǎn)的展開(kāi)項(xiàng)組成的矩陣：

如需購(gòu)買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人浙江工業(yè)大學(xué)，其通訊地址為：310014 浙江省杭州市拱墅區(qū)潮王路18號(hào)；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。