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汽车行驶噪声作为城市噪声污染的重要来源,已受到越来越多的重视。但由于汽车行驶噪声具有运动、多源及多频特性,还包含有多普勒效应,因此利用传统的声场测试分析方法很难对其进行研究。虽然结合多普勒效应消除的运动声全息方法以及声阵列信号处理方法能用于汽车行驶噪声场分析,但目前的研究仍然存在分析精度不高、难以定量分析等缺点。针对以上问题,本文基于声全息原理,利用运动声源的声源特征函数求取方法,建立起汽车行驶噪声场的声全息分析理论,实现了对汽车行驶噪声场的准确分析。
本文首先对汽车行驶噪声测试过程进行分析,建立了汽车行驶噪声全息测量的时空关系和汽车行驶噪声的声场关系。在此基础上,利用运动声源的声源特征函数求取方法和点声源声辐射理论构造了主要噪声源的全息场时域声压分布估计,并应用声全息方法重建了汽车表面辐射场的有效值声压分布估计,实现了对主要辐射点处声压幅值的精确估计。同时根据分析还提出了确定辐射场上主要辐射点位置的逐点扫描法和声源特征函数估计法。最终建立起汽车行驶噪声场的声全息分析理论,该理论较好地解决了汽车行驶噪声场分析中的多频多声源的识别和定量分析等问题。
为探讨分析理论的声压幅值估计误差产生的原因及其主要参数对声压幅值误差的影响,本文通过理论分析和模拟计算,得到了有利于减小声压幅值误差的有效途径,并获得了实际分析时各个参数选择的可操作性准则。
以汽车行驶噪声为分析对象,还开发了一套仪器化的汽车行驶噪声声全息测试分析系统,并利用该系统对实际的运动已知声源进行了试验验证。在此基础上利用汽车行驶噪声声全息测试分析系统对两种国产轿车在不同工况下的行驶噪声进行了现场测试分析。试验结果表明分析系统能方便可靠地进行汽车运动噪声的声全息试验,分析理论也能准确对运动汽车的车外主要噪声源进行识别并对声源进行准确的声压幅值估计。