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第1章 绪论1

1.1近场声全息的产生1

1.1.1全息技术1

1.1.2声全息技术3

1.2近场声全息的发展6

1.2.1近场声全息声场空间变换算法6

1.2.2近场声全息的测量方法及测量分析系统9

1.3近场声全息的最新进展11

1.3.1 Patch近场声全息11

1.3.2声场分离技术11

1.3.3基于质点振速测量的近场声全息12

参考文献13

第2章 基于空间Fourier变换的近场声全息18

2.1平面近场声全息18

2.1.1平面声辐射理论18

2.1.2平面近场声全息算法与实现26

2.1.3平面近场声全息重建误差分析30

2.1.4波数域滤波33

2.2柱面近场声全息39

2.2.1柱面坐标系下的Helmholtz方程及其解39

2.2.2柱面波谱41

2.2.3柱面近场声全息算法与实现44

2.2.4柱面近场声全息重建误差敏感性分析47

2.2.5柱面波谱滤波48

2.3球面近场声全息50

2.3.1球面坐标系下的Helmholtz方程及其解50

2.3.2球面近场声全息算法与实现53

2.3.3球面近场声全息重建误差敏感性分析55

2.3.4球面波谱滤波57

参考文献57

第3章 基于分布源边界点法的近场声全息59

3.1分布源边界点法的基本理论59

3.1.1声辐射定解问题的描述59

3.1.2声辐射定解问题的求解60

3.1.3声辐射计算的边界元法66

3.1.4声辐射计算的分布源边界点法70

3.2基于分布源边界点法的近场声全息原理74

3.2.1问题的描述74

3.2.2近场声全息重建与预测75

3.2.3重建误差的敏感性分析76

3.2.4重建过程的正则化处理77

3.2.5正则化系数的选取82

3.3基于正交球面波源边界点法的近场声全息85

3.3.1正交球面波源基本概念85

3.3.2基于球面波源叠加法的近场声全息原理88

3.3.3正交球面波源边界点法91

3.3.4基于正交球面波源边界点法的近场声全息原理92

3.3.5两种声全息方法的对比93

3.4基于分布源边界点法的半自由场重建方法94

3.4.1半自由声场重建问题描述95

3.4.2组合传递矩阵的建立95

3.4.3组合传递矩阵的特解构造96

3.4.4半自由声场重建与预测97

3.5基于分布源边界点法的多源场重建方法98

3.5.1多源混合声场的声辐射模型98

3.5.2单面测量组合法99

3.5.3多面测量组合法100

3.5.4多面测量消元法101

参考文献102

第4章 基于等效源法的近场声全息105

4.1声辐射计算的等效源法105

4.1.1等效源积分方程105

4.1.2等效源法107

4.1.3等效源法和Kirchhoff-Helmholtz积分方程的等效性108

4.1.4等效源积分方程的离散化和等效源法的数值计算过程109

4.1.5等效源法数值计算误差和影响参数分析111

4.2基于等效源法的近场声全息原理117

4.2.1基于等效源法的近场声全息重建公式117

4.2.2基于等效源法的近场声全息的空间变换解释118

4.2.3声全息中等效源位置的选择124

4.2.4正则化的应用127

4.3基于混合层势等效源法的近场声全息128

4.3.1单层势表达式128

4.3.2等效源法的非唯一性130

4.3.3混合层势等效源法131

4.3.4基于混合层势等效源法的近场声全息重建公式133

4.4基于质点振速测量和等效源法的近场声全息133

4.4.1基于质点振速测量和等效源法的近场声全息重建公式134

4.4.2 基于质点振速测量和声压测量时的重建稳定性对比134

参考文献135

第5章Patch近场声全息136

5.1近场声全息实际应用中存在的困难及其解决方法136

5.2 Patch近场声全息的原理137

5.3基于带限外推算法的Patch近场声全息及其衍生算法139

5.3.1全息面数据的波数域带限特性139

5.3.2基于PGa的Patch近场声全息141

5.3.3基于快速Fourier变换的Patch近场声全息145

5.3.4基于加权范数外推算法的Patch近场声全息147

5.4基于等效源法的Patch近场声全息150

5.4.1采用简单源作为等效源实现全息面数据外推150

5.4.2采用正交球面波源作为等效源实现全息面数据外推151

5.5统计最优近场声全息152

5.5.1基于声压测量的平面统计最优近场声全息152

5.5.2基于质点振速测量的平面统计最优近场声全息162

5.5.3基于声压测量的柱面统计最优近场声全息165

5.6近场声全息的空间分辨率增强方法及其实现过程168

5.6.1通过全息面声压插值提高近场声全息的空间分辨率168

5.6.2基于PGa插值的近场声全息空间分辨率增强方法169

5.6.3基于等效源的近场声全息空间分辨率增强方法169

参考文献169

第6章 声场分离技术172

6.1声场分离技术的应用背景172

6.2基于空间Fourier变换的声场分离技术172

6.2.1平面声场分离技术173

6.2.2柱面声场分离技术178

6.2.3球面声场分离技术182

6.3基于等效源法的声场分离技术186

6.3.1基于声压测量的双面声场分离公式187

6.3.2基于质点振速测量的双面声场分离公式189

6.3.3基于声压和质点振速测量的单面声场分离公式190

6.3.4声场分离过程中误差处理192

参考文献192

第7章 近场声全息的应用194

7.1近场声全息测量194

7.1.1测量方法194

7.1.2近场声全息的测量流程、测量仪器和测量装置200

7.2近场声全息的应用实例204

7.2.1半自由场中声源识别与声场重建204

7.2.2多源声场中声源识别与声场重建208

7.2.3非自由场中声场分离与重建213

7.2.4 Patch近场声全息重建与分辨率增强215

7.2.5某罗茨真空泵的噪声源识别220

7.2.6某型汽车的噪声源识别226

参考文献233

附录A近场声全息涉及的特殊函数235