[发明专利]一种能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法

权利要求书

1.一种能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法，其特征在于，所述能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法包括：基于传统波束形成声源识别方法建立声波传递函数；通过声波穿过剪切流的模型推导时延修正因子；将时延修正因子引入到传递函数中进行修正。

2.如权利要求1所述的能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法，其特征在于，所述能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法具体包括：

初始化：e＝[u₁，…，u_k，…，u_M]，其中u_k＝e^-jwΔt，M为传声器数量；

Q_修＝N1×N1维矩阵；t_修＝1×N1维矩阵；

w＝M×N1维1矩阵；

输入：空气中声速c₀；风速向量M；

第一步，循环k从1到M；

N1＝声源面网格数；N2＝剪切流面网格数；

第二部，循环z2从1到N1

第三步循环z3从1到N2

计算：c₁等于式

t_修＝find[min(T)]；

结束第一循环；

结束第二次循环；

计算：

结束第三次循环；

计算：

Q_修＝e^T_修wBw^Te_修。

3.如权利要求1所述的能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法，其特征在于，所述能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法包括：通过传统的波束形成算法搭建传递模型和通过声波穿过剪切流模型推导修正因子，将因子引入到传递模型中输出修正后的声场分布；

(1)首先基于传统波束形成来计算转向矩阵，其中的转向矩阵为归一化之后的转向矩阵，声源面布置N1个单位声源，阵列面布置,M个传声器，则在传声器阵列中的传声器的测量得到的声压输出信号：

式中q_bf为传声器阵列在频率f下方向上的输出信号，e＝e^-jwΔt为转向向量，其中w为角频率，Δt声源到麦克风的时延向量，w为屏蔽系数，取1，是测量的声源声压，上式由声源到传声器阵列之间的传递关系，完整的传递模型：

Q_BF为最终计算机输出的声场分布情况，为声压的互谱矩阵；

(2)在通过传递函数反推声源位置，对传递模型进行修正，首先，计算声波通过气流到达传声器的实际传播时间，表达式：

模型以声源位置为原点，r₁为折射位置C到传声器的距离，r_c为声源到C的距离；c₀和c₁分别代表声波在静止空气和气流中的传播速度；

根据声波在气流中传播的对流效应，得到c₀和c₁之间关系如下：

其中，(x_i，y_i)为C坐标，M为气流的马赫数；通过几何分解，得到c₁的表达式：

得到修正波束形成输出：

Q_修＝e^T_修wB；

其中

4.一种实现权利要求1所述能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法的能适应风洞测试环境的波束形成声源识别系统，其特征在于，所述能适应风洞测试环境的波束形成声源识别系统包括：声源端、摄像头、传声器阵列、多通道信号采集器、计算机；

摄像头采集整个声场的空间影像，传声器阵列测量声场信号，多通道信号采集器通过采集传感器测量得到的时域模拟信号，并转化成数字信号传输给计算机进行后处理；计算机存储以及后处理采集到的声场信号，并能高效显示重构声场分布情况。

5.一种应用权利要求1～3任意一项所述能适应风洞测试环境的波束形成声源识别方法的声源识别平台。