[发明专利]一种舰船辐射噪声数据集的构建方法

权利要求书

1.一种舰船辐射噪声数据集的构建方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、建立实采海洋噪声数据的数学模型，利用建立的数学模型来模拟仿真舰船噪声数据，将实采的海洋噪声数据与模拟仿真的舰船噪声数据的集合作为原始数据集；

步骤二：将原始数据集中的声音文件放入仿真软件中来观察数值，得到原始数据集中声音文件的数据，再对声音文件的数据进行转化，得到声音文件的波形图谱；

步骤三：利用生成式对抗网络对步骤二得到的波形图谱进行扩展，获得扩展出的波形图谱；

步骤四：根据扩展出的波形图谱获得扩展出的数据集，将扩展出的数据集和原始数据集的集合作为舰船辐射噪声数据集。

2.根据权利要求1所述的一种舰船辐射噪声数据集的构建方法，其特征在于，所述实采海洋噪声数据的数学模型为：

S(t)＝1+[(t)]×S_x(t)+S_l(t) (1)

式中：S(t)是实采海洋噪声数据，G(t)为调制信号，S_x(t)为连续谱分量的时域波形，S_l(t)为线谱分量的时域波形。

3.根据权利要求2所述的一种舰船辐射噪声数据集的构建方法，其特征在于，所述利用建立的数学模型来模拟仿真舰船噪声数据，其具体过程为：

步骤一一：谱峰频率f₀与目标工况关系的经验公式为：

其中，B代表螺旋桨叶片数，σ代表空泡数，P₀代表静水压，ρ代表密度；

步骤一二：静水压P₀不变，密度ρ为：

其中，v为目标航速，H为航深，J_p为运行进速系数；

步骤一三：将式(3)代入式(2)中，得到式(4)：

式中：D为螺旋桨直径；

步骤一四：空泡初生速度V_si和空泡饱和航速V_sy分别为：

式中：σ_i为常数，ω为伴流分数；

结合空泡初生速度V_si和空泡饱和航速V_sy确定min(max(v，V_si)，V_sy)，再根据min(max(v，V_si)，V_sy)确定谱峰频率f₀；

步骤一五：通过实采海洋噪声数据提取连续谱衰减规律，再根据经验公式求出5kHz处谱级，利用5kHz处谱级和提取的连续谱衰减规律求出谱峰频率f₀处的谱峰谱级

利用谱峰频率f₀、谱峰谱级及连续谱衰减规律C(t)模拟连续谱特征S_conti(t)；

步骤一六：机械噪声线谱S_mac(t)如式(6)所示：

其中，j为虚数单位，n为机械噪声源个数；m为对应噪声源的谐频频率数；f(m，n)表示受基频及谐频约束的线谱频率；a(m，n)²为对应噪声源的频率幅值；t为时刻；

步骤一七：螺旋桨叶片速率线谱S_prop(t)如式(7)所示：

其中，f(m)代表受谐频数m约束的线谱频率；

步骤一八：调制噪声线谱S_modu(t)如式(8)所示：

步骤一九：联合模拟连续谱S_conti(t)得到模拟舰船噪声数据的公式，如式(9)所示：

S(t)＝[1+S_modu(t)]×S_conti(t)+S_mac(t)+S_prop(t) (9)

步骤一十：通过模拟舰船噪声数据的公式仿真得到波形图，再通过波形图生成舰船噪声数据wav文件。