標題: 近場聲音全像應用於聲場輻射分析技術之改進研究=Enhancement of nearfield acoustic holography for sound radiation analysis
作者: 王一安
WANG,YI-AN
白明憲
BAI,MING-XIAN
機械工程學系
關鍵字: 近場;聲音全像;聲場輻射;分析技術;圓柱形全像面;非相關性聲源;聲源;(ACOUSTIC-HOLOGRAPHY);(CYLINDRICAL-HOLOGRAM);(INCOHERENT-SOURCE)
公開日期: 1990
摘要: 聲音全像(Acoustic Holography) 在科學研究及工業應用上,已成為日益重要之聲音 影像處理技術。其應用範圍包括了非破壞性檢驗、振動模態分析、海洋勘測及地震量 測等。 聲音全像之理論基礎,早於百年前即由英國Rayleigh爵士發展成形。在1960年代末期 ,Graham和Watson首先致力於長波長之聲音全像及平面聲場之輻射問題,但由於受限 於傳統光學全像之半波長法則,因此求得之聲場解析度並不佳。直到1985年,由Ma- ynard 等發展出「平面近場聲音全像術」(NAH) ,改善了傳統聲音全像技術中,因引 入半波長法則而造成的解析度不佳問題。 本研究即以「平面近場聲音全像術」為基礎提出三項改良,一、修改其理論,發展一 種能適用圓柱形聲源的近場聲音全像術,以一圓柱形全像面(cylindrical hologram) 為基礎,運用空間轉換,以計算空間中任一同心圓柱面上之聲場分佈。本技術在轉換 過程中並利用快速Fourier 轉換(FFT) ,以大幅提高資料處理效率。二、以光學中常 用的Fraunhofer及Fresnel 近似法,計算聲源於遠場的聲場分佈,以探討聲源對遠場 的輻射形式,及改善「平面近場聲音全像術」對遠場描述能力不佳的缺陷,而且於近 似過程中祗須經過一次FFT 運算,因此可大幅節省運算時間。最後,針對「平面近場 聲音全像術」無法處理非相關性聲源(incoherent source) 之聲場問題的缺點,提出 「非相關性聲源聲音全像術」,引入頻譜分析的觀念,應用參考點將整個聲場分解成 數個部份聲場,再分別利用「平面近場聲音全像術」處理各個部份聲場,則可解決此 類問題。 本研究中各部份之電腦模擬所採用之聲源分別為線聲源、圓盤形平面聲源 (baffled piston) 以及偶點聲源(dipole source) ,因其理論解之聲場分佈極易計算,吾人驗 證聲場全像術之正確性乃得以有效進行。 其結果顯示,本文所提出的方法針對「平面近場聲音全像術」的缺點均有顯著的改善 。
URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#NT792489033
http://hdl.handle.net/11536/55475
顯示於類別:畢業論文