本發(fā)明屬于拖線陣拖曳噪聲測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

1、拖線陣拖曳噪聲測(cè)量時(shí)，由絞車牽引繩拉著無動(dòng)力小船，通過小船帶著拖線陣在水里運(yùn)動(dòng)，在無動(dòng)力小船的艏端會(huì)存在系統(tǒng)噪聲，且隨著航速增加，拖曳系統(tǒng)噪聲水平越高。拖曳系統(tǒng)帶來的干擾嚴(yán)重影響了數(shù)值測(cè)量結(jié)果，影響設(shè)計(jì)人員對(duì)拖線陣設(shè)備性能的判斷。

2、目前已有的拖曳噪聲測(cè)量方法一般直接對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，得到平均功率譜，即為拖曳噪聲譜。但是該拖曳噪聲測(cè)量方法的測(cè)量準(zhǔn)確性不高，常常影響涉及人員對(duì)拖線陣設(shè)備性能的判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，以解決背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

3、一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，所述方法包括：將陣元域數(shù)據(jù)通過空域的二維傅里葉變換轉(zhuǎn)換至頻率波數(shù)域，得到頻率波數(shù)譜；

4、根據(jù)拖曳實(shí)際情況確定拖曳平臺(tái)噪聲、非拖曳平臺(tái)噪聲的波數(shù)域，并基于對(duì)應(yīng)的波數(shù)域分別計(jì)算平臺(tái)區(qū)噪聲及非平臺(tái)區(qū)噪聲的平均功率譜；

5、通過連續(xù)幀的平臺(tái)區(qū)噪聲、非平臺(tái)區(qū)噪聲的平均功率譜統(tǒng)計(jì)結(jié)果估計(jì)拖曳平臺(tái)噪聲譜；

6、將陣元域的平均功率譜減去拖曳平臺(tái)噪聲譜作為拖線陣拖曳噪聲譜。

7、優(yōu)選地，所述頻率波數(shù)譜的獲取步驟包括：

8、以設(shè)定速度開始試驗(yàn)后，采集拖線陣拖曳噪聲數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行加漢寧窗處理，得到各陣元的時(shí)域數(shù)據(jù)xm(t)，其中m為陣元序號(hào)，t為時(shí)間序列；

9、獲取每一時(shí)域數(shù)據(jù)xm(t)在設(shè)備工作頻段內(nèi)的各聲通道數(shù)據(jù)，通過查看拖曳小船中實(shí)時(shí)測(cè)速設(shè)備速度信息，信號(hào)采集人員標(biāo)記好試驗(yàn)數(shù)據(jù)中速度穩(wěn)定的時(shí)間段，從選擇拖曳狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)間段數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，得到各聲通道頻譜xm(f)；

10、構(gòu)建空域波數(shù)向量w(k)＝[w1(k)，...，wm(k)，...，wm(k)]，其中，k為波數(shù)；

11、利用空域波數(shù)向量和聲通道頻譜，進(jìn)行二維傅里葉變換，得到頻率波數(shù)譜結(jié)果p(f，k)。

12、優(yōu)選地，所述根據(jù)拖曳實(shí)際情況確定平臺(tái)噪聲的積分區(qū)間包括：

13、計(jì)算平臺(tái)干擾的波數(shù)下限f為頻率，θ為拖曳試驗(yàn)開始時(shí)測(cè)量的絞車平臺(tái)相對(duì)拖線陣艏端角度，c為水中聲速；

14、計(jì)算平臺(tái)干擾的波數(shù)上限

15、確定平臺(tái)區(qū)噪聲的波數(shù)域?yàn)閇kl，kh]、非平臺(tái)區(qū)噪聲的波數(shù)域?yàn)閇2kl-kh，kl]。

16、優(yōu)選地，所述平臺(tái)噪聲譜的估計(jì)步驟包括：

17、利用l幀的非平臺(tái)區(qū)噪聲的平均功率譜pn計(jì)算方差σ(pn)；

18、使用基于方差σ(pn)的平臺(tái)噪聲分析策略計(jì)算平臺(tái)噪聲譜pave(f)；

19、所述平臺(tái)噪聲分析策略為：

20、

21、其中，l為幀索引，α為預(yù)設(shè)值，p平臺(tái)()為平臺(tái)區(qū)噪聲的平均功率譜。

22、優(yōu)選地，所述陣元域的平均功率譜xs(f)通過在陣元域取通道平均得到。

23、優(yōu)選地，所述將陣元域的平均功率譜xs(f)減去平臺(tái)噪聲譜pave(f)作為拖線陣拖曳噪聲譜表示為x(f)＝10log10(xs(f)-pave(f))。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

25、通過本發(fā)明計(jì)算得到的拖線陣拖曳噪聲譜結(jié)果，能夠更貼近拖線陣本身實(shí)際使用時(shí)的噪聲量級(jí)。

技術(shù)特征：

1.一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括：將陣元域數(shù)據(jù)通過空域的二維傅里葉變換轉(zhuǎn)換至頻率波數(shù)域，得到頻率波數(shù)譜；

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，其特征在于，所述頻率波數(shù)譜的獲取步驟包括：

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)拖曳實(shí)際情況確定平臺(tái)噪聲的積分區(qū)間包括：

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，其特征在于，所述平臺(tái)噪聲譜的估計(jì)步驟包括：

5.如權(quán)利要求2所述的一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，其特征在于，所述陣元域的平均功率譜xs(f)通過在陣元域取通道平均得到。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，其特征在于，所述將陣元域的平均功率譜xs(f)減去平臺(tái)噪聲譜pave(f)作為拖線陣拖曳噪聲譜表示為x(f)＝10log10(xs(f)-pave(f))。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于波數(shù)譜積分的拖曳噪聲測(cè)量方法，將陣元域數(shù)據(jù)通過空域的二維傅里葉變換轉(zhuǎn)換至頻率波數(shù)域，得到頻率波數(shù)譜；根據(jù)拖曳實(shí)際情況確定拖曳平臺(tái)噪聲、非拖曳平臺(tái)噪聲的波數(shù)域，并基于對(duì)應(yīng)的波數(shù)域分別計(jì)算平臺(tái)區(qū)噪聲及非平臺(tái)區(qū)噪聲的平均功率譜；通過連續(xù)幀的平臺(tái)區(qū)噪聲、非平臺(tái)區(qū)噪聲的平均功率譜統(tǒng)計(jì)結(jié)果估計(jì)拖曳平臺(tái)噪聲譜；將陣元域的平均功率譜減去拖曳平臺(tái)噪聲譜作為拖線陣拖曳噪聲譜。

技術(shù)研發(fā)人員：王學(xué)成,蔣西海,羅斌,王曉林,祝獻(xiàn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一五研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19