聲源
關(guān)注創(chuàng)建者：HBK聲學(xué)與振動(dòng) 創(chuàng)建時(shí)間：2021-01-25
聲源的視頻教程
Brüel & Kj?r培訓(xùn)視頻 | 聲強(qiáng)法聲源識(shí)別
為幫助用戶了解聲強(qiáng)測試原理，掌握聲強(qiáng)測試系統(tǒng)的安裝方法，PULSE聲強(qiáng)校準(zhǔn)、PULSE聲強(qiáng)法聲源識(shí)別軟件等內(nèi)容，2018年，B&K的網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)課程新設(shè)了《聲強(qiáng)法聲源識(shí)別》。 作為新年的第一堂課，也是這一主題的首次嘗試，收到了很多好評(píng)和熱烈反響，可以說是手把手包會(huì)式教程了。 如果你不巧錯(cuò)過了網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，BK君表示心疼一秒，因?yàn)槿陜H此一場，要聽直播只能等明年啦。
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Actran 教學(xué)視頻：點(diǎn)聲源在自由場中的聲傳播（初級(jí)）
從最基礎(chǔ)的點(diǎn)聲源在自由場中傳播的案例里，了解最簡單的聲場傳播特性。學(xué)習(xí)Actran的模型設(shè)置技巧，并且將Actran仿真結(jié)果與理論解（解析解）進(jìn)行對(duì)比
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B&K聲學(xué)與振動(dòng)-噪聲源識(shí)別免費(fèi)培訓(xùn)
_wv=1027&k=5wH59gd 內(nèi)容大綱： 介紹B&K在噪聲源識(shí)別領(lǐng)域的解決方案，包括平面Combo陣列、Acoustic Camera、手持式陣列、球形陣列等，及其在聲源定位、聲功率計(jì)算、聲源貢獻(xiàn)排序方面的應(yīng)用案例。
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聲源的實(shí)例教程
特別是聲場分析中的噪聲源，往往具有一定的空間體積和表面積，并且具有復(fù)雜的空間分布特性和指向性，難以通過理想化聲源（如點(diǎn)聲源、偶極聲源、線聲源及類似平面波類型的聲源）精確表示，從而造成仿真最終結(jié)果與實(shí)際偏離較大。
本文所介紹的基于Actran的等效聲源/振源識(shí)別方法可以幫助噪聲仿真工程師解決以上難題。
Actran聲源識(shí)別方法的應(yīng)用場景
目前，Actran聲源識(shí)別方法有以下幾種應(yīng)用場景：
01
結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)識(shí)別
結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)識(shí)別的主要目的是通過有限的振動(dòng)或聲音測試數(shù)據(jù)，獲取結(jié)構(gòu)體表面較為完整的振動(dòng)分布，以便準(zhǔn)確地進(jìn)行輻射聲場分析。
表面振動(dòng)識(shí)別方式可以有四種實(shí)現(xiàn)方法：
（1）在已有結(jié)構(gòu)有限元模型的情況下，通過振動(dòng)測量數(shù)據(jù)反推出結(jié)構(gòu)載荷，從而獲得與真實(shí)工作狀態(tài)一致的結(jié)構(gòu)振動(dòng)模型。
（2）在已有結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，通過振動(dòng)測量數(shù)據(jù)反推出結(jié)構(gòu)模態(tài)的參與因子，進(jìn)而得到實(shí)際工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。
圖 1 基于表面振動(dòng)測試的結(jié)構(gòu)振動(dòng)識(shí)別
（3）根據(jù)結(jié)構(gòu)部件實(shí)際工作狀態(tài)下的振動(dòng)測量數(shù)據(jù)，采用特定的映射法則將其映射到結(jié)構(gòu)外表面網(wǎng)格上，用以表示輻射噪聲的振動(dòng)邊界。
（4）通過實(shí)際工作狀態(tài)下的聲音測量數(shù)據(jù)結(jié)合聲源結(jié)構(gòu)表面的空氣薄膜模態(tài)，反推出各階薄膜模態(tài)的參與因子，從而了解聲源表面的真實(shí)振動(dòng)情況。
圖 2 基于噪聲測試的表面振動(dòng)識(shí)別（空氣薄膜模態(tài)方法）
02
等效點(diǎn)聲源識(shí)別
Actran點(diǎn)聲源識(shí)別方法允許使用發(fā)聲源部件的噪聲測試數(shù)據(jù)進(jìn)行等效聲源反推。當(dāng)發(fā)聲源部件被安裝到更復(fù)雜的環(huán)境中時(shí)，可以用其等效聲源來代表它的實(shí)際聲源。這有助于將現(xiàn)有發(fā)聲源部件（例如動(dòng)力總成）噪聲測試數(shù)據(jù)無縫集成到復(fù)雜的整車NVH環(huán)境中，以預(yù)測車內(nèi)或車外的噪聲水平。
展開 兩種方法均離散目標(biāo)聲源區(qū)域形成一組聚焦網(wǎng)格點(diǎn)，聚焦各網(wǎng)格點(diǎn)時(shí)，DAS根據(jù)聚焦點(diǎn)位置或方向?qū)Ω鱾髀暺鳒y量的聲壓信號(hào)進(jìn)行“相位對(duì)齊”和“求和運(yùn)算”，SHB根據(jù)聚焦點(diǎn)位置或方向?qū)髀暺鳒y量聲壓信號(hào)的各階次球傅里葉變換系數(shù)進(jìn)行“模態(tài)強(qiáng)度及球諧函數(shù)縮放”和“求和運(yùn)算”，基于“一組復(fù)數(shù)加和的模在各復(fù)數(shù)同相位時(shí)最大”的原理和球諧函數(shù)的正交性，二者均能在聲源位置或方向輸出極大值。這些極大值雖能指示聲源，但與非聲源位置或方向處的輸出值差異不顯著，最終導(dǎo)致圍繞聲源位置或方向形成具有一定寬度的“主瓣”且在其他位置或方向形成高水平的“旁瓣”，主瓣寬度影響空間分辨能力，旁瓣形成寄生虛假聲源，使結(jié)果分析承受不確定性，故DAS和SHB均可看作低性能方法。
突破DAS和SHB的性能局限、發(fā)展高性能方法對(duì)提高聲源識(shí)別精度和完善聲源識(shí)別功能具有重要意義。自波束形成技術(shù)誕生至今，對(duì)高性能聲源識(shí)別方法的探索從未間斷且方興未艾，包括本文作者在內(nèi)的大批國內(nèi)外學(xué)者都致力于該主題的研究并取得豐碩成果。
8月20日（周二）下午3:00-4:00，褚教授將主講《噪聲源識(shí)別》網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，屆時(shí)將介紹聲強(qiáng)及選擇性聲強(qiáng)、平面?zhèn)髀暺麝嚵?em>聲源識(shí)別技術(shù)、球面?zhèn)髀暺麝嚵?em>聲源識(shí)別技術(shù)及其他新型聲源識(shí)別技術(shù)。
展開 上期文章我們介紹了基于振動(dòng)測試結(jié)果反推結(jié)構(gòu)載荷，點(diǎn)擊可查看《Actran聲源識(shí)別方法連載（一）：結(jié)構(gòu)載荷識(shí)別》。這一期，我們將介紹第二種聲源識(shí)別方法：基于噪聲測試的薄膜模態(tài)表面振動(dòng)識(shí)別方法。通過實(shí)際工作狀態(tài)下的聲音測量數(shù)據(jù)結(jié)合聲源結(jié)構(gòu)表面的空氣薄膜模態(tài)，反推出各階薄膜模態(tài)的參與因子，從而了解聲源表面的真實(shí)振動(dòng)情況。
圖 1 基于噪聲測試的表面振動(dòng)識(shí)別（空氣薄膜模態(tài)方法）
01
薄膜模態(tài)的概念
針對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)（幾何域Ωs）的聲輻射問題，將其外部邊界記作Γs。此邊界與外部的聲學(xué)層（幾何域ΩL）相連，邊界ΓL與Γs重合。假設(shè)聲學(xué)層ΩL的厚度tL相對(duì)于聲波長來說很小（tL << λ），即可以用這種具有無限小厚度的區(qū)域來替代原有的流體物理域。而薄膜模態(tài)（Pellicular modes）的概念即為與這個(gè)薄膜域有關(guān)的聲學(xué)模態(tài)的集合。
圖 2 薄膜區(qū)域示意圖
Actran軟件當(dāng)中的模態(tài)提取功能不僅可以針對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)或者有限體積的空氣域進(jìn)行模態(tài)提取，也可提取任意結(jié)構(gòu)表面的薄膜模態(tài)。
薄膜模態(tài)可以用來評(píng)估任何聲源的輻射聲場問題。首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)輻射數(shù)據(jù)庫，計(jì)算麥克風(fēng)與這些薄膜模態(tài)之間的傳遞函數(shù)；然后利用上述信息來解決聲源識(shí)別問題。例如評(píng)估產(chǎn)生噪聲場的聲源表面法向速度分布、重構(gòu)任意位置麥克風(fēng)的響應(yīng)。
02
薄膜模態(tài)方法識(shí)別等效聲源的流程
輸入數(shù)據(jù)包括聲源表面網(wǎng)格以及聲源的噪聲測量數(shù)據(jù)。Actran程序的步驟如下：
1) 模態(tài)提取：基于聲源表面網(wǎng)格，進(jìn)行薄膜模態(tài)提取，保存模態(tài)數(shù)據(jù)庫。
圖 3 變速箱表面的薄膜模態(tài)
2) 模態(tài)輻射傳函分析：逐個(gè)計(jì)算每個(gè)薄膜模態(tài)的聲輻射模式，獲得每個(gè)模態(tài)與各個(gè)麥克風(fēng)之間的傳遞函數(shù)。
展開 然而，體驗(yàn)會(huì)感覺很真實(shí)；轉(zhuǎn)向不同的揚(yáng)聲器會(huì)讓你覺得你正面對(duì)著實(shí)際的聲源。
圖3：按特定的角度測量聲源的HRTF
頭部相關(guān)的傳遞函數(shù)
我們可以將這兩種技術(shù)結(jié)合在一起，并通過耳機(jī)播放聲音。這也需要一些處理，以將陣列記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙耳信號(hào)。為了做到這一點(diǎn)，我們需要考慮到聽眾的頭，以及它如何影響從各個(gè)方向傳來的聲音。
該關(guān)系可以用頭部相關(guān)的傳遞函數(shù)（HRTF）說明。單個(gè)HRTF描述在某特定點(diǎn)創(chuàng)建的聲音將如何被右耳或左耳感知。你可以認(rèn)為這是你的頭和軀干的聲學(xué)指紋。
為了測量HRTF，可以將揚(yáng)聲器放置在聲源位置，并將傳聲器放在耳朵上（圖3）。雖然單個(gè)聲源或幾個(gè)聲源的HRTF測量較為簡單，覆蓋所有可能的角度需要大量的HRTF，每個(gè)耳朵一組（圖4），但這樣做的效果還是不錯(cuò)的。
與聽直接的雙耳錄音相比，使用通過陣列記錄并通過HRTF進(jìn)行處理的信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是播放裝置可以利用傳感器來拾取頭部的方向并相應(yīng)地修正處理過程。例如，當(dāng)你把頭轉(zhuǎn)向左邊時(shí)，原來在你前方的一個(gè)聲源會(huì)出現(xiàn)在你的右邊，反之亦然。這樣就可以像揚(yáng)聲器的設(shè)置那樣具有類似的“存在”感，但并不限制必須在特殊的房間內(nèi)，因?yàn)槁曇糁苯訌亩鷻C(jī)進(jìn)入耳朵。
圖
4
：要處理來自任何方向的聲音，必須對(duì)頭部周圍的許多聲源重復(fù)進(jìn)行
HRTF
測量
了解更多關(guān)于“聲音和振動(dòng)物理學(xué)”： 聲音的波長、頻率和速度
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展開 為增進(jìn)國內(nèi)聲學(xué)工程技術(shù)人員和研發(fā)決策者對(duì)噪聲測試分析技術(shù)在汽車、航空航天、及其他機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)過程中的最新技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用，我們將于4月26日在重慶舉辦為期一天的振動(dòng)噪聲研討會(huì)暨聲源定位新產(chǎn)品巡回發(fā)布會(huì)。
本次聲源定位新產(chǎn)品巡回發(fā)布會(huì)，將介紹聲學(xué)測試在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況及總體趨勢，以及一系列聲學(xué)測試技術(shù)及高級(jí)的工程方法。幫助聲學(xué)研發(fā)工程師更好更快的完成產(chǎn)品開發(fā)。另外，全新的聲源定位解決方案是本次會(huì)議的亮點(diǎn)，用于快速進(jìn)行故障診斷和詳細(xì)的工程分析。
會(huì)議信息：
時(shí)間：2017年4月26日（星期三）
地點(diǎn)：重慶長都假日酒店草莓廳
地址：重慶市渝北區(qū)五紅路96號(hào)
費(fèi)用：免費(fèi)
日程安排：
08:30-09:00 簽到
09:00-12:00
仿真與試驗(yàn)（LMS）解決方案概覽
LMS聲源定位解決方案全覽
LMS Sound camera聲源定位新產(chǎn)品巡回發(fā)布
13:30-16:30 LMS Test.Lab產(chǎn)品及新功能介紹
旋轉(zhuǎn)機(jī)械NVH測試及最新進(jìn)展
模態(tài)測試與分析及最新進(jìn)展
數(shù)采系統(tǒng)及最新進(jìn)展
問題解答
會(huì)務(wù)聯(lián)系人：柳女士，katia.liu@siemens.com，010-85292930
展開 
聲源的最新內(nèi)容
本論文集收錄了來自高校、科研院所及頭部制造企業(yè)的多篇實(shí)戰(zhàn)研究，覆蓋電聲、噪聲控制與預(yù)測、旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、與AI結(jié)合智能檢測、傳聲器陣列聲源識(shí)別、電氣功率分析、應(yīng)力應(yīng)變測試與疲勞壽命分析八大核心方向。
所有案例均基于 HBK 測試設(shè)備完成，完整呈現(xiàn)了從測試方案設(shè)計(jì)、傳感器布置、數(shù)據(jù)采集解析，到理論推導(dǎo)、問題整改驗(yàn)證的全流程。
然而，從準(zhǔn)確重構(gòu)物理聲場的角度看，一階 Ambisonics 存在明顯局限：
只能在聽音區(qū)中心極小范圍內(nèi)準(zhǔn)確重構(gòu)聲場
空間分辨率低，聲源定位精度差
高頻重構(gòu)能力不足
高階 Ambisonics (HOA)：基于球諧函數(shù)的突破
為了解決這些問題，Jér?me Daniel 等人發(fā)展了高階 Ambisonics (HOA) 技術(shù)。
如何正確選擇傳聲器？全場景選型指南1個(gè)月前
自由場傳聲器：適合于邊界影響可忽略、僅存在聲源直達(dá)聲的自由場環(huán)境，如消聲室或戶外空曠的測試場景，需正對(duì)聲源放置，可精準(zhǔn)測量聲源直達(dá)聲的聲學(xué)特性；
擴(kuò)散場傳聲器：適合于聲能均勻分布、聲波在各方向無規(guī)則傳播的聲場環(huán)境，如混響室、周圍分布多個(gè)聲源等測試場景，可在均勻擴(kuò)散聲場中獲取穩(wěn)定準(zhǔn)確的聲壓數(shù)據(jù)；
壓力場傳聲器：測量傳聲器振膜表面的真實(shí)聲壓，適合于小型空間、聲壓分布均勻的壓力場環(huán)境，如耦合腔或邊界壁面的表面聲壓測量等
如果直接利用式（1）進(jìn)行聲場重構(gòu)，需要包含整個(gè)聽音區(qū)域的表面S上連續(xù)分布單極子和偶極子點(diǎn)聲源，實(shí)際中，可以使用封閉揚(yáng)聲器模擬點(diǎn)聲源，但偶極子聲源難以實(shí)現(xiàn)，因此需要移除式（1）中的偶極子項(xiàng)。
PART.03
在ePowertrain噪聲工作流程中輸出等效聲源
ePowertrain工作流程現(xiàn)可評(píng)估等效聲源。定義一組等效聲源(單極子)的位置，該工作流程將計(jì)算其復(fù)振幅，使這組等效聲源的輻射盡可能接近真實(shí)ePowertrain輻射。
優(yōu)點(diǎn)：
? 獲取可用于在后續(xù)研究中代表動(dòng)力總成的等效聲源。
噪聲源定位，精準(zhǔn)識(shí)別異響來源
針對(duì)研發(fā)階段的低噪聲優(yōu)化，HBK提供陣列噪聲源識(shí)別系統(tǒng)，可精準(zhǔn)定位：
螺旋槳噪聲
電機(jī)電磁噪聲
氣動(dòng)噪聲與干擾聲源
支持穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)測試，搭配BK Connect?軟件與高級(jí)后處理算法，清晰呈現(xiàn)噪聲分布，加速故障排查與設(shè)計(jì)迭代。
為什么選擇HBK？
軟件功能：基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式軟件漢航NTS.Field
旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速測量、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和軸向振動(dòng)、實(shí)時(shí)階次跟蹤分析、聲壓聲強(qiáng)聲功率測量分析、聲源定位、聲品質(zhì)測試分析、模態(tài)測試（錘擊法和工作模態(tài)）、動(dòng)平衡測試分析（單面、雙面、多面）、軸心軌跡與平均軸心位置（極坐標(biāo)、伯德圖、APHT圖、半頻譜圖、全頻譜圖、趨勢圖、XY圖、動(dòng)力學(xué)剛度圖）、根軌跡分析、故障診斷分析。
電機(jī)NVH問題測試與分析方法
使用BK Connect軟件進(jìn)行FFT、CPB、Overall和階次分析；固有頻率特性測試與共振分析、升降速分析（掃頻分析）、聲源識(shí)別。
HBK電驅(qū)動(dòng)測試方案
使用HBK eDrive系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)功率和瞬態(tài)扭矩、效率Map圖、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、諧波分析、電機(jī)性能測試、電機(jī)下線檢測等。
如何精確定位和量化高鐵外部噪聲？6個(gè)月前
空間分辨率不足與偽聲源干擾：傳聲器陣列設(shè)計(jì)和成像算法存在旁瓣效應(yīng)和聲源分不清問題，易產(chǎn)生“鬼影源”（非真實(shí)噪聲源），尤其在復(fù)雜噪聲場（如轉(zhuǎn)向架、受電弓多源疊加）中，難以精準(zhǔn)區(qū)分各聲源貢獻(xiàn)。
多噪聲源區(qū)分難度大：動(dòng)車外部噪聲源涵蓋轉(zhuǎn)向架（輪軌、齒輪噪聲）、受電弓（氣動(dòng)噪聲）、車身縫隙等，各聲源空間重疊、頻率耦合，需實(shí)現(xiàn)子部件級(jí)（如輪對(duì)）的精準(zhǔn)定位與量化。
HBK的噪聲測試方案全面覆蓋：
聲功率測試：依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37242-2018，精準(zhǔn)測定機(jī)器人噪聲水平；
語音交互測試：模擬實(shí)際背景噪聲環(huán)境，評(píng)估機(jī)器人語音識(shí)別可靠性；
聲學(xué)攝像機(jī)：實(shí)時(shí)定位噪聲源，支持穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)測量，“看得見”的聲音讓故障無處藏身；
小型電機(jī)聲源識(shí)別：通過非接觸式測量，精準(zhǔn)捕捉電機(jī)表面振動(dòng)與聲學(xué)特性；
手持式聲級(jí)計(jì)：便攜設(shè)計(jì)，支持藍(lán)牙與
