聲源識(shí)別
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-12-22
聲源識(shí)別的視頻教程
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(cè)試原理，掌握聲強(qiáng)測(cè)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(chǎng)，要聽直播只能等明年啦。
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聲源識(shí)別的實(shí)例教程
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(cè)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(cè)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 特別是聲場(chǎng)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(chǎng)景
目前，Actran聲源識(shí)別方法有以下幾種應(yīng)用場(chǎng)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(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)車內(nèi)或車外的噪聲水平。
展開 上期文章我們介紹了基于振動(dòng)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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?。╰L << 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(chǎng)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(chǎng)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(cè)量數(shù)據(jù)。Actran程序的步驟如下：
1) 模態(tài)提?。夯?em>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)。
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研討會(huì)內(nèi)容
1、聲強(qiáng)及選擇性聲強(qiáng)
2、平面?zhèn)髀暺麝嚵?em>聲源識(shí)別技術(shù)（含聲全息、寬帶聲全息、Beamforming、反卷積Beamforming）
3、球面?zhèn)髀暺麝嚵?em>聲源識(shí)別技術(shù)（球Beamforming、反卷積球Beamforming）
4、其他新型聲源識(shí)別技術(shù)（基于壓縮感知、機(jī)器學(xué)習(xí)的陣列聲源識(shí)別技術(shù)）
研討會(huì)時(shí)間
2024年8月20日（周二）下午3:00-4:00
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展開 汽車風(fēng)噪及相關(guān)示意圖
氣動(dòng)噪聲解決方案
SC/Tetra可以用以下模型仿真預(yù)測(cè)流動(dòng)誘發(fā)的噪聲：（1）聲源探測(cè)方法 source detection；（2）聲學(xué)類比方法
acoustic analogy；（3）混合方法 Hybrid method–基于聲學(xué)類比方法的 SC/Tetra - Actran 聯(lián)合仿真。
SC/Tetra中三種計(jì)算方法的效率曲線
如上面曲線中所展示，聲源探測(cè)方法是最便捷的方法，可以直接在CFD中采用穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果來做聲類比計(jì)算，但這種方法的精度不高；這三種方法中最精確的方法是混合方法（SC/Tetra+Actran）。所以產(chǎn)品設(shè)計(jì)中對(duì)精度的要求越嚴(yán)格，就需要計(jì)算成本更高的氣動(dòng)噪聲方法（這里的計(jì)算成本指軟硬件成本及時(shí)間成本）。
（1）聲源探測(cè)方法 source detection methods
用穩(wěn)態(tài)結(jié)果評(píng)估噪聲源，采用的方法包括Powell-Howes聲源識(shí)別法；Lillely’s 聲源識(shí)別法； Proudmans聲源識(shí)別法。
聲源探測(cè)方法類似于對(duì)CFD結(jié)果進(jìn)行后處理，因此我們可以使用穩(wěn)態(tài)結(jié)果來估計(jì)噪聲源。Powell-Howes聲源識(shí)別法利用渦流和速度矢量來估計(jì)噪聲源，Lillely’s
聲源識(shí)別法僅使用速度向量來估計(jì)噪聲源，Proudmans聲源識(shí)別法是在流場(chǎng)中使用湍流參數(shù)（耗散率等）來估計(jì)噪聲。每一種方法捕捉到不同類型的噪聲，Powell-Howes聲源識(shí)別法捕捉渦流的噪聲，Lillely’s
聲源識(shí)別法捕捉噴流噪聲，而Proudmans聲源識(shí)別法可以捕捉到流體中的寬帶噪聲。
https://v.qq.com/x/page/x05338pntm0.html
以上鏈接是一個(gè)汽車周圍穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的聲音源評(píng)估模型。
展開 
聲源識(shí)別的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
聲源識(shí)別的最新內(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(cè)、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(cè)、傳聲器陣列聲源識(shí)別、電氣功率分析、應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試與疲勞壽命分析八大核心方向。
所有案例均基于 HBK 測(cè)試設(shè)備完成，完整呈現(xiàn)了從測(cè)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。
電機(jī)NVH問題測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試、電機(jī)下線檢測(cè)等。
如何精確定位和量化高鐵外部噪聲？6個(gè)月前
案例分享
西南交通大學(xué)依據(jù)ISO 3095 標(biāo)準(zhǔn)在高架橋開展通過噪聲測(cè)量（傳聲器距軌道中線7.5m/25m、高度 3.5m），并采用HBK 78 通道輪式傳聲器陣列（直徑 4m，距軌中線 7.5m，高度2m）和軌道車輛移動(dòng)聲源波束成形技術(shù)BZ-5939進(jìn)行聲源識(shí)別。
HBK的噪聲測(cè)試方案全面覆蓋：
聲功率測(cè)試：依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37242-2018，精準(zhǔn)測(cè)定機(jī)器人噪聲水平；
語音交互測(cè)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(cè)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(cè)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
動(dòng)態(tài)范圍大，能夠很好地識(shí)別微弱聲源。
wx_fmt=jpeg&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=10005&wx_lazy=1" alt="Image"></p><p>球形陣列由表面近似均勻分布的36或50個(gè)傳聲器，以及12個(gè)攝像頭組成，可以對(duì)全空間360°進(jìn)行聲源識(shí)別。適用于封閉空間，例如車內(nèi)、飛機(jī)或高鐵車廂內(nèi)、房間或工廠廠房內(nèi)的寬頻帶聲源識(shí)別。
HBK球形陣列
球形陣列由表面近似均勻分布的36或50個(gè)傳聲器，以及12個(gè)攝像頭組成，可以對(duì)全空間360°進(jìn)行聲源識(shí)別。適用于封閉空間，例如車內(nèi)、飛機(jī)或高鐵車廂內(nèi)、房間或工廠廠房內(nèi)的寬頻帶聲源識(shí)別。
Discom Rotas - 下線EOL NVH測(cè)試系統(tǒng)
提供機(jī)械與電磁多重物理場(chǎng)、復(fù)雜耦合下的NVH特征同步分解經(jīng)典算法。
HBK球形陣列
球形陣列由表面近似均勻分布的36或50個(gè)傳聲器，以及12個(gè)攝像頭組成，可以對(duì)全空間360°進(jìn)行聲源識(shí)別。適用于封閉空間，例如車內(nèi)、飛機(jī)或高鐵車廂內(nèi)、房間或工廠廠房內(nèi)的寬頻帶聲源識(shí)別。
Discom Rotas - 下線EOL NVH測(cè)試系統(tǒng)
提供機(jī)械與電磁多重物理場(chǎng)、復(fù)雜耦合下的NVH特征同步分解經(jīng)典算法。
沉浸式實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)：讓測(cè)量技術(shù)觸手可及
在儀器體驗(yàn)和手把手教學(xué)階段，同學(xué)們親自上手實(shí)測(cè)傳聲器陣列和聲源識(shí)別系統(tǒng)，在嘈雜環(huán)境下仍然準(zhǔn)確識(shí)別了移動(dòng)中的人聲和手機(jī)音頻等聲源。很多同學(xué)表示，"原來聲音可視化如此簡單！"
圖1 王利博士介紹系統(tǒng)分析方法，說明如何在眾多的路徑中準(zhǔn)確測(cè)量激勵(lì)和響應(yīng)信號(hào)
圖2 頓悟時(shí)刻：“原來是這樣的！”
上期文章我們介紹了基于振動(dòng)測(cè)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(cè)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(cè)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。
