[发明专利]高速列车模型在声学风洞内的噪声源定位方法

摘要

本发明公开了一种高速列车模型在声学风洞内的噪声源定位方法，通过对传声器阵列形成的互谱矩阵中的每一个矩阵元素进行快速傅里叶变换；计算对于声学试验模型附近扫描平面上的任一扫描点，阵列的指向向量；计算阵列对每一个扫描点的输出功率谱；计算任意需求扫描面内的噪声幅值，从而得到高速列车在声学风洞内的噪声源图。与现有技术相比，本发明的积极效果是：能在大型声学风洞内，准确快速定位高速列车模型的气动噪声源位置，能准确给出声源传播路径，不依赖噪声源标定来修正风漂移量。其结果比数值模拟更准确、可信，比实车测量成本低、效率高，且不受铁路地形和环境天气等原因所限制。

主权项

1.一种高速列车模型在声学风洞内的噪声源定位方法，其特征在于：将麦克风阵列架布置在高速列车模型侧面进行吹风试验；在试验中对所有传声器通道进行同步采集，然后进行如下数据处理：步骤一、对传声器阵列形成的互谱矩阵中的每一个矩阵元素进行快速傅里叶变换：其中：mm，表示1～Mic任一麦克风之间组合，K为传声器阵列数据分块数，Mic表示阵列的传声器数目，Pm'k(f)表示第m'个传声器第k段数据块的频域信号，Ws为频谱分析所选取的数据窗函数常数，上标*号表示共轭，互谱矩阵下三角矩阵通过上三角对应矩阵元素复共轭得到；步骤二、计算对于声学试验模型附近扫描平面上的任一扫描点，阵列的指向向量：式中，第m个传声器的指向向量为其中：Am为第m个传声器的剪切层振幅修正因子，Rm表示声波扫描点与传声器之间的传播距离，Rc表示阵列中心点到扫描点之间距离，τm表示延迟时间，且式中，表示聚焦位置到每m个传声器的距离，ω△t_m,shear为第m个传声器在频率为ω时剪切层影响的相位修正值；步骤三、计算阵列对每一个扫描点的输出功率谱如下：式中，上标T表示转置，表示将阵列输出功率谱转化到单一传声器的量级；步骤四、计算任意需求扫描面内的噪声幅值，从而得到高速列车在声学风洞内的噪声源图。