本發(fā)明公開(kāi)了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水下結(jié)構(gòu)低頻輻射噪聲的主動(dòng)控制方法。步驟1：建立水下結(jié)構(gòu)低頻輻射聲場(chǎng)模型；步驟2：基于步驟1的模型獲取待消聲目標(biāo)噪聲聲場(chǎng)；步驟3：基于步驟2的聲場(chǎng)再根據(jù)偶極子原理和惠更斯原理在仿潛艇的圓柱殼模型結(jié)構(gòu)附近構(gòu)建若干次級(jí)聲源；步驟4：基于步驟3的若干次級(jí)聲源，通過(guò)考察點(diǎn)處的聲壓變化，使用自適應(yīng)算法對(duì)次級(jí)聲源加以控制。本發(fā)明解決由于水與空氣的阻抗和物理特性等原因，對(duì)水下噪聲的主動(dòng)控制與空氣中的控制有較大差異的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于噪聲控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水下結(jié)構(gòu)低頻輻射噪聲的主動(dòng)控制方法。

背景技術(shù)

聲場(chǎng)的主動(dòng)控制技術(shù)依托于惠更斯原理(即波疊加原理)，已經(jīng)被引入波束形成、噪聲源識(shí)別定位、結(jié)構(gòu)表面探傷等領(lǐng)域，成為當(dāng)前聲學(xué)領(lǐng)域一大研究熱點(diǎn)。噪聲的主動(dòng)控制技術(shù)的基本思想是利用次級(jí)聲源發(fā)聲對(duì)主聲源的發(fā)聲有抑制作用，從而通過(guò)對(duì)聲源近場(chǎng)域內(nèi)的復(fù)聲壓信息進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量得到的復(fù)聲壓信息按照聲場(chǎng)變換算法進(jìn)行重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)聲場(chǎng)中次級(jí)聲源的控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)三維輻射聲場(chǎng)的聲壓控制。

就目前成果來(lái)看，管道噪聲，軸系噪聲與車(chē)輛噪聲的主動(dòng)控制是近年的主要研究方向。由于水與空氣的阻抗和物理特性等原因，對(duì)水下噪聲的主動(dòng)控制與空氣中的控制有較大差異，此類(lèi)研究成果相對(duì)較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水下結(jié)構(gòu)低頻輻射噪聲的主動(dòng)控制方法，解決由于水與空氣的阻抗和物理特性等原因，對(duì)水下噪聲的主動(dòng)控制與空氣中的控制有較大差異的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水下結(jié)構(gòu)低頻輻射噪聲的主動(dòng)控制方法，所述主動(dòng)控制方法包括以下步驟：

步驟1：建立水下結(jié)構(gòu)低頻輻射聲場(chǎng)模型；

步驟2：基于步驟1的模型獲取待消聲目標(biāo)噪聲聲場(chǎng)；

步驟3：基于步驟2的聲場(chǎng)再根據(jù)偶極子原理和惠更斯原理在仿潛艇的圓柱殼模型結(jié)構(gòu)處構(gòu)建若干次級(jí)聲源；

步驟4：基于步驟3的若干次級(jí)聲源，通過(guò)考察點(diǎn)處的聲壓變化，使用自適應(yīng)算法對(duì)次級(jí)聲源加以控制。

進(jìn)一步的，所述步驟2具體為，結(jié)合待分析的水下結(jié)構(gòu)模型以及空間位置，建立噪聲源模型，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分；建立網(wǎng)格模型時(shí)，采用邊界元軟件COMSOL建立源面模型，并按照每個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)不小于六個(gè)節(jié)點(diǎn)的規(guī)則，采用四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

進(jìn)一步的，所述步驟3具體為，

設(shè)在一空間內(nèi)有兩點(diǎn)聲源：主聲源A與次級(jí)聲源B，兩者強(qiáng)度相同，則空間某一點(diǎn)A產(chǎn)生的聲壓p₁與A、B產(chǎn)生的合聲壓p₂有如下公式：

其中，ρ為介質(zhì)密度，c為介質(zhì)中的聲速，k為波數(shù)，為相位角，Q為點(diǎn)源強(qiáng)度，r₁為A到疊加點(diǎn)M的距離，r₂為B到疊加點(diǎn)M的距離，θ為AB中點(diǎn)與疊加點(diǎn)M的夾角；

若要在空間內(nèi)加入次級(jí)聲源后聲壓降低，只需|p₂|²/|p₁|²＜1，得

當(dāng)距離足夠遠(yuǎn)時(shí)，即r₁＝r₂＞＞1時(shí)，有kdcosθ＜1，只需kd＜1即可，此時(shí)

若從輻射聲功率考慮，已知均勻脈動(dòng)球輻射功率W₁：