張 磊，曹躍云，楊自春，何元安

(1.海軍工程大學(xué) 船舶與動(dòng)力學(xué)院，武漢 430033;2.中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司 船舶系統(tǒng)工程部，北京 100036)

有限長(zhǎng)雙層圓柱殼體結(jié)構(gòu)是潛艇等各種航行器艙段的典型結(jié)構(gòu)形式。這些航行器的結(jié)構(gòu)噪聲來(lái)源于內(nèi)部機(jī)械激勵(lì)殼體振動(dòng)，并帶動(dòng)周圍流體介質(zhì)振動(dòng)產(chǎn)生聲輻射，它嚴(yán)重影響了水下航行器的整體聲學(xué)性能[1]。為了提高水下航行器的聲學(xué)性能，進(jìn)行主要噪聲源和噪聲傳播途徑的識(shí)別、量化，針對(duì)性地控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲的傳遞是極其必要的工作。

結(jié)構(gòu)振－聲傳遞路徑分析(Transfer Path Analysis TPA)是辨識(shí)主要激勵(lì)源和相應(yīng)傳遞路徑的重要方法，該方法是一種基于試驗(yàn)的振動(dòng)噪聲分析方法，通過(guò)TPA可以確定各路徑傳遞的激勵(lì)能量在總能量中的貢獻(xiàn)，從傳遞路徑的角度找出對(duì)輻射噪聲起主導(dǎo)作用的環(huán)節(jié)，通過(guò)控制這些環(huán)節(jié)，如使振源強(qiáng)度，路徑聲學(xué)靈敏度等參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，以使水下聲輻射控制在預(yù)定目標(biāo)值內(nèi)[2]。TPA方法在國(guó)內(nèi)外的汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域已有較為成熟的應(yīng)用[3－4]，然而水下結(jié)構(gòu)的振 － 聲TPA的報(bào)道卻非常少見(jiàn)，特別對(duì)于水下雙層加肋圓柱殼體模型。由于該類水下結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的流固耦合特性，振－聲傳遞特性十分復(fù)雜，試驗(yàn)難度大，使得水下結(jié)構(gòu)TPA實(shí)施難度加劇。本文針對(duì)水下雙層圓柱殼體的特點(diǎn)建立了振－聲TPA模型，結(jié)合典型激勵(lì)下雙層圓柱殼體艙段模型的水下振動(dòng)－聲輻射試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)噪聲源和噪聲傳遞路徑的識(shí)別、量化，進(jìn)而指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的聲學(xué)優(yōu)化、預(yù)報(bào)和采取針對(duì)性的減振降噪措施，具有重要的工程意義。

1 傳遞路徑分析的基本原理

1.1 傳遞路徑分析方法

結(jié)構(gòu)振－聲傳遞路徑為機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)激勵(lì)，通過(guò)基座的衰減或放大作用，傳遞到艇體聯(lián)節(jié)點(diǎn)上并表現(xiàn)為力激勵(lì)，此力再通過(guò)艇體傳遞到各處使得殼體振動(dòng)從而輻射出噪聲。對(duì)于某一激勵(lì)源，如果已知某一路徑上的傳遞函數(shù)和工作載荷，該路徑對(duì)目標(biāo)位置噪聲的貢獻(xiàn)量可表示為:

式中，Hi'(f)是傳遞函數(shù)，F(xiàn)i(f)為激勵(lì)力的頻譜。Pi，stru(f)為目標(biāo)點(diǎn)響應(yīng)，可以是聲壓或加速度等，此處選擇聲壓。如果有n條路徑，總響應(yīng)可以是各路徑分量的線性疊加:

傳遞路徑分析(TPA)必須先獲得結(jié)構(gòu)噪聲各傳遞路徑的傳遞函數(shù)及其工作載荷，工作力的獲取方法主要有:直接測(cè)量法，復(fù)剛度法，矩陣求逆法和驅(qū)動(dòng)點(diǎn)頻響函數(shù)法等[2]，其中后三個(gè)為間接法。而獲取傳遞函數(shù)的方法主要有直接測(cè)量法和基于互易性原理的測(cè)量方法[3]，本文采用逆矩陣法來(lái)求解激勵(lì)載荷，傳遞函數(shù)為頻率響應(yīng)函數(shù)，由直接測(cè)量法獲得。

對(duì)于一線性時(shí)不變系統(tǒng)，當(dāng)有激勵(lì) F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)n時(shí)，存在響應(yīng) X1，X2，…，Xm，由系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程可得:

在確定了頻響函數(shù)矩陣及響應(yīng)向量的傅氏譜后，便可計(jì)算載荷譜。但實(shí)際上，常常是欲識(shí)別的載荷數(shù)與響應(yīng)測(cè)點(diǎn)數(shù)不相等，即[H]m×n的逆矩陣不存在，這時(shí)可由矩陣?yán)碚撝械膹V義逆矩陣法得到載荷識(shí)別的公式:

式中，[H]m×n為載荷計(jì)算的頻響函數(shù)矩陣其共軛轉(zhuǎn)置矩陣，元素Hij=Xi/Fj為Xi響應(yīng)到輸入Fj的頻響函數(shù);{F}n×1為路徑載荷力列向量;{X}m×1為參考點(diǎn)響應(yīng)信號(hào)列向量。

為了準(zhǔn)確獲得工作力的估計(jì)，應(yīng)合理布置殼內(nèi)參考測(cè)點(diǎn)的數(shù)目和位置，而且需要方程(3)中滿足m＞n，通常取m≥2n[2]。由于結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性，參考點(diǎn)的響應(yīng)之間存在較強(qiáng)相關(guān)性，使得載荷計(jì)算的頻響函數(shù)矩陣[H]m×n中包含的結(jié)構(gòu)信息存在很大的相似性，這將導(dǎo)致頻響函數(shù)矩陣的病態(tài)。對(duì)頻響函數(shù)矩陣求逆會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定，又由于觀測(cè)噪聲不可避免，將導(dǎo)致工作載荷與其準(zhǔn)確值差異很大，結(jié)果不可信。正則化方法是求解此類不適定性問(wèn)題的有力工具，最著名的為Tikhonov正則化方法[5]。當(dāng)頻響函數(shù)矩陣病態(tài)時(shí)，將式(4)進(jìn)行Tikhonov正則化可得到:

式中:HT為頻響函數(shù)矩陣的共軛轉(zhuǎn)置;L為正則化矩陣，本文取為單位矩陣;λ為正則化參數(shù)，其選擇是求解不適定問(wèn)題的關(guān)鍵，Hansen[6]針對(duì)不適定問(wèn)題提出的L－曲線法是一種較好的方法，當(dāng)λ∈(0，∞)且離散Picard條件成立時(shí)，曲線形狀像字母“L”，L曲線角點(diǎn)處的曲率最大，選擇其對(duì)應(yīng)的λ即為所求的正則化參數(shù)。

1.2 頻響函數(shù)估計(jì)

激勵(lì)力到參考點(diǎn)加速度響應(yīng)的頻響函數(shù)矩陣H及激勵(lì)力到殼外目標(biāo)點(diǎn)聲壓響應(yīng)的頻響函數(shù)矩陣H'的確定是TPA的核心，直接影響到TPA結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于在試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中不可避免地存在干擾誤差，因此頻響函數(shù)估計(jì)精度問(wèn)題是工程技術(shù)人員必須面對(duì)的問(wèn)題之一。系統(tǒng)頻響函數(shù)估計(jì)的誤差主要有輸入輸出測(cè)量誤差(如加性隨機(jī)噪聲干擾)和信號(hào)處理誤差(如頻率泄露誤差)等。工程上減少加性隨機(jī)噪聲干擾影響常用的頻響函數(shù)估計(jì)方法有估計(jì)和估計(jì)，前者主要考慮響應(yīng)被污染的情況，后者則考慮了激勵(lì)信號(hào)被污染的情況，兩者都是有偏估計(jì)。在一般實(shí)際測(cè)量中，輸入輸出加性噪聲是同時(shí)存在的。為此，本文引入能同時(shí)考慮輸入輸出噪聲的估計(jì)模型來(lái)識(shí)別頻響函數(shù)，是在總體最小二乘觀點(diǎn)上求得的，其估計(jì)公式為[7]:

式中，SXi，Xi(f)為響應(yīng)信號(hào)的自譜;SFj，F(xiàn)j(f)為激勵(lì)力的自譜;SFjSFjXi(f)為激勵(lì)信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)的互譜。

在系統(tǒng)頻響函數(shù)估計(jì)中，時(shí)域截?cái)嘁鸬念l譜泄露也是影響頻響函數(shù)估計(jì)精度的主要原因之一，本文將通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)和相鄰數(shù)據(jù)塊重迭比例來(lái)減小泄露誤差。為了進(jìn)一步提高頻響函數(shù)的估計(jì)精度，對(duì)頻響函數(shù)估計(jì)采用多次平均。

2 雙層圓柱殼體水下振動(dòng)－聲輻射試驗(yàn)

為了研究雙層加肋圓柱殼體在水下的振－聲傳遞特性，本文進(jìn)行了某雙層加肋圓柱殼體模型的水下振動(dòng)－聲輻射試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D1。在內(nèi)殼體上選擇三個(gè)激勵(lì)源，位置分布如圖2所示，試驗(yàn)只考慮垂向激勵(lì)的響應(yīng)。在內(nèi)殼體上布置振動(dòng)加速度計(jì)共29個(gè)，振動(dòng)加速度計(jì)的布置位置對(duì)模型振－聲傳遞路徑分析有很大的影響，此處在各激勵(lì)點(diǎn)附近布置4個(gè)加速度計(jì)，這些部位的響應(yīng)包含工作載荷的信息較豐富，其他加速度計(jì)布置遵循同方向的測(cè)點(diǎn)不要布置太近以及盡量不要將加速度計(jì)布置在反映激勵(lì)點(diǎn)作用效應(yīng)雷同的部位等原則。在殼體外布放5枚水聽(tīng)器，加速度計(jì)和水聽(tīng)器布放位置與編號(hào)見(jiàn)圖3。

圖1 雙層圓柱殼體模型Fig.1 The cylindrical double-shell model

圖2 激勵(lì)源布放位置Fig.2 The location of excitation source

圖3 傳感器布置示意圖Fig.3 The location of the sensor

試驗(yàn)在北京某消聲水池內(nèi)進(jìn)行，模型吃水3.75 m，水聽(tīng)器布放深度均為4 m。主要測(cè)量設(shè)備有:PFI28000信號(hào)調(diào)理器;NI1042q機(jī)箱+4498板卡的數(shù)據(jù)采集器;ACP－4320工控機(jī);復(fù)合棒激振器;安捷倫33220信號(hào)源;BK2692電荷放大器;L6和JYH1000A功放;RHSA－20水聽(tīng)器;PCB加速度計(jì)。試驗(yàn)中殼外的輻射噪聲與殼體的結(jié)構(gòu)振動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了同時(shí)基采集，獲得的數(shù)據(jù)不僅可以分析其自功率譜，還可進(jìn)行涉及它們之間相互關(guān)系的互譜分析以及其他的綜合處理。采樣頻率為16 384 Hz，采樣時(shí)間10 s，加速度、聲壓的參考值分別為 10－6m/s2與10－6Pa。

首先進(jìn)行單源激勵(lì)試驗(yàn)，同時(shí)測(cè)得水下雙層圓柱殼體內(nèi)的振動(dòng)加速度信號(hào)和殼外的聲壓信號(hào)，并利用1.2節(jié)中的)Hv估計(jì)對(duì)激勵(lì)力到參考點(diǎn)加速度響應(yīng)的傳遞函數(shù)H及激勵(lì)力到殼外目標(biāo)點(diǎn)聲壓響應(yīng)的傳遞函數(shù)H'進(jìn)行估計(jì)。在進(jìn)行頻響函數(shù)估計(jì)時(shí)，在每個(gè)激勵(lì)點(diǎn)分別單獨(dú)進(jìn)行激勵(lì)，采用多次激勵(lì)，用平均的方法(作了6次平均)來(lái)獲取頻響函數(shù)以進(jìn)一步減少噪聲信號(hào)的影響。同時(shí)選取 kaiser窗函數(shù)[8]，該窗函數(shù)全面反映了主瓣和旁瓣衰減之間的交換關(guān)系，它定義了一組可調(diào)的由零階貝塞爾Bessel函數(shù)構(gòu)成的窗函數(shù)，通過(guò)調(diào)整參數(shù)β可以在主瓣和旁瓣衰減之間自由選擇它們的比重，此處取窗長(zhǎng)度N=9 182，參數(shù)β=2，相鄰數(shù)據(jù)塊重迭比例取為1/2。最后進(jìn)行3個(gè)激勵(lì)源同時(shí)激勵(lì)下的試驗(yàn)，此處選一種信噪比較高的工況進(jìn)行分析，具體為:1#激振器發(fā)射連續(xù)寬頻信號(hào)sinc，頻率取為500 Hz，2#激振器發(fā)射連續(xù)寬頻信號(hào)sinc，頻率取為1 000 Hz，3#激振器發(fā)射連續(xù)正弦信號(hào)，頻率取為3 000 Hz，功率輸出均為92 vpp。對(duì)應(yīng)的3個(gè)激勵(lì)源分別單獨(dú)開(kāi)啟，利用分布運(yùn)轉(zhuǎn)法來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證振－聲傳遞路徑的分析結(jié)果。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析

3.1 病態(tài)頻響函數(shù)矩陣的診斷與正則化

為了準(zhǔn)確求得工作載荷，本文將參考點(diǎn)選為m=2n，模型共有3個(gè)路徑點(diǎn)即參考點(diǎn)數(shù)為6個(gè)，且需要選取恰當(dāng)?shù)膮⒖键c(diǎn)組成較為良態(tài)的頻響函數(shù)矩陣。為了避免構(gòu)造出病態(tài)的矩陣，需首先引入病態(tài)矩陣有效的診斷方法。矩陣的條件數(shù)是診斷矩陣是否病態(tài)的有效方法，根據(jù)矩陣條件數(shù)的定義，將其推廣到長(zhǎng)方體矩陣有:

其中，σ1是頻響函數(shù)矩陣H的最大奇異值，σr是H的最小奇異值。由于每一個(gè)頻率處的頻響函數(shù)矩陣都對(duì)應(yīng)著一個(gè)condition值，此處根據(jù)condition曲線對(duì)載荷計(jì)算矩陣的病態(tài)程度進(jìn)行判斷。當(dāng)condition曲線在整個(gè)頻率范圍內(nèi)都較小時(shí)，表示構(gòu)造的矩陣質(zhì)量較好，得出的計(jì)算結(jié)果比較好。圖4 給出了最佳參考點(diǎn)(1，5，7，11，12，14)構(gòu)造的頻響函數(shù)矩陣的condition(f)曲線，將condition(f)＞100對(duì)應(yīng)的矩陣定義為病態(tài)矩陣[9]。盡管圖4的條件數(shù)總體較小，但在個(gè)別頻率點(diǎn)處的條件數(shù)仍然較大，則相應(yīng)的頻響函數(shù)矩陣是病態(tài)的。利用1.1節(jié)的正則化方法對(duì)病態(tài)矩陣進(jìn)行修正，通過(guò)分析可知共有20個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻響函數(shù)矩陣為病態(tài)。此處以條件數(shù)大于200時(shí)的頻響函數(shù)矩陣為例，頻點(diǎn)為(500 Hz，3 008 Hz，6 499 Hz，7 499 Hz)，由 L曲線法求得對(duì)應(yīng)的正則化參數(shù)為(0.003 4，2.335 9，1.590 1，6.261 1)。

3.2 殼外噪聲合成與驗(yàn)證

本文在不同激勵(lì)幅值下求得激勵(lì)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的傳遞函數(shù)，結(jié)果表明傳遞函數(shù)基本不隨激勵(lì)幅值和激勵(lì)先后順序的變化而變化，可認(rèn)為圓柱殼體結(jié)構(gòu)滿足線性的不變性。求得所有頻響函數(shù)和工作載荷后，結(jié)合所選工況作用下測(cè)得的參考點(diǎn)加速度信號(hào)和目標(biāo)聲壓信號(hào)，通過(guò)MATLAB編制TPA程序?qū)θ齻€(gè)激勵(lì)源到殼外目標(biāo)點(diǎn)聲壓貢獻(xiàn)量進(jìn)行合成，并與實(shí)測(cè)結(jié)果相比較，見(jiàn)圖5(考慮到水池消聲頻率下限的限制和試驗(yàn)場(chǎng)工頻干擾等不利因素，分析頻段從200 Hz開(kāi)始)。比較圖5中殼外目標(biāo)點(diǎn)的合成聲和實(shí)測(cè)噪聲發(fā)現(xiàn)，合成的頻譜頻域分布與實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)基本一致，主要的峰值頻率均能一一對(duì)應(yīng)，其頻率處的幅值與實(shí)測(cè)噪聲幅值吻合很好，除了個(gè)別異常波動(dòng)的點(diǎn)，其余相差均在3 dB左右，滿足水下噪聲源識(shí)別的基本要求。并與用Hij=Xi/Fj進(jìn)行頻響函數(shù)估計(jì)即傳統(tǒng)TPA合成結(jié)果進(jìn)行比較，從目標(biāo)點(diǎn)噪聲的1/3倍頻譜圖比較(圖6、圖7)可以看出，30#水聽(tīng)器主要峰值頻率處的聲壓級(jí)均大于32#水聽(tīng)器，即滿足輻射噪聲隨測(cè)量距離的增加而衰減。本文基于)Hv估計(jì)建立的TPA模型應(yīng)用了互譜技術(shù)和平均技術(shù)減少輸入輸出加性隨機(jī)噪聲的干擾，并且通過(guò)加窗等方法減少了頻率泄露的影響，得到的結(jié)果要大大優(yōu)于傳統(tǒng)TPA。這些都驗(yàn)證了建立的水下雙層圓柱殼體振－聲TPA模型及試驗(yàn)的正確性。

誤差產(chǎn)生的主要原因可能有:

(1)試驗(yàn)中只考慮了激勵(lì)點(diǎn)垂向的振－聲傳遞路徑，忽略了軸向和周向的傳遞路徑，從而產(chǎn)生了誤差。

(2)系統(tǒng)中存在的非線性失真，不確定邊界等問(wèn)題造成的頻響函數(shù)估計(jì)誤差。單源激勵(lì)由于工況不多變不能激起詳細(xì)的頻率信息，多次激勵(lì)平均次數(shù)不夠多等也是造成頻響函數(shù)估計(jì)誤差的原因。

(3)參考點(diǎn)之間的振動(dòng)響應(yīng)的相關(guān)性造成工作載荷估計(jì)誤差。

圖4 條件數(shù)變化曲線Fig.4 The curve of condition number

圖5 32#目標(biāo)點(diǎn)實(shí)測(cè)值與合成值比較Fig.5 Contrast of synthesized noise and compute result at 32#

圖6 30#目標(biāo)點(diǎn)實(shí)測(cè)值與合成值1/3倍頻譜圖比較Fig.6 Contrast of 1/3 octave spectrum at 30#

圖7 32#目標(biāo)點(diǎn)實(shí)測(cè)值與合成值1/3倍頻譜圖比較Fig.7 Contrast of 1/3 octave spectrum at 32#

圖8 1#激勵(lì)傳遞路徑貢獻(xiàn)比較圖Fig.8 Comparison of contribution of transfer path 1#

圖9 2#激勵(lì)傳遞路徑貢獻(xiàn)比較圖Fig.9 Comparison of contribution of transfer path 2#

3.3 殼外噪聲貢獻(xiàn)量分析

圖8 和圖9為1#和2#振源單獨(dú)激勵(lì)時(shí)32#目標(biāo)點(diǎn)的響應(yīng)與TPA計(jì)算得到的1#和2#傳遞路徑的貢獻(xiàn)比較圖?？梢钥闯?，兩者的變化趨勢(shì)相同，在主要峰值頻率處TPA得到的路徑貢獻(xiàn)量與分布運(yùn)轉(zhuǎn)得到的結(jié)果基本一致。以主要峰值頻率處的貢獻(xiàn)和為基本量，通過(guò)TPA得到3個(gè)振源在目標(biāo)點(diǎn)30#和32#的貢獻(xiàn)排序均為1#＞2#＞3#，與分布運(yùn)轉(zhuǎn)法得到的結(jié)果一致，進(jìn)一步說(shuō)明了本文建立的TPA模型具有相當(dāng)?shù)目煽啃浴?/p>

圖10和圖11為各路徑對(duì)殼外30#和32#目標(biāo)點(diǎn)的噪聲貢獻(xiàn)譜圖，可以看出，2個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的噪聲在頻率3 kHz、4 kHz、4.5 kHz左右均有峰值。在 3 kHz 左右 3個(gè)振源對(duì)30#目標(biāo)點(diǎn)貢獻(xiàn)量排序?yàn)?#＞1#＞3#，對(duì)32#目標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)量排序?yàn)?#＞3#＞1#，30#、32#目標(biāo)點(diǎn)在4.5 kHz時(shí)振源的貢獻(xiàn)量排序均為1#＞3#＞2#。即頻率相同時(shí)各振源在不同目標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)可能不同，而相同目標(biāo)點(diǎn)處各振源在不同頻率下貢獻(xiàn)量也可能不同，這些都可以通過(guò)TPA方法進(jìn)行定性和定量的分析。可見(jiàn)，TPA可以有效地實(shí)現(xiàn)振源的貢獻(xiàn)量排序。

圖10 30#目標(biāo)點(diǎn)各傳遞路徑噪聲貢獻(xiàn)譜圖Fig.10 Contribution of each transfer path at 30#

圖11 32#目標(biāo)點(diǎn)各傳遞路徑噪聲貢獻(xiàn)譜圖Fig.11 Contribution of each transfer path at 32#

圖12 對(duì)數(shù)坐標(biāo)中頻響函數(shù)與工作力對(duì)比分析圖Fig.12 Comparison of FRF and excitation force in logarithmic coordinate

3.4 頻響函數(shù)與工作力分析

通過(guò)對(duì)雙層圓柱殼外噪聲貢獻(xiàn)量分析以后，可以對(duì)殼外噪聲主要貢獻(xiàn)量的路徑進(jìn)行頻響函數(shù)與工作力的分析，由此可以判斷是殼體結(jié)構(gòu)的問(wèn)題還是噪聲源的問(wèn)題。圖12為1#振源到32#目標(biāo)點(diǎn)主要峰值頻率處的頻響函數(shù)與1#振源工作載荷的對(duì)數(shù)圖，結(jié)合圖8可知，頻響函數(shù)在1 kHz～2 kHz之間出現(xiàn)了3處峰值，而工作力均未出現(xiàn)峰值，但圖8中對(duì)應(yīng)頻率處卻出現(xiàn)了峰值，說(shuō)明殼體結(jié)構(gòu)起到了主要的傳遞作用。在3 kHz左右頻響函數(shù)峰值較小，圖8中對(duì)應(yīng)頻率處的峰值反而較大，這是由于工作力出現(xiàn)了較大峰值，導(dǎo)致最終響應(yīng)出現(xiàn)較大峰值。識(shí)別出了影響殼外噪聲的是殼體結(jié)構(gòu)的問(wèn)題還是噪聲源的問(wèn)題，便可以針對(duì)性地控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲的傳遞。

4 結(jié)論

(1)闡述了TPA的基本概念及試驗(yàn)方法和步驟，建立了水下雙層圓柱殼體的振－聲TPA模型。模型中用)Hv估計(jì)求得頻響函數(shù)，通過(guò)互譜技術(shù)和平均技術(shù)減少了輸入輸出隨機(jī)噪聲的干擾，并且通過(guò)加kaiser窗減少了頻率泄露的影響。在逆矩陣法求解耦合激勵(lì)力時(shí)，選取了參考點(diǎn)數(shù)m=6且condition曲線為最佳時(shí)的組合，從而構(gòu)造出較為良態(tài)的頻響函數(shù)矩陣，出現(xiàn)的病態(tài)矩陣用Tikhonov正則化方法進(jìn)行了修正。

(2)利用matlab軟件編制TPA程序，在噪聲與結(jié)構(gòu)振動(dòng)數(shù)據(jù)同時(shí)基采集的基礎(chǔ)上，計(jì)算得到合成的頻譜頻域分布與實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)基本一致，并且分析了誤差產(chǎn)生的主要原因。以32#目標(biāo)點(diǎn)為例，進(jìn)行了各條路徑總的貢獻(xiàn)量排序并與分布運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)果相比較，兩種結(jié)果一致，證明TPA可以有效地實(shí)現(xiàn)振源的貢獻(xiàn)量排序。利用頻譜貢獻(xiàn)云圖以及頻響函數(shù)與工作力的對(duì)比分析，得到各條結(jié)構(gòu)傳遞路徑對(duì)殼外噪聲的貢獻(xiàn)并且識(shí)別出了影響殼外噪聲的是殼體結(jié)構(gòu)的問(wèn)題還是噪聲源的問(wèn)題?？梢?jiàn)，本文建立的TPA模型能有效地進(jìn)行水下雙層圓柱殼體結(jié)構(gòu)噪聲源的識(shí)別、量化和噪聲傳播途徑的識(shí)別，同樣可以指導(dǎo)進(jìn)行水下噪聲實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)和采取針對(duì)性的減振降噪措施。

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