Page 59 - 《应用声学》2023年第3期

第 42 卷 第 3 期 时尚等： 水下材料吸隔声性能测试近场长脉冲传递函数法 497

仿真结果与理论结果相一致，说明采用此方法可以 材料反射系数幅度、相位仿真与理论比较，1000 Hz
进行材料声学性能测试。此外，对选取时间段宽度 以上高频段仿真与理论结果基本一致，1000 Hz 以
进行分析发现，只要满足快速傅里叶变换谱分析的 下频段仿真与理论结果偏差较大。仿真说明由于界
要求，在传感器接收脉冲任意区域内时间段选取，仿 面反射的影响，在传递函数分析时，选取时间段覆盖
真结果与理论结果都比较一致，说明不考虑界面反 壁面反射波会引起较大测量误差。如果选取时间段
射影响下，本方法对时间段的选取并不敏感，仅仅取 能避开壁面反射波影响时间段，分析结果与无反射
相同时间段区域进行快速傅里叶变换分析即可。 情况一致。因此为消除壁面对声波反射的影响，可
考虑到试验装置并不是无限空间，界面反射 以采用高性能吸声材料，或在距离上分开反射波的
对测试存在一定的影响。水听器接收信号为样品 影响，也可在数据分析时尽可能不要选取有壁面反
表面反射声波与筒壁反射声波叠加。图 7、图 8 为 射波叠加的波形。
1020 Hz、2000 Hz 水听器接收声压仿真信号。有界 1.1
面反射情况下，在某些频率水听器接收信号存在界 1.0 ေ᝷ϙ
面反射声波，频率越低这种情况越强，这与声源到 0.9 വલϙ
0.8
筒壁距离有关。图 9、图 10 为考虑界面反射情况下 R| 0.7
0.6
К࠱ܦฉˁԦ࠱ܦฉԯҫ(f=1020 Hz)
1.0 0.5
p 
0.8 0.4
p 
0.3
0.6 Ѭౢ௑ᫎ඀ 0 500 1000 1500 2000 2500
0.4 ᮠဋ/Hz
0.2
ࣨए 0 图 9 壁面反射对反射系数幅度测试影响仿真
Fig. 9 Simulation of the impact of wall reflections
-0.2
on the magnitude test of the reflection coefficient
-0.4
175
-0.6
170 ေ᝷ϙ
-0.8 വલϙ
165
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012
160
௑ᫎ/s 155
ᝈए/(O)
图 7 壁面反射对传感器接收脉冲仿真影响 (1020 Hz) 150
145
Fig. 7 Effect of wall reflection on sensor receive pulse
140
simulation (1020 Hz) 135
130
0 500 1000 1500 2000 2500
К࠱ܦฉˁԦ࠱ܦฉԯҫ(f=2000 Hz)
ᮠဋ/Hz
p 
图 10 壁面反射对反射系数相位测试影响仿真
p 
1.0
Ѭౢ௑ᫎ඀
Fig. 10 Simulation of the impact of wall reflec-
tions on reflection coefficient phase testing
0.5
ࣨए
4 试验测试分析
0
根据前面的分析，针对钢板模型，声源发射单
-0.5
频长脉冲。由于距离关系，某个特定时间段内，水
听器只接收声源发射的入射脉冲与样品表面反射
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008
௑ᫎ/s 脉冲的叠加信号。图11为声源发射4000 Hz单频脉
冲情况下，各水听器接收波形。为了有较好分析精
图 8 壁面反射对传感器接收脉冲仿真影响 (2000 Hz)
Fig. 8 Effect of wall reflection on sensor receive pulse 度，波形选择在 4 个波以上。图 12、图 13 为不同压
simulation (2000 Hz) 力情况下钢板反射系数及隔声量理论与测试值比