Actran声源识别方法连载（二）：薄膜模态表面振动识别

上期文章我们介绍了基于振动测试结果反推结构载荷，这一期我们将介绍第二种声源识别方法：基于噪声测试的薄膜模态表面振动识别方法。通过实际工作状态下的声音测量数据结合声源结构表面的空气薄膜模态，反推出各阶薄膜模态的参与因子，从而了解声源表面的真实振动情况。

图 1 基于噪声测试的表面振动识别（空气薄膜模态方法）

01薄膜模态的概念

针对机械结构（几何域Ωs）的声辐射问题，将其外部边界记作Γs。此边界与外部的声学层（几何域ΩL）相连，边界ΓL与Γs重合。假设声学层ΩL的厚度tL相对于声波长来说很小（tL << λ），即可以用这种具有无限小厚度的区域来替代原有的流体物理域。而薄膜模态（Pellicular modes）的概念即为与这个薄膜域有关的声学模态的集合。

图 2 薄膜区域示意图

Actran软件当中的模态提取功能不仅可以针对实体结构或者有限体积的空气域进行模态提取，也可提取任意结构表面的薄膜模态。

薄膜模态可以用来评估任何声源的辐射声场问题。首先需要创建一个辐射数据库，计算麦克风与这些薄膜模态之间的传递函数；然后利用上述信息来解决声源识别问题。例如评估产生噪声场的声源表面法向速度分布、重构任意位置麦克风的响应。

02薄膜模态方法识别等效声源的流程

输入数据包括声源表面网格以及声源的噪声测量数据。Actran程序的步骤如下：

1) 模态提取：基于声源表面网格，进行薄膜模态提取，保存模态数据库。