管道声学周向模态识别方法、装置、电子设备和存储介质

本发明涉及声学分析，尤其涉及一种管道声学周向模态识别方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、水泵、风机等典型的叶轮机械设备与管路连接在一起时，叶轮机械的动静干涉会激发管道的周向模态。

2、相关技术中，可以利用周向模态分解技术研究管道的周向模态，其中，常见的周向模态分解技术可以包括：对声音传感器获得的声音信号进行傅里叶变换得到复数声压，并通过求解声压表达式组成的方程组，得到沿正向和反向传播的周向模态幅值，或者，通过求解由声压表达式组成的方程组，得到沿正向和反向传播的周向模态幅值，或者，基于压缩感知理论确定周向模态幅值。

3、但是，相关技术中提供的周向模态分解技术会导致获得的周向模态幅值精准度差，且识别难度大。

技术实现思路

1、本公开提供一种管道声学周向模态识别方法、装置、电子设备和存储介质，以至少解决相关技术中管道声学周向模态识别结果精准度且识别难度大的问题。本公开的技术方案如下：

2、根据本公开的第一方面，提供了一种管道声学周向模态识别方法，包括：

3、根据管道中叶轮机械的结构特征，确定管道声场中的截通周向模态，以及所述截通周向模态中的主模态信息；

4、获取在管道壁面设置的预设数量个声音传感器分别采集的声音信号的声压值，所述声音传感器的数量大于或者等于所述主模态的数量；

5、根据与每个所述声音传感器关联的声压值，求解声压与主模态的关系方程，得到每个所述主模态的幅值。

6、根据本公开的第二方面，提供了一种管道声学周向模态识别装置，包括：

7、确定模块，被配置为根据管道中叶轮机械的结构特征，确定管道声场中的截通周向模态，以及所述截通周向模态中的主模态信息；

8、获取模块，被配置为获取在管道壁面设置的预设数量个声音传感器分别采集的声音信号的声压值，所述声音传感器的数量大于或者等于所述主模态的数量；

9、计算模块，被配置为根据与每个所述声音传感器关联的声压值，求解声压与主模态的关系方程，得到每个所述主模态的幅值。

10、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

11、处理器；以及

12、存储程序的存储器，

13、其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行如第一方面所述的方法。

14、根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行如第一方面所述的方法。

15、本公开提供的管道声学周向模态识别方法、装置、电子设备和存储介质，在确定管道的截通周向模态中的主模态后，通过一定数量的声学传感器获取的声压值，求解声压与主模态的关系方程，得到主模态的幅值，由于声音传感器的数量大于或者等于主模态的数量，可以使声压与主模态的关系方程满足超定或者正定要求，不仅可以排除基于压缩感知理论确定周向模态的幅值过程中，求解欠定方程导致的管道声学模态分析过程复杂以及分析结果精准度低的问题，也可以解决直接周向模态分解法在高频噪声下获取的管道声学模态分析结果精准度低的问题，降低获取管道声学模态分析结果的难度，同时可以提升获取的管道声学模态分析结果的精准度。

技术特征：

1.一种管道声学周向模态识别方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的管道声学周向模态识别方法，其特征在于，所述叶轮机械的结构特征包括所述叶轮机械的转子叶片数以及静子叶片数，

3.如权利要求1所述的管道声学周向模态识别方法，其特征在于，所述根据与每个所述声音传感器关联的声压值，求解声压与主模态的关系方程，得到每个所述主模态的幅值，包括：

4.如权利要求1所述的管道声学周向模态识别方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.如权利要求4所述的管道声学周向模态识别方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.如权利要求1所述的管道声学周向模态识别方法，其特征在于，所述获取在所述管道中设置的预设数量个声音传感器分别采集的声音信号的声压值，包括：

7.如权利要求1至6任一所述的管道声学周向模态识别方法，其特征在于，所述声音传感器的数量小于所述截通周向模态的数量。

8.一种管道声学周向模态识别装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本公开提供一种管道声学周向模态识别方法、装置、电子设备和存储介质，涉及声学分析技术领域，管道声学周向模态识别方法包括：根据管道中叶轮机械的结构特征，确定管道声场中的截通周向模态，以及截通周向模态中的主模态信息；获取在管道壁面设置的预设数量个声音传感器分别采集的声音信号的声压值；根据与每个声音传感器关联的声压值，求解声压与主模态的关系方程，得到每个主模态的幅值；其中，声音传感器的数量大于或者等于主模态的数量。本公开中提供的管道声学周向模态识别方案，可以降低获取管道声学模态分析结果的难度，并提升获取的管道声学模态分析结果的精准度。

技术研发人员：杜林,李浩博,邱祥海,王卓,王晓宇,孙晓峰
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15