摘 要

随着输电线路电压等级的提高和民众环保意识的增强，输电线路的噪声问题越来越受到人们的关注。而阵列高空声源信号反演算法能帮助人们更好的了解高压输电线路可听噪声传播特性，因此进行“阵列高空声源反演算法的仿真研究”研究具有一定的理论意义和实际工程应用价值。

本文通过了解高压输电线路可听噪声对生活造成的影响，总结国内外对高压输电线路可听噪声问题的研究，为了更准确的研究高压输电线路噪声特性，建立一个高压输电线路可听噪声的声场模型，利用LMS Virtual.Lab进行声场仿真，基于阵列高空声源反演算法，使用MATLAB依靠仿真声场中的声压数据来反演高空输电线路的声功率。这一方法利用了阵列声源信息处理的基本思路，使问题的研究更加方便快捷。比较MATLAB求解得到的反演值与仿真声场中的模拟值，得出反演值与模拟值误差不超过1%，最后验证了高空声源反演算法的准确性。

关键词： LMS Virtual.Lab；MATLAB;高空输电线路可听噪声；高空声源反演算法；

Abstract

With the improvement of transmission line voltage level and people's awareness of environmental protection, the problem of transmission line noise has attracted more and more attention. The algorithm of array high-altitude acoustic source signal inversion can help people better understand the propagation characteristics of audible noise of high-voltage transmission lines, so the research of "Simulation Research of array high-altitude acoustic source inversion algorithm" has certain theoretical significance and practical engineering application value.

In order to study the characteristics of the line noise more accurately, a sound field model of the line noise is established by using LMS Virtual.Lab Based on the inversion algorithm of array high-altitude sound source, Matlab is used to retrieve the sound power of high-altitude transmission line by the sound pressure data in the simulation sound field. This method makes use of the basic idea of array sound source information processing, which makes the research of the problem more convenient and quick. Comparing the inversion value obtained by MATLAB with the simulation value in the simulation sound field, the error between the inversion value and the simulation value is less than 1%, which verifies the accuracy of the inversion algorithm of high-altitude sound source.

Key words: LMS Virtual.Lab; MATLAB; High altitude transmission line audible noise; High altitude sound source inversion algorithm

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外研究现状 2

1.3论文研究目的及意义 2

1.4本章小结 3

第二章 理论基础及软件介绍 4

2.1声学理论基础 4

2.1.1声压 4

2.1.2声压级 4

2.1.3声强 4

2.1.4声强级 5

2.1.5声功率 5

2.1.6声功率级 5

2.1.7连续性方程 5

2.1.8状态方程 6

2.1.9运动方程 7

2.2应用软件介绍 7

2.2.1 LMS virtual.lab Acoustics简介 7

2.2.2 MATLAB简介 8

2.3 本章小结 8

第三章 高压输电线路噪声传播的计算模型 9

3.1地面以上点声源的声压分布 9

3.1.1自由空间中点声源的声压分布 9

3.1.2地面上点声源的声压分布 9

3．2传输线可听噪声传播模型 12

3.2.1以一定频率分配声压 12

3.2.2宽带宽下的频率加权特性 13

3.2.3确定听觉噪声源 14

3.3 高压输电线路可听噪声传播特性 14

3.3.1大气衰减和地面反射对可听噪声分布的影响 14

3.3.2不同接地阻抗对传播特性的影响 15

3.3.3不同频率下的衰减特性 16

3.4本章小结 17

第四章 基于声线法的高压输电线噪声声场仿真计算 18

4.1声线法简介 18

4.2输电线有限元模型的建立及定义 18

4.3单元组以及吸声材料的定义 19

4.4定义流体材料和属性 19

4.5声源的建立 20

4.6 仿真计算及结果 20

4.7本章小结 21

第五章 高空声源的反演算法 22

5.1频谱分析原理 22

5.2高空声源反演算法简介 22

5.3高空声源反演算法仿真计算值 24

5.4本章小结 24

第六章 结论及展望 25

6.1 结论 25

6.2 展望 25

参考文献 26

致 谢 28

第一章 绪论

1.1研究背景

随着人们生活水平的不断提高，输电线路电压的等级也随之提高，从而民众环保意识也不断增强，而人们也越来越关注输电线路的噪声问题。而阵列高空声源信号反演算法能帮助人们更好的了解高压输电线路可听噪声传播特性^[1-3]。

人们逐渐对由传输线电晕放电引起的电磁环境问题关注了起来，由于可以直接感觉到传输线电晕放电产生的声音噪声,因此居住在传输线走廊附近的人们对电晕产生的影响产生强烈的不利反应。减少传输线的可听噪声已成为影响高压输电线路设计的决定性因素之一，目的是为了建立合适的预测方法，以协助传输线的设计人员减少传输线传播的可听噪声。