基于小波分析的螺旋桨空泡噪声分析.pdf

Computer fio凇计算机工程与霞甩 2小波分析方法最初的时频分析工具是短时傅里叶变换: sz:F丁(f,门=I川堙’(f—f)e12妒dr 其中gO)是窗函数。短时傅里叶变换的基本思想就是在信号加一个短时窗酏)后,再作傅里叶变换,通过窗在时间轴上的移动从而使信号逐段分析,得到信号的时变特性。短时傅里叶变换虽然可以描述某一局部时间段上的频率信息,但是其时、频域的分辨率&、Ⅳ都是固定不变的。而舰船辐射噪声由低频线谱和宽带的连续谱组成,因此,既需要长时间窗分析得到低频信息,又需要短时间窗分析得到高频信息。利用短时傅里叶变换难以找到合适的时间窗以适应不同的分辨率。小波分析相比短时傅里叶变换最大的不同在于小波变换的多分辨性。将其应用于舰船辐射噪声的分析可以克服短时傅里叶变换在低频分辨率过低和高频时间分辨率过低的缺点。胛0,6)=÷I地)认掣)df 其中参数口和6分别是小波变换的尺度因子和平移心誉彀毖因子嗍。函数***)是小波变化的母函数,也叫小波基函数。本文采用Daubechies正交小波基函数进行小波变化。 3 非空泡噪声和空泡噪声的小波分析结果图1和图2给出了在螺旋桨模型的非空泡和空泡噪声原始信号。图1和图2的螺旋桨模型非空泡和空泡噪声的时域信号图中,只能看到幅值上的变化,而无法清晰地看到螺旋桨空泡噪声的时域脉冲特性。这是由于螺旋桨空泡噪声的脉冲特征被低频信号所掩盖。图3和图4是螺旋桨模型非空泡噪声和空泡噪声采用小波分解方法得到的多尺度下的分解信号。左边是全局信号,右边是局部细节信号。从空泡噪声的局部细节信号上可以清楚地看到空泡噪声的脉冲特征。 4不同工况的螺旋桨模璎空泡噪声为了比较螺旋桨空泡噪声随航速和转速的变化规律,在中国船舶科学研究中心进行了某集装箱船缸鐾簸隧图3 非空泡噪声在多尺度下的分解信号图4空泡噪声在多尺度下的分解信号 C0”妒甜陀r魄阔簖蚕封妻霎|萋。薹霎垂萋;霎冀蒌|霎蓁篓§磊篓。覆;阿弧藩娶话霉堑辇囊羹些彰塞耋薹霎薹曩耄蓁羹蓁囊羹酊薹纛霎冀霎莽斟蓁雾囊|篓耄鐾鲢蘧霪薹∞萎薹: 羹冀垦昌重鍪羹霎;鎏萋誊萋|羹萋鬻i霎冀搿伤匿蚕孽主墓。冀錾霎雾藿羹鐾产委;霎耄羹蓁鋈菱霎掣萋均雾霉=薹甜嚣测试候选性状。 ~ 之间,呈现出多阶分布的特点(图2)。遗传力在(, ]区间和(,]区间上分别近似均匀分布,约 10%,极个别性状的值等于零。高遗传力的果穗性状包括长宽比、紧凑度、圆形度、球体度、椭圆度、球面度、第l和第2不变矩、均匀度和粒顶主要颜色的红色分量均值等,分别归入形状、纹理和颜色属性。图2玉米果穗图像诸特征的广义遗传力之直方图 Fig Thehistogram ofgeneralized heritability for oar image fea tures corll 品种识别率与广义遗传力的关系品种识别率和广义遗传力之间有高度正相关关系(尸.<),稳健回归分析表明,遗传力每增加一个百分点,,前者对后者的回归有较高预测精度,只有一个离群点(图3)。这不仅说明二者作为玉米果穗性状的品种鉴别力指标,作用相当,而且,其更大的应用价值在于揭示出玉米果穗性状的遗传学研究成果可以直接