日常生活中常常会遇到声源位于矩形管道这样的非自由场中,例如空调外机中的换热风扇、电脑主机中的散射风扇等,这些声源所产生的噪声不仅会影响人们的生活环境,而且会降低机器的使用寿命,因此通过低噪声设计降低矩形管道内声源所产生的噪声具有实际工程意义,而声源识别可为机械产品的低噪声设计提供重要的理论指导。目前存在的声源识别技术主要有波束形成以及近场声全息,因此本课题基于这两种技术开展矩形管道内的噪声源识别研究,具体研究内容如下:首先针对现有波束形成技术主要用于圆形管道内声源识别,提出基于波束形成的矩形管道内声源识别方法。首先分析了无限长矩形管道内声波传播规律,得到包含壁面反射的格林函数;随后以包含壁面反射的格林函数作为波束形成的导向矢量,开展了矩形管道中常规波束形成算法以及反卷积成像算法研究;最后通过数值仿真和实验分析验证了所提波束形成识别矩形管道内声源的有效性。其次针对矩形管道内波束形成技术只能识别出中高频声源并且无法预测声场的不足,提出了基于模态叠加法的矩形管道内声源识别方法。首先介绍了矩形管道内模态叠加法的基本原理与特点,该方法通过远场传声器阵列测量的声压先反求出传播模态幅值,然后从近场阵列测得的声压中减去传播模态的贡献声压,获得倏逝模态的贡献声压,进一步反求出倏逝模态幅值;接着利用求解的模态幅值预测声场或计算声源面附近的声压来识别声源;为了获得最佳的预测和识别效果,讨论了模态阶数的截取对预测和识别结果的影响;最后通过数值仿真与实验分析验证了模态叠加法的有效性及其优势。最后针对矩形管道内模态叠加法识别精度低、无法获得具体的噪声源特性的缺点,提出了基于等效源法的矩形管道内声源识别方法。首先介绍了等效源法的基本原理,然后构建各测点声压与等效源强之间的传递矩阵,根据传声器阵列测量的声压反求出等效源强,然后利用求解的等效源强进行声源识别和声场预测;最后通过数值仿真与实验分析进一步验证了所提方法的有效性及其优势。