气动噪声问题是现代化工业发展与国防建设的重要问题,不仅带来严重的噪声污染,还可能导致声振耦合、声疲劳等负面作用,影响装备的可靠性与安全性。波束形成方法是一种基于空间滤波的声场可视化技术,是目前最为广泛使用的气动噪声测试与分析手段。基于Lighthill声类比理论,气动噪声源一般被类比为单极子、偶极子与四极子形式,而常规波束形成方法是基于单极子声传播模型假设的,在定位复杂指向性多极子声源时,会造成定位错误与成像结果的误读。针对现有波束形成方法的局限性,本文开展了多极子波束形成理论与方法的研究,发展了适用于未知声源类型与指向性的多极子波束形成方法、相应的声源强度与指向性估计方法、组合多极子波束形成方法以及声源模态识别方法,通过测试信号互谱矩阵变换消除声源指向性对声源定位与辨识的影响,最终实现了多个不同指向性声源的定位与辐射声场重建。数值仿真验证了方法的可行性和准确性,设计并开展了圆柱绕流实验,验证方法在实际工程环境下的适用性与准确性。