二维海洋波导中Helmholtz方程外问题数值解的有限元方法

研究了二维海洋波导中声波与散射体相互作用的问题.基于伽辽金变分原理和DtN映射方法,发展了这类声散射问题的一种有限元数值求解方法,提出了有效的数值实现手段.考察了海洋波导中声波与散射体相互作用的回声结构特性,包括海洋界面的多重反射效应对回声结构特性的影响.数值计算结果表明,所建立的有限元理论方法是有效和实用的,而且数值实现速度较快.     

声波在非均匀介质波导中的传播

声波在非均匀介质波导中传播时传播特性将发生改变.渐变的温度分布或介质密度分布都将导致介质的非均匀,影响声波的传播速度和传播常数.求解理想条件下声波在非均匀介质中传播的赫姆霍兹方程,最终得到声压在波导中的分布.由于密度分布的复杂度直接影响赫姆霍兹方程的求解,仅研究波导内介质密度在声波传播方向上连续变化的情况.方程的解析解...     

浅海波导赫姆霍茨方程外问题多尺度有限元法

研究了二维多尺度海洋波导中声波与散射体相互作用的问题.将海洋波导中散射体的声散射问题分解为两个外问题和一个内问题进行求解,外问题和内问题的解通过在人工边界上的DtN映射耦合,建立了相应的DtN映射.通过DtN映射,把赫姆霍茨方程在无限长带状区域中的定解问题,转化为在一个有限区域中的定解问题.基于伽辽金变分和DtN映射方法,发展了数值求解这类声散射问题的一种多尺度有限元求解方法,提出了有效的数值实现手段.数值计算结果表明了所建立的有限元理论方法是有效和实用的,而且它的数值实现是很快速的.     

海洋波导中三维目标的快速声学成像

研究了用声点源入射波所获得的近场散射数据来成像海洋波导环境中三维未知目标的反问题．发展了一种指示器样本快速成像方法,即不需要预先知道未知目标的声学特性就能非常快速成像．数值试验表明：该方法对成像海洋波导中三维目标是有效的,即使在有限孔径的测量方式和具有噪声散射场测量数据的情况,也能够得到未知目标的一个理想成像,而且还表明了海洋波导边界的多重反射效应对成像效果具有一定的正面影响．     

用矩量法求解浅海声波散射问题

讨论了浅海中波导的声波散射问题．利用单层位势理论将声波散射的外边值问题化为一个第一类边界积分方程,利用矩量法对积分方程求解,给出了二维空间的数值结果．结果表明其精度比Tikhonov正则化方法稍差些,但计算方法简单,计算机的实现快速．     

一种获取船舶主要噪声源参数的方法

为了确定船舶主要辐射噪声源的声源参数,在分析辐射噪声特性及其传播规律的基础上,建立一个浅海波导条件下船舶主要辐射噪声源的数学模型.在不同信噪比条件下,利用快速场积分的方法计算船舶宽带辐射噪声的近场声压,并以全局概率优化搜索方法遗传算法作为反演工具,求解由近场声压数据构成的非线性方程组,从而得到辐射噪声源的参数.仿真结果表明,在浅海波导条件下,在信噪比高于15 dB时,该数学模型可有效反演出船舶主要辐射噪声源的声源参数.     

平面波入射下带电椭球体的内外场强分布

颗粒内部场强决定了粒子散射场强度及其对入射电磁波的吸收作用.借助椭球面的等效球面微元半径及带电球体粒子的Mie散射理论讨论了平面波入射下局部带电椭球体内外场强分布,并与不带电椭球粒子的结果进行了比较.数值结果表明:颗粒表面电荷显著改变了颗粒内外电磁场的分布规律及其强度,从而影响粒子的电磁散射性质.     

浅海硬障碍物声波的反散射问题

研究三维浅海硬障碍物声波的反散射问题 ,其中假设浅海海面是自由释放边界 ,海底是绝对硬的 ,障碍物边界也是绝对硬的 .这一反散射问题归结为外Neumann边界值问题 ,进而转化为一个边界积分方程 .通过对反散射唯一性问题的研究 ,给出了唯一性定理的证明 .     

基于回转椭球模型分析烟颗粒非球形性对光散射模式影响

针对火灾烟颗粒的链状结构特征,采用回转椭球模型,通过“T矩阵法”,分析其非球形性对光散射模式的影响.分别在固定取向与随机取向条件下,分析了“扁长”形回转椭球、球体及“扁圆”形回转椭球的散射光强分布.结果表明,在固定取向情况下,半轴比值a/b=1.0的球体对应的散射光强度分布的等高线均为直线;然而,对于半轴比值a/b＜1.0的“扁长”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凸线,半轴比值a/b＞1.0的“扁圆”形椭球体对应的散射光强度分布的等高线为凹线.在随机取向条件下,球体（a/b=1.0）对应的取向平均散射光强度分布曲线的震荡最为剧烈,而a/b=0.5,2.0,4.0对应的三条曲线表明,非球形性越强的颗粒对应的散射光强分布曲线越平滑.     

水下复合材料舵的声散射特性仿真研究

为了研究复合材料对舵结构的声散射特性的影响,采用结合自动匹配层技术的声学有限元法,利用LMS Virtual Lab声学计算软件,以钢质舵模型为原始参照,对水下复合材料舵结构的声散射特性进行求解及对比分析。计算内容为2种舵结构模型的正横目标强度、不同角度入射时的近场散射声压以及水平面内周向的声散射目标强度指向性。结果表明,在中高频段内复合材料对目标强度的降低作用十分明显,并且其指向性目标强度数值也在大部分角度上低于钢质舵;另外,复合材料舵容易使声波透过并在入射前向形成强散射区,而钢质舵则更多的是背向的散射回波。     

三维海洋波导中HelmHoltz方程外问题的数值解

研究了三维海洋波导中障碍物的声散射问题.基于Galerkin变分原理和DtN映射方法,发展了数值求解这类声散射问题的一种自然边界元与有限元耦合的求解方法,并提出了有效的数值实现方法.该方法避开了常规有限元中需要采用吸收边界的缺点,对多种形状障碍物的数值计算结果表明了所建立的理论方法是有效的.     

波导与开口腔体瞬态特性研究

从理论上分析了矩形波导中传播模式的瞬变过程，给出了在冲激脉冲、阶跃脉冲和高斯脉冲波形激励下，波导中电磁波瞬态响应的解析公式，并采用时频分析方法对波导中传播信号、开口腔体的散射信号的瞬态特性进行了分析．分析结果发现，当电磁脉冲信号投射到开口腔体上时，其散射信号中含有与其腔体形状、尺寸特征有关的谐振模式，不同的腔体目标，其散射信号后期信号中的谐振频率不同，通过提取散射信号中的谐振特征，可对带腔体目标进行目标识别．     

浅海硬障碍物边界的重建算法

研究三维浅海硬障碍物声波的反散射问题,其中假设浅海海面是自由释放边界,海底是绝对硬的,障碍物边界也是绝对硬的。此问题可转化为边界积分方程。给出反散射问题的重建算法。     

求解物形探测问题的一个数值方法

物形探测问题属于一类逆问题，它要求在已知声（或电磁）波散射的远场分布信息的条件下，再现物体形状，文中提出了求解此类问题一个有效和实用的数值方法，并从理论上证明了该方法对任意正波数均是适用的。     

消除近地表地震散射噪音的方法

假设近地表垂直点力产生的地震波场由入射波场和散射波场组成。散射波场由深层散射和浅层散射两个部分组成 ,若只考虑消除近地表区域的面波散射对地震资料的影响 ,则通过地震散射模型来估算近地表散射波分布。由波动理论建立近地表传播和散射模型 ,并在平行地表的一个网格面的各个节点上设置波阻抗差函数来近似地表的非均匀性。散射波场是入射波场与波阻抗差函数的函数。在这样的模式下 ,由炮集记录提取入射波场 ,进而通过最小二乘法 ,求解波阻抗差函数 ,最终得到散射波场的估计。从炮集记录中减去散射波场 ,实现地震散射噪音的衰减     

浅海声波散射边值问题的小波数值解

浅海声波散射边值问题的小波数值解张伯坚广东农工商管理学院基础部,５１０５０７,广州关键词散射,Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程,周期小波分类号（中图）Ｏ１７５．２,Ｏ２４１．８２;（１９９１ＭＲ）３４Ｂ１２,４１Ｃ１５本文把浅海声波散射边值问题归结为边界积分方...     

浅水船舶兴波阻力特性的理论分析

运用经典的线性兴波理论对浅水船舶兴波阻力特性进行了研究.针对浅水柯钦函数与深水柯钦函数之间存在的不相容性,通过引入深度影响因子来描述水深对浅水波阻的影响,重新定义了浅水柯钦函数,得到浅水线性波阻的一个新的表达式.借助量级分析和近似处理,导出了简化浅水柯钦函数和相应的浅水线性波阻公式.在上述工作的基础上,对浅水波阻特性进行了分析和讨论,合理地解释了若干实际现象.     

矩形波导中TE10波的特性分析

TE10波是矩形波导的主模.本文从电磁波的波动方程和麦克斯韦方程出发,导出TE10波的场量结构、矩形波导壁面上电荷电流的分布及TE10波的传播参数,并对其特性进行深入分析,最后归纳出TE10波在矩形波导中传输时的一些显著特点及在实际中的应用.