开式呼吸蛙人专用氧气瓶声散射特性

解决开式呼吸蛙人所携带的氧气瓶目标强度对目标全体散射的贡献问题,为掌握蛙人的精确特性预报和识别奠定基础.构建非轴对称激励下三维目标的二维有限元轴对称模型,运用声固耦合-频域多物理场接口计算不同方位声波照射目标散射远场的频率特性数值解,解释频率响应共振频率亮条纹产生的原因和估计公式.在线性声学的假设下,将有限元数值解作为系统函数,同带宽线性调频信号为系统输入信号,根据时域卷积定理得到时域回波仿真结果,结合亮点模型和弹性环绕波理论给出距离-角度时域回波的精确预报模型.结果表明：影响氧气瓶回波强度的主要因素为目标的镜反射和角反射,气瓶阀门和球冠等精细结构产生的附加亮点和环绕波对不同方位散射频率响应特性的影响不可忽略.通过收发合置的湖试实验,验证回波机理和散射指向分布共振频率特性预报的正确性.     

FMCW探地雷达目标逆向电磁散射的渐近算法

提出了一种用来计算调频连续波（ＦＭＣＷ）雷达目标逆向电磁散射场的实用渐近计算方法。在以圆柱形导体为埋藏目标模型的基础上，给出了周围介质特性、目标尺寸、埋藏深度、雷达信号频率以及电磁波的入射角度对目标逆向散射场影响的数值计算结果。     

声学超表面在降低水下平板散射强度中的应用

采用间接边界元法对声学超表面平板在水下的散射声场进行仿真计算,分析了超表面平板与刚性平板的散射形态函数及指向性,讨论了结构几何参数对声学超表面平板散射特性的影响.仿真结果表明:以1/20波长为共振腔深度设计的频率附近带宽内,超表面平板的水下反向散射较刚性平板更分散,法线方向上反向散射主瓣的形态函数值较刚性平板降低;随着共振腔单元几何参数无量纲深度H/D和开口尺寸w/D的减小,声学超表面平板的最佳散射无量纲频率也随之降低.     

固体媒质中异质球形散射体的声散射特性

复合材料的物理性能和基材中填充物的复合状态有着密切的关系。应用声散射方法研究复合材料复合状态是材料评价的常用方法之一。在许多情况下，基材中的填充物呈现球状，因此对基材中球形填充物的散射研究是人们十分重视的研究课题。然而以前的研究中，大多数讨论了纵波或横波入射时单一球形固体、流体或真空腔体的散射特性，对同一基材中不同性质材料球形散射体的散射谱特性及影响散射谱的因素较少涉及。而后对复合材料的评价很有意义。首先介绍了固体中异质球形散射体的声散射理论模型，然后数值计算了同一基材中不同材料和散射体对入射平面声纵波的散射谱特性。结果表明，散射体的归一化散射截面谱同基材和散射体的声速在速度状态图上的相对位置有直接的关系；散射截面随频率的变化规律在低频区的特性主要反映了散射横波的性质，而在高频区则反映了散射纵波的特性。     

敷设空腔覆盖层的水下弹性球壳散射特性

研究敷设空腔覆盖层的水下弹性球壳声散射特性对探测和识别水下目标具有重要意义。利用 COMSOL有限元软件对水下弹性球进行仿真,获得目标强度的数值解,通过与理论解对比验证了该方法可用于计算水下球形结构的声散射特性。通过对弹性球壳敷设覆盖层前后的目标强度进行仿真,对比结果指出敷设空腔覆盖层能有效降低球壳的目标强度。进一步讨论覆盖层材料参数和空腔结构变化对弹性球壳声散射特性的影响,结果表明：空腔比、覆盖层厚度和损耗因子值越大,目标强度越小;与圆柱、圆台空腔相比,圆锥空腔的目标强度最低。     

敷设空腔覆盖层的水下弹性球壳散射特性研究

为提高水下结构的隐身性,研究覆盖层物理参数对结构散射特性的影响。利用有限元软件COMSOL对水下弹性球进行仿真,获得目标强度的数值解,仿真数值解与理论解基本一致,最大误差为0.3 dB,验证了该方法可用于计算水下球形结构的声散射特性。通过对弹性球壳敷设覆盖层前后的目标强度进行仿真,表明敷设空腔覆盖层能有效降低球壳的目标强度。进一步讨论覆盖层材料参数和空腔结构变化对弹性球壳声散射特性的影响,结果表明:空腔比、覆盖层厚度和损耗因子越大,目标强度越小;与圆柱、圆台空腔相比,圆锥空腔的目标强度最低。在一定范围内,空腔覆盖层的物理参数越大,结构的目标强度越小,吸声性能越好,隐身性越强。     

水下小目标的回波特性

摘要：
应用板块元方法对水下小目标的回波特性进行了研究,包括回声强度和多波束近程回波亮点声图像仿真等.通过回声强度计算和多波束仿真表明,小目标的目标强度指向性很强,并且可以看出亮点形成结构.湖上实验结果表明,板块元方法可以对水下小目标的回波特性进行预报且预报结果良好. 关键词：
水下小目标; 回声强度; 角度距离谱 中图分类号： O 421
文献标志码： A     

声呐目标散射近场特性研究

本文通过实验测量对水下目标的散射近场特性进行了研究。首先,本文应用赫姆霍茨积分公式计算了简单几何形状目标的散射近场随距离、频率及入射波束照射面积的变化。其次,实验测量了××艇模型不同部位的散射近场强度。最后,本文测量了球壳目标散射近场的空间指向特性,并与远场指向特性进行了比较。     

刚性圆柱声散射特性的边界元法求解

声散射在检测声学和医疗成像诊断中是一个重要的现象,被检测物体外部形状的复杂性以及内部的缺陷或病变等会引起复杂的散射场.首先介绍了经典的无限长刚性圆柱在平面波入射下的声散射理论,引入了边界元法(the boundary element method,BEM),并且构建了模型计算边界元的声散射与理论解作对比.然后采用边界元法计算有限长刚性圆柱以及连线垂直于入射方向的两个刚性圆柱和不同轴长比的椭圆柱的声散射.计算结果表明,当无因次参量ka值比较小时,圆柱的尺寸比值以及双圆柱的情况对散射场分布的影响不大;当ka值比较大且圆柱的长度与半径比L/r值比较大时,无限长圆柱与有限长圆柱的散射场可以近似等效;增加双圆柱之间的距离,散射场的声压幅值和旁瓣的数目都会增加;椭圆柱的散射声场在轴长比a/b=2时声压较小.研究圆柱的散射问题具有丰富的意义,可以为目标物体的识别、缺陷的识别和定位等提供一定的理论依据.     

齿轮结构振动声学特性数值分析

交替运用结构有限元法与声学边界元法,对齿轮结构振动声学特性数值计算问题进行了研究。建立了齿轮结构三维有限元分析模型,通过频响分析计算,获得结构振动响应特性参数。以齿轮结构频响分析计算结果为声学边界条件,建立了齿轮三维边界元声学分析模型,并采用直接边界元法,对齿轮近场声学特性进行了计算,得到齿轮结构在简谐激励下的声辐射声压,为降低噪声提供理论依据。计算结果表明,所建立的振动和声辐射模型及算法是有效的。     

三角阵列超材料的声传播特性

为了使声波产生不同于传统天然声学材料的反常传输特性,采用COMSOL有限元方法模拟了声波在局域共振型声子晶体中的传播特性,给出了二维三组元局域共振型声子晶体的振动机制,并以原胞为基础构建了三角形阵列的声学超材料模型,探究声波与该模型内原胞间的局域共振特性。仿真结果表明,从三角阵列模型底边入射的平面点状及线状激励声源在受到模型的调控后都会重新在顶角处汇聚成焦点;通过入射由三角阵列构成的矩形模型能实现点源的低损耗搬移效果;将两至三个相同的三角阵列组合成平行四边形和梯形模型后会产生平面声波的变向传输。模拟结果显示,此种以原胞为基础的三角形声学超材料阵列模型,在共振频率下会产生反常声学现象,并且随着模型构造的改变,其共振特性也会随之变化,产生不同的反常声学现象。研究结果可为声隐身、声探测及声波低损耗定向传输等研究提供新思路。     

分形簇团粒子光学特性的数值计算

基于分形理论,模拟了具有分形结构的簇团粒子,用离散偶极子近似方法,计算单个簇团粒子光学特性,得到簇团粒子的散射强度随入射光波长变化的角分布,并将所得数值结果与T矩阵和Mie理论的数值结果进行比较,同时给出簇团粒子的线性极化度的角分布,为研究复杂结构目标散射体的光散射特性提供了有效的计算方法.     

量子线中电子有效质量失配对电子-声子散射率的影响

以 Ga As/ Ga Al As量子线为例 ,计算电子的最低子能带内电子 -声学波声子散射率 .结果表明 ,电子有效质量失配对电子 -声学波声子散射率的影响不可忽视 .     

非入射方向有限长弹性柱声散射特性研究

给出了水中有限长弹性目标声散射问题的求解方法，假设有限长柱为具有同样半径无限长柱的一部分，通过一定近似，推导出了双基地条件下有限长弹性柱声散射的波形函数，并与Stanton的柱方法进行比较，验证了该方法的正确性，通过数值仿真实验，给出了声波斜入射时有限长弹性柱目标强度随频率变化的关系曲线，为双基地声呐目标声散特性的研究提供了理论依据。     

风电叶片玻璃钢复合材料声发射衰减与源定位

为实现风电叶片结构健康监测中典型声发射源的特征分析和精确定位,以风电叶片玻璃纤维增强单向复合材料和多层复合材料为研究对象,采用Φ0.5mm铅芯为模拟声发射源,探讨声发射波在复合材料中的传播、衰减特性和定位精度.实验研究结果表明:单向复合材料纵向和横向的声发射传播与衰减特性明显不同,纵向声速大、衰减小;风电叶片现场检测中声发射源的精确定位,应综合考虑复合材料的结构和声学特性.     

基于剪切层扇形分层模型的射流声传播分析

通过计算流体力学建立一种扇形分层剪切层速度模型,并以此为基础用几何声学方法推导整个射流结构的声传播模型.以实际开口式风洞为研究对象,用数值仿真给出射流结构速度分布.建立速度随角度均匀变化的扇形分层剪切层速度模型.用声折射理论推导不同速度层之间的声传播.以声漂移量为指标对射流声传播模型进行声学风洞试验验证,证明本模型对声漂移量的预测精度更高,在高风速、剪切层较厚的情况下,优势尤为明显.     

传统庭院式戏场厢房的响度分析

在考虑了壁面散射和声场耦合等因素的基础上 ,对传统庭院式戏场厢房内部的声场进行了详细的分析 ,分别用几何声学 (声像法 )和统计声学的方法模拟镜像和散射声 ,建立了厢房声场预测模型 ,所预测的客观参量强度因子G50 值与实测值能够较好地吻合 .通过理论模型 ,分析了直达声和来自舞台、厢房以及堂屋内的镜像声、散射声对厢房观众席G50 的贡献 ,并讨论了影响其响度的建筑设计因素 .     

含弱界面的复合材料层合板对水平剪切波的散射

对含有弱界面的复合材料层合板,采用弱连接界面的剪切弹簧模型,借助波函数法研究了水平剪切波入射时层合板对波的散射,得到了解析结果.数值计算结果表明,弱界面处在不同位置时,对以一定角度入射到复合材料层合板的水平剪切波,其反射和透射系数有明显变化;当层合板中弱界面的力学性能参数强弱不同时,以入射角为变量所得到的透射系数和反射系数曲线呈现出明显差异.证明了根据含弱界面复合材料层合板所得到的水平剪切波的散射规律,不仅能够确定反映弱界面力学性质的参数R的大小,而且还能够判明弱界面所在的位置,这将为复合材料层合板中弱界面的超声无损检测提供依据.     

二维高斯随机粗糙面与其上方三维双立方体复合散射的混合算法

基于数值方法(MOM)与基尔霍夫近似(KA)相结合的混合算法计算了二维随机粗糙面与其上方三维双立方体的复合散射特性。首先建立了随机粗糙面与其上方三维双目标的复合模型,将目标划分为MOM区域,粗糙面划分为KA区域,并采用Monte-carlo方法模拟真实粗糙地面。在复合散射场的求解中,首先求出在仅有初始入射场时多目标表面的感应电流;其次,将目标表面感应电流产生的散射场与外部入射场作为KA区域的入射场,求出KA区域表面的感应电流;最后将KA区域的感应电流产生的散射场与外部入射场作为MOM区域的入射场,利用导体目标表面的狄利克莱边界条件求出目标表面电流以及电流系数,并进一步求解出散射场。通过减小了粗糙面各面元的相互耦合及体-面的高阶耦合作用,极大提升了计算速率。在大小尺寸为L_x×L_y=100λ×100λ的粗糙面与棱边长度为l=2λ的立方体目标复合计算中,使用MoM算法产生了747 886个未知量,计算时间为8 821.5s;而使用MOM-KA混合算法产生未知量为26 868个,计算时间为423.8s,仿真结果同时验证了MOM-KA混合算法的准确性。最后,详细讨论了均方根高度、目标间距、高度及立方体尺寸及对复合散射系数的影响。     

带浮筏装置的船舶结构水下声辐射计算及分析

针对带浮筏隔振装置的机舱段,从声辐射的指向性、声辐射功率以及场点辐射声压、声强的角度出发,采用有限元和边界元相结合的方法,计算分析了船舶结构在水中航行时,由船舶辅机的振动引起的船舶壳体的辐射噪声特性,并考虑流体与船舶结构的流固耦合问题,计算结果表明,船舶结构的振动辐射噪声有着很强的指向性,频率越高,指向性越强,辐射声压随着传播距离的增加而迅速下降,下降的梯度与激振频率、场点的远近有关.