FEM-BEM耦合方法分析弹性目标的声散射问题

利用有限元耦合边界元方法,建立了无界流体中内部有填充物的弹性壳体的声散射问题计算的数学模型,其中包括内部填充物与壳体的耦合、壳体与外部流体的耦合.为验证数学模型的正确性,对水中中空及有填充物的弹性球壳的反向散射特性进行了数值计算.结果表明,在低频时,散射声场的数值计算结果与解析解较吻合.进一步使用该方法计算了一端带半球帽的圆柱壳在中空和有填充物时的反向散射特性,得出了填充物可起到变异作用.     

水中弹性球瞬态声散射的时域数值解

选用目标表面势函数为变量,结合弹性边界条件,给出了水中弹性球瞬态声散射的时域积分方程法数值计算公式．研究了时域积分方程法在实际计算中随时间步进解呈发散趋势的问题,并采用时域低通滤波技术,基本克服了实际计算中解发散问题．计算了高斯形脉冲入射下弹性铝球的无量纲反向散射声压,并和由频域的Ｒａｙｌｅｉｇｈ简正级数解与入射波的频谱的乘积作反变换得到的精确解做了比较,两者趋势基本一致     

水下简单形状目标回声的近远场过渡特性

定义了描述目标近场回声特性的物理量－回声强度（Echo Strength,ES)。提出计算ES的近场板块元方法，得出水下简单形状目标：球体、椭圆柱和旋转椭球体回声的近、远场过渡规律。为实验测量目标强度时的距离选择提供理论依据。     

水下复杂形状目标回声的过渡特性

对水下复杂目标进行多个子目标积木式建模，利用近场板块元方法研究目标近场，远场的过渡规律，并运用了目标相互干涉理论，对复杂目标近场回声强度出现的干涉现象进行了物理解释，获得了频率为3kHz和5kHz的平面波正横入射和斜入射水下复杂目标时，回声强度随距离变化的规律，与简单形状目标相比，复杂目标的回声强度随频率和距离的变化更为复杂。