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海洋信道中滑翔机噪声传播特性分析
| 论文题名： | 海洋信道中滑翔机噪声传播特性分析 |
| 关键词： | 水下滑翔机;噪声传播;信道环境;辐射声场;镜像虚源法 |
| 摘要： | 水下滑翔机设备由于其出色的作战性能，已受到国内外日益重视。目前关于水下滑翔机设备的声学研究主要集中在自由场环境中，而为了更好得研究其辐射声场特性，提出一种在信道环境中能高效、精确计算水下滑翔机设备辐射声场的声学算法是十分必要的。 本文在传统等效源方法的基础上，提出了联合振速-声压等效源方法，可以对信道环境中水下任意形状结构体辐射声场进行准确快速预报。该方法为联合法向振速与声压共同匹配虚拟源强度的等效源方法，相比于传统的基于振速匹配的等效源方法，本方法对等效源强度的反演进行了有效约束，声场重构更稳健、精度更高。本方法在求解虚拟源强度时采用镜像虚源法表示声场格林函数，得到源强后通过简正波函数进行远场声场计算。 首先通过对偶极子声源与弹性球壳声源的数值仿真验证了联合振速-声压等效源方法的声场预报准确性，偶极子数值仿真表明，联合振速-声压等效源方法相比传统等效源法具有更高的声场重构精度。弹性球壳数值仿真进一步表明了联合振速-声压等效源法声场重构的高精度和稳健性，之后对格林函数的选取、数据测点个数、声压测量面形状、声压测量面大小等算法参数进行了影响性分析，并通过数值仿真的方法分析了各个参数的最佳值。 之后进行了不同声场预报算法的横向对比，包括联合振速-声压等效源方法、传统等效源方法、FEM-NM方法，在对比中体现出了本文方法的计算准确性优势。在不降低预报精度的条件下，相比传统方法，联合振速-声压等效源法所需数据测点数目可降低一半以上。 通过联合振速-声压等效源方法对水下滑翔机设备在信道中的噪声辐射声场进行了计算分析。研究了滑翔机模型在不同激励频率、不同信道环境下的辐射声场空间分布特征，并分析了在浅海、深海信道环境中滑翔机的辐射声场指向性。分析表明，激励频率较低时，滑翔机声场较为均匀，随着激励频率的增加，两侧机翼方向声场较弱，而机体头部方向声场较强。 |
| 作者： | 李鹏程 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 商德江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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