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海洋波导中收发分置全向声散射特性仿真分析
| 论文题名： | 海洋波导中收发分置全向声散射特性仿真分析 |
| 关键词： | 多基地声呐;水下探测;声散射特性;仿真分析 |
| 摘要： | 随着近代水声对抗、潜艇隐身技术的不断发展，水下复杂目标的探测变得越来越困难，使得单基地声呐的探测能力受到了严重的挑战，而多基地声呐不仅兼有单基地主、被动声呐的特点，而且具有隐蔽性好、抗干扰能力强、机动灵活、作用距离远、定位精度高、易于优化设计等优点。因此，收发分置声散射特性成为了目前新的水下探测技术的研究热点。 本文分别研究了在自由场和非自由场中的声散射问题。针对传统自由场声散射问题，本文以水下有限长弹性圆柱为分析对象，通过假定有限长圆柱具有理想的近场散射特性，并且是具有相同半径的无限长圆柱中的一部分，结合Stanton无限长圆柱的数学散射模型，得到了水下有限长弹性圆柱声目标强度的近似理论解，并与有限元方法计算所得结果作对比，证明了验证了有限元方法在计算收发分置声散射时的可行性与准确性。其次，通过对刚性小球的计算验证了引入Gordon积分的改进板块元方法在计算收发分置情况下声散射的可行性与适用性，再进一步提出了考虑遮挡的改进板块元方法，并给出了多个可以提高计算效率的方法。最后，以 Benchmark 内壳模型为目标，通过考虑遮挡的改进板块元方法对其收发分置情况下的散射特性进行计算，得到了 Benchmark 内壳模型在不同频率和不同分置角的情况下的声目标强度。 针对非自由场中的声散射问题，本文给出了有限元耦合简正波方法的计算模型，并以水平双层波导中受点声源激励的刚性小球为例，对该方法进行了仿真验证。其次，以 Benchmark 潜艇外壳模型为计算目标，运用有限元耦合简正波方法计算了其在不同入射方向、不同底部边界条件、不同距离以及不同接收位置情况下的散射声场，并对计算得到的结果进行了分析。 |
| 作者： | 夏远航 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 任春雨;王春旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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