曲面障板近場(chǎng)聲散射對(duì)矢量水聽器測(cè)向影響.pdf

1、隨著矢量水聽器技術(shù)的逐漸發(fā)展，矢量水聽器已被廣泛應(yīng)用于水聲各領(lǐng)域。矢量水聽器具有良好的低頻指向性、較強(qiáng)的抑制各向同性噪聲能力等諸多優(yōu)點(diǎn)，為解決水聲問題提供了新的思路和方法。矢量水聽器技術(shù)作為一種新興技術(shù)，其信號(hào)處理方法和工程應(yīng)用的理論物理基礎(chǔ)還有待深入研究。 本文首先利用物理聲學(xué)和近場(chǎng)板塊元方法推導(dǎo)并建立了剛性曲面障板聲散射速度勢(shì)計(jì)算的方法；討論了由于平面多邊形的空間Fourier變換公式不嚴(yán)格所導(dǎo)致的近場(chǎng)板塊元方法計(jì)算結(jié)果不收

2、斂的問題，推導(dǎo)出了改進(jìn)變換公式，建立了改進(jìn)近場(chǎng)板塊元計(jì)算方法；并在改進(jìn)近場(chǎng)板塊元速度勢(shì)算法的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了曲面障板近場(chǎng)散射聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速的計(jì)算公式，利用剛性球的Rayleigh簡(jiǎn)正級(jí)數(shù)解驗(yàn)證了該方法的正確性；以剛性兩端帶半球帽圓柱體障板為模型，計(jì)算分析了入射聲波信號(hào)頻率和入射角度以及矢量水聽器安裝位置變化時(shí)，水下剛性曲面障板近場(chǎng)散射聲場(chǎng)及其對(duì)矢量水聽器測(cè)向的影響。其次，利用有限元+邊界元(FEM+BEM)的數(shù)值計(jì)算方法分析了彈性曲面障板近

3、場(chǎng)聲散射特性及其對(duì)矢量水聽器測(cè)向影響。利用ANSYS軟件對(duì)障板進(jìn)行建模，并提取其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)入到SYSNOISE軟件中，并對(duì)障板近場(chǎng)散射聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速進(jìn)行了計(jì)算；另外，還推導(dǎo)了平面聲波在彈性球殼上近場(chǎng)聲散射和聲透射的矢量聲場(chǎng)數(shù)學(xué)表達(dá)式，并利用其對(duì)FEM+BEM方法進(jìn)行了驗(yàn)證；通過數(shù)值計(jì)算，分析了彈性球殼障板和復(fù)雜圓柱殼障板近場(chǎng)聲散射對(duì)矢量水聽器聲波接收響應(yīng)的頻率特性、接收指向性以及對(duì)目標(biāo)測(cè)向性能的影響，為矢量水聽器的在水下平臺(tái)上的安裝和