水下弹性目标振动声辐射问题的等效方法研究

摘要

在研究潜艇在远场的声辐射问题时,是将潜艇视为一个点源模型进行合理替代的,但若从潜艇表面振动分布预报其近、远场的声辐射情况,此时不可能将潜艇视为一个点源模型。波叠加方法为潜艇辐射声场的在线预报提供了一种解决方案。波叠加法的思想是:任意复杂结构的辐射声场可以由置于辐射体内部的一系列简单源产生的声场叠加重构而成。本文首先详细推导了基于自由场的波叠加法原理,通过算例仿真验证了该方法的可行性与准确性;并研究了基于波叠加法计算声场时的数值计算误差;接着论证了运用点源波叠加和偶极子源波叠加方法计算声辐射问题时,在特征频率处出现解的非唯一性这一现象,并利用混合源波叠加法和复矢径波叠加法对该问题进行解决;然后针对传统波叠加法不适用于半自由场情况下的计算声辐射问题这一情况,详细推导了基于半自由场的波叠加原理,并通过算例仿真验证了的算法的可行性与适用性;最后将两端带帽的单层圆柱壳作为潜艇舱段的替代模型,在哈尔滨工程大学消声水池进行试验,验证了半自由场情况下,波叠加算法对模型辐射声场预报的准确性。