基于COMSOL的主动式声诱饵仿真系统

摘要

边收边发模式是现代化主动式声诱饵智能化的重要标志之一,针对该模式下发射/接收声场传递函数畸变以及发射串漏的问题,文中建立了一套基于COMSOL平台的主动式声诱饵阵元域信号仿真系统,阐述了系统的架构、模块化的设计思想,设计了六大功能模块:模型构建模块、声学有限元模块、海洋环境模块、接收机模块、发射机模块和信号处理模块;介绍了基于有限元方法与和板块元方法的目标/被模拟目标的散射声场传递函数仿真算法;提供了频谱分析、时频分析、包络提取等信号处理功能;通过建立器材声振耦合状态下发射端-接收端声场串漏反馈数学模型,模拟边收边发工作模式下声诱饵接收机输入电压与发射机输出电压之间传递函数。系统通过COMSOL Server部署在集群计算机上,相比现有边收边发技术的研究,考虑了器材自身声振耦合作用的影响,仿真了以阵元时域信号为呈现结果的完整诱饵工作过程,将具体的代码实现后台化,交互界面简单易操作,模块间通过共享文件通信,具有通用性和可扩展性。经多次运行,系统性能稳定,计算速度快。通过对比经典球型电子舱模型仿真结果与理论解,验证了系统精度。文中所述系统可为边收边发工作模式下主动式声诱饵的设计与部署提供参考。