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申请/专利权人:中国人民解放军92578部队
摘要:本发明公开了一种敷设消声瓦目标的收发合置目标强度的快速算法,建立消声瓦模型,对声波在不同入射角度和工作频率下的散射情况进行仿真;并求消声瓦的反射系数矩阵;建立三维水下航行体模型,对模型表面进行三角形面网格剖分并导出网格单元信息;根据三角形面网格信息通过板块元算法求得其散射声压,继而求未敷设消声瓦时水下航行体模型的目标强度;对反射系数矩阵进行角度插值,再将插值后的反射系数矩阵和三角形面网格信息代入到板块元算法中,求得敷设消声瓦后水下航行体模型的散射声压,得到敷设消声瓦后水下航行体模型的目标强度。本发明具有较小的计算误差,能够对敷设消声瓦目标的收发合置目标强度进行精准、快速的计算。
主权项:1.一种敷设消声瓦目标的收发合置目标强度的快速计算方法,其特征在于,包括步骤:S1:建立消声瓦模型,根据敷设消声瓦的水下航行体壳体类型,选择消声瓦不同的结构厚度和背衬材料;对声波在不同入射角度和工作频率下进入消声瓦后发生的散射情况进行仿真;S2:计算散射声压和入射声压的比值,求得消声瓦不同角度和频率入射情况下的反射系数矩阵;S3:利用三维建模软件COMSOL有限元建立三维水下航行体模型;S4:将建好的三维水下航行体模型,对其表面进行三角形面网格剖分并导出网格单元信息;S5:根据步骤S4导出的三角形面网格信息,通过板块元算法求得其散射声压,继而求得未敷设消声瓦时水下航行体模型的目标强度;S6:对步骤S2求得的反射系数矩阵进行角度插值,再将插值后得到的反射系数矩阵和三角形面网格信息代入到板块元算法中,求得敷设消声瓦后水下航行体模型的散射声压,进而得到敷设消声瓦后水下航行体模型的目标强度;步骤S6中,插值后的反射系数矩阵计算过程为,将步骤S2计算得到的反射系数导入到板块元算法中,此时的反射矩阵为频率和角度的矩阵,对其对角度进行插值: 式中,n1、n2和n3分别为板块的单位法向量、发射换能器与板块中心的连线的单位矢量和接收水听器与板块中心的连线的单位矢量,此处的求和为对同一行的每列元素进行求和;取变量flag为s1和s2二者数据中正数的交集:angle=arccoss1flag此时的angle即为插值所用的角度,经插值之后即可获得角度步长更小的反射系数矩阵M′;步骤S6中,将求得的插值后的反射系数矩阵乘以散射声压,可得到在敷设消声瓦后水下航行体模型的散射声压:Ps′=Ps×M′式中,M′为插值后的反射系数矩阵;此时敷设消声瓦后模型的目标强度即为: 式中,RL为接收水听器与模型的距离。
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