[发明专利]一种快速预估水下圆形角反射体散射声场的方法

权利要求书

1.一种快速预估计水下圆形角反射体散射声场的方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一，测量圆形角反射体的参数和声源参数，圆形角反射体的参数包括圆形角反射体直角边长度，声源参数包括声源位置、声波频率； 

步骤二，在圆形角反射体的弧形边缘上取N个等间距的离散点，用直线连接相邻两离散点，并且两个相邻的离散点分别与圆形角反射体顶点连接，得到N个三角形面，每个三角形面为一个一次划分面元； 

步骤三，声源点（P1）与一个一次划分面元（M1）上的三个顶点的连线为入射声线，一次划分面元的三个顶点对应的三条入射声线组成入射声束（S1），根据入射声束（S1）计算一次反射声束（S2），计算声源（P1）相对于一次划分面元（M1）的一次反射镜像点（P2），并计算一次划分面元（M1）在接受点的第一散射声场； 

步骤四，一次反射声束（S2）中通过一次划分面元上的离散点的两个一次反射声线与圆形角反射体其他面所在平面的交点为一次交点，存在一次交点时，根据一次交点得到二次划分面元（M2）； 

步骤五，由一次反射声束（S2）和二次划分面元（M2）计算二次反射声束（S3），计算一次反射镜像点（P2）相对于二次划分面元（M2）的二次反射镜像点（P3），并计算二次划分面元（M3）在接受点的第二散射声场； 

步骤六，二次反射声束（S3）中通过二次划分面元（M2）上的非圆形角反射体顶点的两点的二次反射声线与圆形角反射体其他面所在平面的交点为二次交点，存在二次交点时，根据二次交点得到三次划分面元（M3）； 

步骤七，计算得到三次划分面元（M3）在接受点的第三散射声场； 

步骤八，将第一散射声场、第二散射声场、第三散射声场叠加求和得到一个一次划分面元的多次散射后的散射声场； 

步骤九，重复以上步骤三～步骤八，得到N个一次划分面元的多次散射后的散射声场，并将N个一次划分面元的多次散射后的散射声场叠加后得到圆形角反射体的总散射声场。 

2.根据权利要求1所述的一种快速预估计水下圆形角反射体散射声场的方法，其特征在于：所述的一次反射声束、二次反射声束、三次反射声束的反射声线矢量为： 

其中是入射声线矢量，是反射声线矢量，是反射声线所在划分面元的法向矢量。 

3.根据权利要求1所述的一种快速预估计水下圆形角反射体散射声场的方法，其特征在于：所述的一次反射镜像点为： 

其中为一次反射镜像点位置坐标矢量，为声源位置坐标矢量，为一次面元中心点坐标矢量，是一次反射声线矢量； 

一次划分面元在接受点的第一散射声场， 

其中，(φ_s)是声散射势函数，为声源坐标矢径，r_m为接收点的坐标矢径，k为波数，为声源坐标矢量的z方向分量，w_m0为接收点坐标矢量的z方向分量，N为面元的边的数目，b_n为面元的第n个顶点的位置矢量，且b_N+1＝b₁，Δb_n＝b_n+1-b_n，为声源的单位坐标矢量，为观察点的单位坐标矢量，t_x和t_y分别是和在x方向和y方向分量之和。