[发明专利]基于耦合FEM-PE的海洋信道下弹性结构声辐射预报方法

摘要

本发明提供的是一种基于耦合FEM‑PE的海洋信道下弹性结构声辐射预报方法。首先建立海洋信道环境下结构声辐射多物理场耦合理论模型，利用有限元法FEM获取深度方向一维截线上辐射声场，采用分段三次艾尔米特插值法进行FEM声场信息与抛物线方程法PE格点在空间上的完美匹配即FEM‑PE耦合条件后，把该辐射声场信息作为PE有限差分法计算的初始条件，然后设置PE法相关参数后进行海洋信道下弹性结构在任意场点的声场快速预报。本发明对弹性结构和海洋信道适应能力强，且计算结果准确效率高，使用简单易于推广。有效地解决目前在研究海洋信道下弹性结构声辐射预报时所遇到的计算量大、物理场多和信道环境复杂等诸多瓶颈性问题。

主权项

一种基于耦合FEM‑PE的海洋信道下弹性结构声辐射预报方法，其特征是：步骤一，建立海洋信道下弹性结构声辐射局域多物理场数值模型，采用有限元数值法分别对流固耦合、声边界耦合和无穷远处Smerfield辐射条件进行声学定义，计算局部海洋信道流体域下的声场信息；步骤二，进行三维信道空间下二维声场处理，通过远场场点与结构中心在竖直方向形成二维截面，并在距离结构中心一定距离处的深度方向上选取一维截线，提取该截线上的复声压信息作为声场外推抛物线方程法的初始场信息；步骤三，对有限元计算提取的声场信息进行与声场外推抛物线方程法初始场的匹配，使有限元计算结果完整地匹配到抛物线方程法空间初始场的每个格点；步骤四，设置与有限元相同的信道环境参数和场点位置，对信道下任意场点声压进行声场外推抛物线方程法的快速计算，得到海洋信道下结构声辐射特性，用于进行信道下弹性结构辐射声场快速预报。