[发明专利]一种水面浮冰覆盖的冰水混合界面仿真方法

摘要

本发明提供一种水面浮冰覆盖的冰水混合界面仿真方法，属于水下目标声散射领域，主要是数值计算冰水混合界面散射声场时，模拟建立不同覆盖率情况的冰水混合界面几何模型。本发明包括：在平面上生成均匀分布的随机点，利用delaunay三角面元划分方法，将平面上的点组成一系列三角形，再将三角形随机变形为一系列独立分布的小三角形，最后将每个小三角形变形为一系列独立分布的不规则多边形，每个多边形为一个浮冰，进而仿真得到水面浮冰覆盖的冰水混合界面。本发明将浮冰形状考虑为随机多边形，仿真的冰水混合界面更符合实际情况。

主权项

1.一种水面浮冰覆盖的冰水混合界面仿真方法，其特征在于：步骤如下：步骤1、输入仿真界面的大小为L×L；浮冰覆盖率n，0＜n＜1；浮冰平均尺度参数l；步骤2、生成两列数量相同的随机数，随机数取值范围在[‑L/2，L/2]范围内且均匀分布在[‑L/2，L/2]范围内，随机数数量M由M'＝(L/l)确定，取M'的整数位为随机数数量M；由两列随机数分别对应x和y坐标，即在平面上随机生成一系列点，这些点在平面L×L上均匀分布；步骤3、利用delaunay三角面元划分方法，将步骤2得到的点组成一系列三角形；步骤4、取步骤3中得到的三角形中的一个，并求得此三角形的中心点，连接三角形的三个顶点与中心点得到三条线段，令线段长度为l_n，以中心点为起点，分别取三条线段上距中心点距离为处的点，l_e是范围内均匀分布的随机数；分别得到三条线段上的三个点，连接这三个点组成一个面积较小的三角形；步骤5、对步骤3得到的所有三角形都执行步骤4，得到平面上一系列独立分布的小三角形；步骤6、取步骤5得到的小三角形中的一个，在每条边上取0～N范围内随机个点，N大于等于1，在以随机点Pn为交点的与Pn所在边垂直的直线上取一点Pn'，Pn'与Pn的距离为一随机长度dn；连接每条边上生成的点Pn'得到一个不规则多边形；步骤7、对步骤5得到的所有小三角形都执行步骤6的计算，得到平面上多个相互独立的随机多边形，每个多边形为一个漂浮的浮冰，多边形之间的空隙为水，即得到水面浮冰覆盖的冰水混合界面。