声矢量场计算方法

随着声矢量传感器和矢量信号处理技术的快速发展,声矢量场的建模和准确快速预报也逐渐成为学者们研究的热点.利用反转算子算法,研究了基于弹性抛物方程方法的声矢量场建模和预报方法,计算并分析了具有弹性海底的浅海波导中质点位移场的分布情况,并与基于尤拉公式的数值差分求解声矢量场的方法做了对比,结果显示该方法具有准确性和稳健性,适合声矢量场的快速预报.     

楔形海域声矢量场分析

海洋环境中的声传播是水声学研究领域的一个经典问题.在传统的研究中,关心的主要是声压场.随着矢量水听器的出现,不仅是声压场,介质质点振速场也受到极大关注.应用虚源法分析了ASA基准楔形模型中谐和点源的三维质点振速场.基于Deane和Buckingham给出的声场声压表达式,文中推导了三维质点振速的积分公式,并应用数值积分的方法计算了声场声压与质点振速,分析了它们的传播损失和相位差以及不同方向声强的衰减过程.结果表明,即使在远距离上,声压与质点振速的相位差并不为零.     

化抛物型方程为边界积分方程的一个方法

给出一个化二阶线性抛物方程为边界积分方程的方法①．     

基于DEM的三维抛物方程边界场改进算法

为了简化电磁波在远距离不规则地形表面传播计算中的边界处理过程,提出了三维波阵面旋转的解决方法。根据相控阵天线方向图确定初始电磁场,利用地形坡度数据和三维矢量抛物方程阻抗边界条件确定了波阵面旋转因子。仿真结果表明:该方法适合复杂地形变化的计算需求,与傅里叶插值方法相比提高了运算效率。     

由矢量水听器阵反演海底地声参数

矢量水听器能同时测量声压和质点振速信号,为了对这些信息在海底地声参数反演中加以充分利用,根据声传播理论研究了不同号简正波对声矢量场的影响,并在此基础上提出了一种将声压和质点振速相联合的地声反演方法.理论与实验研究表明,对声压和质点水平振速而言,低号简正波往往占主要贡献,而对于质点垂直振速,高号简正波的贡献更大.海底地声参数反演的数值仿真与实验结果表明,基于矢量水听器阵的地声反演方法可以有效降低海底声学参数反演的不确定性.这为矢量水听器应用于海洋环境监测提供了一种新方法.     

抛物方程的变网格广义差分法

本文提出抛物方程变网格广义差分法,作出了该方法的误差估计,同时改进了文[1]和文[2]的一些结论。     

抛物型方程的一类反问题

本文就是一类抛物方程的初值问题。文中叙述了在几种形式下确定高阶导数项系数的有效方法。     

抛物型方程的一个反问题

本文讨论了抛物型方程u_t-u_m+a(x)■=0在区域 x>0,t>0上确定系数 a(x)的■,给出了反问题局部解的存在性和唯一性.     

一类线性和非线性抛物型方程的问题

本文讨论一类线性和半线性抛物型方程带有附加条件∫0^∞ u(x,t)dx=h(t)或其导函数某点值为已知的若干反问题,证明了这些反问题解的存在性和唯一性,并且给出了关于未知参数的精确计算公式。     

壳体声接收基阵噪声数值计算方法在优化检测性能中的应用

壳体声接收基阵的被动宽带检测性能是基阵优化设计的一个重要准则,然而优化过程需要波束形成器输出端噪声的先验信息.针对壳体声接收基阵承受近场离散噪声源干扰的问题,提出了一种数值计算基阵噪声响应的新方法,即利用边界元理论和SYSNOISE软件对噪声场进行数值计算,并将得到的波束形成器输出端噪声信息应用到提高基阵被动宽带检测性能的优化设计中.利用这种方法,一方面使得波束形成器输出端的噪声计算不再局限于基阵结构简单规则的情况,另一方面克服实际测量噪声场耗费大、不易推广等困难,使得壳体声接收基阵的宽带检测性能在其物理建造前就可以进行优化设计,获得良好的性能预报.以11元共形阵为例,对基阵各个阵元的噪声响应进行数值计算,并在此基础上对该共形阵进行基于提高被动宽带检测性能的优化设计.仿真结果表明,优化出的加权系数有效地提高了波束形成器输出的信噪比,使壳体声接收基阵获得良好的被动宽带检测性能.     

抛物线连拱精确计算的传递矩阵法

根据笔者提出的方法,同时考虑弯曲、剪切和轴向变形,导出了抛物线拱元传递矩阵的解析公式,建立了多孔连拱传递矩阵方程．仅用≤７×７阶矩阵运算,即可求得连拱荷载效应的精确解答．     

求解声波动方程的隐格式有限体积法

为研究声传播问题,提出一种声波动方程的隐格式有限体积法,该方法将格点型有限体积法与Newmark格式相结合.模拟平面波的传播过程,对比分析隐格式有限体积法和文献中显格式有限体积法的精度、稳定性及计算消耗等方面的性能.数值结果表明:当λ/Δx≥10时,两种算法均能得到满足精度要求的解;采用无条件稳定的隐格式算法,当满足ω0Δt≤0.3时,预测声压的相对峰值误差1%;当采用相同时间、空间步长时,隐格式算法精度高于显格式算法;隐格式算法对吸收边界的处理精度高于显格式算法,但对全反射边界的处理精度低于显格式算法;两种算法内存消耗比较接近,显格式算法的CPU耗时较少.     

基于振速测量的HELS方法研究

为了提高重建声场中质点振速量的重建精度,在传统基于声压测量的Helmhohz方程最小二乘(HELS)方法理论基础上,推导得到了基于振速测量HELS声场重建的测量模型,简称振速模型.给出了该模型的声场重建算法和参数选取的基本原则,并对基于振速模型的声场重建和声压模型的声场重建进行仿真计算比较结果表明,新模型较传统模型的声...     

一类解非线性方程的不需要计算导数的新方法

为解决Newton迭代法求非线性方程数值解时必须提供一阶导数值的问题,提出了一个新的迭代方法,该方法不需提供导数值而只需计算函数值,且具有p=1.839的收敛阶,因而是一个收敛速度快且不需要计算导数值的迭代方法.最后给出了数值试验,计算结果表明,该方法是非常有效的.     

抛物线型有损传输线频域灵敏度分析的伴随方程法

提出了一种求解含抛物线型有损非均匀线网络频域灵敏度的方法。该方法首先将抛物线型有损非均匀线用科罗达(Kuroda)等效方法变换成有损均匀线及若干集中元件组成的等效电路,然后借助伴随网络方程法求出抛物线型有损非均匀传输线等参数的频域灵敏度。给出了计算实例,并通过扰动法进行了验证。     

A novel hybrid FEM-BEM method for 3D eddy current field calculation using current density J

To solve a large eddy current field is one of the most difficult problems in the numerical computation of electromagnetic field. For this purpose, currently, the FEM and the BEM are widely used. The former is good at dealing with the close regions, nonlinearity and complicated mediums and the latter is fit to solve the problems of open regions and linearity. However, for complicated eddy current field problems in electrical engineering, either the FEM or the BEM is not successful. Therefo…     

超声波体积流量计声场混合计算方法

超声波体积流量计测量空间内声场分布主要由换能器性能和实际工况下的流场共同决定. 在进行相关声场研究时,为了解决仅使用数值法难以对实际换能器重要计算参数进行准确建模的问题,提出联合测量边界条件和数值法的混合计算方法对声场进行求解. 计算模型的振动边界条件通过使用扫描式激光测振仪测量换能器表面离散点的振动速度并对其进行数据拟合来准确获取,实现以实验测量的数据对建模不确定性最大的换能器进行表征. 由计算流体动力学对超声体积流量计在不同体积流量下的流场进行求解,并将获取的流场导入数值计算模型中作为背景流场. 借助有限元软件COMSOL求解由非均匀流中线性声学式推导的控制式对声场进行预测. 比较预测和实验结果,对混合计算方法进行验证.     

水下声学温度场测量方法的抗差性研究

传统的最小二乘法不具备抗御粗差的能力.当参与温度场重建的声学数据中包含粗差时,容易导致重建的失败.针对水下测得的声学数据中不可避免地含有粗差的情况,将抗差最小二乘法引入温度场重建.依据飞渡时间计算值的范围,建立飞渡时间数据预处理程序,找出实验数据中的粗差,增加了温度场还原过程的抗差性.实验结果表明,以上措施能在一定程度上抑制粗差对温度场重建结果的影响.