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基于等效参数反演的敷设声学覆盖层的水下圆柱壳体声散射研究

金国梁 尹剑飞 温激鸿 温熙森

基于等效参数反演的敷设声学覆盖层的水下圆柱壳体声散射研究

金国梁, 尹剑飞, 温激鸿, 温熙森
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  • 应用了一种等效方法计算敷设声学覆盖层无限长圆柱壳体水下声散射特性. 等效方法的核心是忽略复杂声学覆盖层内部的声学结构, 将其作为具有等效材料参数的均匀阻尼层进行建模, 该均匀阻尼层具有和原覆盖层相同的复反射系数. 进而, 应用COMSOL Mutiphysics软件建立敷设均匀阻尼层圆柱壳体的有限元模型并求解其声散射特性. 等效方法的关键是等效材料参数的获取. 采用充水阻抗管实验和有限元数值实验两种方法获取声学覆盖层贴敷在与壳体具有相同厚度、相同材料背衬条件下的复反射系数, 在此基础上, 基于遗传算法反演材料的等效参数. 研究表明, 等效参数具有频变特性, 且尽管等效杨氏模量和等效泊松比在频率范围内存在较大波动, 但是等效前后复反射系数仍保持一致. 为了验证等效方法求解壳体声散射特性的准确性, 同时建立了敷设声学覆盖层壳体的完整有限元模型, 将覆盖层内部声学结构进行精细建模, 并求其声散射特性. 结果表明, 两种方法求得的形态函数符合得较好, 在整个频率范围内平均误差大约为1 dB.
      通信作者: 温激鸿, wenjihong@vip.sina.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51275519)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-19
  • 修回日期:  2015-08-18
  • 刊出日期:  2016-01-05

基于等效参数反演的敷设声学覆盖层的水下圆柱壳体声散射研究

  • 1. 国防科学技术大学机电工程与自动化学院, 装备综合保障技术重点实验室, 长沙 410073
  • 通信作者: 温激鸿, wenjihong@vip.sina.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51275519)资助的课题.

摘要: 应用了一种等效方法计算敷设声学覆盖层无限长圆柱壳体水下声散射特性. 等效方法的核心是忽略复杂声学覆盖层内部的声学结构, 将其作为具有等效材料参数的均匀阻尼层进行建模, 该均匀阻尼层具有和原覆盖层相同的复反射系数. 进而, 应用COMSOL Mutiphysics软件建立敷设均匀阻尼层圆柱壳体的有限元模型并求解其声散射特性. 等效方法的关键是等效材料参数的获取. 采用充水阻抗管实验和有限元数值实验两种方法获取声学覆盖层贴敷在与壳体具有相同厚度、相同材料背衬条件下的复反射系数, 在此基础上, 基于遗传算法反演材料的等效参数. 研究表明, 等效参数具有频变特性, 且尽管等效杨氏模量和等效泊松比在频率范围内存在较大波动, 但是等效前后复反射系数仍保持一致. 为了验证等效方法求解壳体声散射特性的准确性, 同时建立了敷设声学覆盖层壳体的完整有限元模型, 将覆盖层内部声学结构进行精细建模, 并求其声散射特性. 结果表明, 两种方法求得的形态函数符合得较好, 在整个频率范围内平均误差大约为1 dB.

English Abstract

参考文献 (14)

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