有限元法数值模拟浅海声场的研究

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ie286
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水下声场有效预报在声场理论研究、声呐设备研制方面都具有重要的意义。关于声场预报方法大致分为两类:第一类是解析解,第二类是数值解。第一类方法计算结果比较精确但适用海洋环境的局限性较大,第二类方法局限性较第一类方法小,但计算量大。有限元法属于第二类方法,相对于其它声场计算方法的一个优势是容易处理复杂边界的问题。 本文的工作是用有限元法进行浅海声场预报,主要工作如下:1、介绍了本文的研究目的和意义,回顾了基于有限元法的浅海声场预报的研究概况,并且对有限元法的基本原理以及一般问题的求解步骤做了简单介绍。 2、根据有限元法的基本理论结合本文的研究目的,推导了数学公式,并编程实现了基于有限元法的浅海声场预报方案,软件程序名为FEMLJ;方案中使用DtN边界条件模拟无穷远场,该方法被认为是求解无界区域问题的最好方法;在处理DtN边界条件时,使用人为排序方法避免了大量使用簿记和对矩阵重排序;为了节省内存,在矩阵计算中使用了稀疏矩阵技术,并对矩阵的计算和组装做了讨论,给出了具体的计算公式。 3、为了验证有限元法计算结果的有效性,用有限元法计算了简单的浅海模型,并与在预报声场方面较成熟的耦合简正波理论计算结果进行了对比。对仿真结果的对比分析表明,两种方法计算的声场等值线绝大部分有很好的一致性,同时,对于少数不一致的地方,进行了分析,并通过仿真证明了分析的合理性。 本文主要结果:(1)实现了基于有限元法的浅海声场预报方案,可以用于处理复杂边界的问题;(2)通过简单浅海模型仿真,证明了有限元法的计算结果的有效性,同时说明,用有限元法计算与距离有关的非均匀浅海波导声场是可行的。 因为在理论推导时本文并没有将该方法限定于浅海,所以可以将它推广应用到深海声场的计算。目前该方法还未解决含衰减沉积层和粘弹海底声场计算的问题,有待进一步研究解决办法。
其他文献
近年来,随着科技飞跃和电子化进程发展,便携、可穿戴、易植入的电子器件越来越受到人们的青睐。然而,稳定持续能源供给的不足成为了便携和远程电子器件应用的主要瓶颈。自供能电
本论文工作使用激光分子束外延(lasermolecular-beamepitaxy,LMBE)技术生长了铟(In)掺杂的SrTiO3单晶薄膜、缺氧的BaTiO3-x单晶薄膜、不同厚度的超薄BaTiO3单晶薄膜、不同掺
磁性半导体因为其在自旋电子学器件上巨大的潜在应用价值而引起广大研究者的广泛兴趣。但到目前为止,具有长程铁磁序的磁性半导体的铁磁性微观机理还不清楚。电子结构是探究材
表面等离激元在单分子探测、超分辨、超吸收、滤波器、纳米光刻、表面增强拉曼散射(SERS)、表面增强荧光(SEF)、非线性光学等领域发挥着重要的作用。鉴于周期性微结构的异常
随着人们对信息传输速率和传输容量的要求越来越高,传统的电通信在传输速率和带宽方面日益捉襟见肘,全光通信的出现很好的解决了这些问题。基于四波混频效应的全光波长转换和相
周期结构中的波动问题长期以来一直是物理学的热点问题。近年来周期结构中的非线性波所具有的奇特性质,例如带隙中的孤子等更是受到物理学、声学工作者的极大关注。本论文就三
在这个报告里,我们总结了从几何的角度对暗能量的性质进行探讨所得到的一些结果。虽然并不是所有结果都与暗能量直接相关,但它们最初的推动都源于这种几何的视角。  我们首先
  由于具有优良的铁电和介电性质,Ba1-xSrxTiO3(BST)薄膜在微波移相器,动态随机存贮器,热释电红外探测器等方面有着很好的应用前景。  本文使用固相反应烧结法制备Ba1-xSrxT
一、选择适切的阅读材料选择适切的阅读材料是设计阅读理解题目的第一步。何为适切的阅读材料?首先,阅读材料的内容要适宜儿童阅读。文本内容除了要具备积极向上的主题,最好
有钱人可能比普通人更常吃外卖。张曼玉和外籍建筑师男友在北京居住时,时常窝在家里叫外卖,让人把卡萨米亚比萨、烤鸭、小笼包子等送进房。言承旭早年曾假扮外卖小子,戴着渔夫帽,提着一桶炸鸡块,进录音间探班,一见仔仔就说:“我家楼下开炸鸡店,我是来送炸鸡块的!”  林青霞曾经和龙应台一起,半夜待在香港威灵顿街的翠华餐厅,等外卖的鱼蛋河粉、热奶茶、猪仔包。后来不止一次路过这家“翠华”,总是看到拎着重重叠叠外卖
期刊