准确获取水中目标的声辐射特性是目标识别和控制的基础。为获取目标本质的、不受环境影响的声辐射特性,必须在自由声场中测量目标的声辐射特性。虽然常规的声场设施如大的湖泊、水库和消声水池等在实验条件下近似满足自由声场条件,但是这些声场设施存在很多限制和不足,声源在这些声场设施中无法产生理想的自由声场。例如大的湖泊、水库等容易受到天气和水中生物噪声的干扰;而消声水池则在低频测量时难以满足自由场条件等。因此为获取水中目标的自由场声特性,必须利用各种方法和技术弥补理想自由场无法实现的不足。针对在实际测量目标的声辐射特性时,容易受到场地边界和干扰源的影响,而无法产生自由声场的问题,本文采用基于边界元法（Boundary Element Method,BEM）的声场还原方法,研究在有界噪声环境中获取水中目标的自由场声辐射特性。本文的主要研究内容如下:（1）针对基于BEM的声场还原方法,推导了双层BEM还原自由声场的计算过程。以两个面上测量得到的声压为基础,首先计算两个面中间位置处测量面上的声压和法向速度,然后利用BEM分离出测量面上背离声源方向的向外声压和指向声源方向的向内声压,接着利用BEM计算向内声场入射到目标表面散射形成的刚体假设下的散射声压,最后向外声压减去散射声压即可得到水中目标的自由场声压。计算结果表明,在只有声场边界影响的环境下,当频率较低时,由于波长大于水中目标的尺寸,散射声场可以忽略,因此向外声场、还原声场和自由声场基本一致;随着频率的升高,波长小于水中目标的尺寸,散射声场不可以忽略,向外声场与自由声场有明显差别,但是还原声场仍然与自由声场一致。而当既有声场边界又有干扰源时,向内声场很强,即使频率很低散射声场也不可以忽略,但是还原声场始终与自由声场保持一致。因此基于BEM的声场还原方法能够消除边界和干扰源对目标自由声场的干扰,实现了在复杂环境中获取水中目标的自由场声辐射特性。（2）将基于BEM的声场还原方法和倏逝波滤波法相结合,解决了在水下近场、有界噪声环境中获取目标自由场声辐射特性和远场辐射热区的问题。首先利用测量面上的声场信息,使用基于BEM的声场还原方法在有界噪声环境中还原目标当前振动状态下的自由场声辐射特性,然后分别采用超声声强法和表面贡献法过滤平面测量面和拥有复杂几何外形的测量面上的倏逝波。数值仿真证明,结合基于BEM的声场还原方法和倏逝波滤波法不仅能够消除声场边界和干扰源对目标的自由场声辐射干扰,而且过滤倏逝波能够在近场区域标识传播到远场的声辐射热点区域,为控制远场辐射噪声提供理论依据。（3）针对目标与边界接触时常规的基于BEM的声场还原方法由于无法用封闭测量面包裹住目标声源而失效的问题,结合虚源法原理,建立了改进的基于BEM的声场还原方法。通过改进的基于BEM的声场还原方法解决了目标与刚性边界或者柔性边界接触时,在复杂环境中获取目标半空间声场特性的问题。数值模拟和实验结果表明,改进的基于BEM的声场还原方法能够在目标与刚性或者柔性边界接触时有效的消除声场边界和干扰源的影响,还原目标的半空间声场特性。（4）针对常规的基于BEM的声场还原方法由于没有考虑流固耦合作用只能还原当前振动状态下的下水下结构的声辐射特性,而无法还原水下结构在自由场中振动辐射的声特性问题,建立了考虑流固耦合的基于BEM的声场还原方法。在水中由于流固耦合作用很强,向内声场入射到目标表面散射不能简化为刚体散射问题,而是弹性体散射问题,这意味着水下结构在自由场中的振动形式不同于在有界噪声环境中的振动形式。弹性体散射声压可以分为几何散射声压（刚体散射声压）和弹性散射声压两部分。首先利用BEM分离向内向外的声场,其次利用BEM求出几何散射声压,然后利用声固耦合法求解向内声场入射到目标表面引起的表面振动速度,接着以得到的目标表面振动速度为边界条件求出内声场入射到目标表面引起的弹性散射声压,几何散射声压加上弹性散射声压计算出弹性体散射声压,最后向外的声压减去弹性体散射声压还原得到水下目标在自由场中辐射的声压。数值模拟结果表明,常规的基于BEM的声场还原方法只能还原在目标当前振动状态下的自由场声辐射特性,但是提出的考虑流固耦合的基于BEM的声场还原方法能够在水下有界噪声环境中消除声场边界和干扰源的影响,还原目标在自由场中的辐射的声特性。