本文關(guān)鍵詞：水下物體聲散射的α有限元法數(shù)值仿真研究

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【摘要】：采用傳統(tǒng)有限元模型時,計算剛度往往比實(shí)際剛度更“硬”,從而使得有限元法(FEM)在計算聲學(xué)數(shù)值問題時的離散誤差隨波數(shù)的增長而增大。劉桂榮在結(jié)合無網(wǎng)格法中的應(yīng)力光滑技術(shù)和傳統(tǒng)有限元法后提出了光滑有限元法(SFEM),基于節(jié)點(diǎn)光滑的有限元法(NS-FEM)是其中一種,然而節(jié)點(diǎn)光滑有限元模型的計算剛度往往比實(shí)際剛度更“軟”�；趥鹘y(tǒng)有限元法和節(jié)點(diǎn)光滑有限元法的特點(diǎn),劉桂榮提出了α有限元法(α-FEM)。α-FEM在使用梯度光滑技術(shù)的同時引入因數(shù)α,調(diào)整節(jié)點(diǎn)光滑有限元法剛度矩陣和傳統(tǒng)有限元法剛度矩陣在整體剛度矩陣所占比例,得到適中的有限元剛度模型,進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的數(shù)值計算結(jié)果。本文使用α-FEM計算了單目標(biāo)和雙目標(biāo)的無界域聲散射問題,具體內(nèi)容如下:1.結(jié)合有限元理論、節(jié)點(diǎn)光滑有限元理論和無反射邊界條件理論,推導(dǎo)了α-FEM的外聲場計算控制方程。2.采用α有限元法計算了剛性無限長圓柱散射聲場并與FEM解和解析解對比,討論α有限元法的準(zhǔn)確性和收斂性。3.采用α有限元法計算了無限長雙圓柱散射聲場,分析了平面波垂直入射的聲壓分布規(guī)律和聲場干涉現(xiàn)象4.提出了雙圓柱散射模型,給出了繞射波和反射波到達(dá)反向散射點(diǎn)時刻的公式。
【關(guān)鍵詞】：節(jié)點(diǎn)光滑有限元 α有限元 單目標(biāo)散射 多目標(biāo)散射 無反射邊界條件
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O422.5;O241.82
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 光滑有限元法的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 α 有限元法簡介12
• 1.4 本文主要工作12-14
• 2 聲學(xué)有限元14-28
• 2.1 聲學(xué)基礎(chǔ)理論14-15
• 2.2 傳統(tǒng)有限元聲學(xué)理論15-18
• 2.3 節(jié)點(diǎn)光滑有限元聲學(xué)理論18-20
• 2.4 α 有限元理論20-21
• 2.5 最佳 α 值計算21-25
• 2.6 DtN人工邊界理論25-28
• 3 單目標(biāo)聲散射28-51
• 3.1 圓柱聲散射28-41
• 3.2 剛性舵型體聲散射41-43
• 3.3 潛艇簡化模型聲散射43-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 4 二維雙目標(biāo)聲散射51-69
• 4.1 雙圓柱散射51-56
• 4.2 雙舵型體聲散射56-61
• 4.3 反向散射的時域分析61-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 5 全文總結(jié)69-72
• 5.1 工作總結(jié)69-70
• 5.2 工作展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78

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1 李耀飛;水下物體聲散射的α有限元法數(shù)值仿真研究[D];華中科技大學(xué);2015年

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本文編號：709071