聲學(xué)無(wú)限元方法及其在水下航行器噪聲預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究.pdf

1、在計(jì)算聲學(xué)領(lǐng)域，求解無(wú)界域聲場(chǎng)計(jì)算效率問題在過去三十多年中一直以來(lái)是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)，期間在該領(lǐng)域產(chǎn)生了眾多的方法，如邊界元法，近似邊界條件法及無(wú)限元法。其中，由于聲學(xué)無(wú)限元方法在實(shí)際大規(guī)模工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用中表現(xiàn)出的優(yōu)異性能，該方法引起了眾多學(xué)者廣泛的討論和研究。
　　 邊界元方法在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一直是作為大部分學(xué)者及工程人員的首選方案，因?yàn)檫吔绶椒ń档土藛栴}求解的維數(shù)，縮減了離散方程的數(shù)目，從而提高了計(jì)算效率。但邊界元方法本質(zhì)上的非局部

2、性導(dǎo)致系統(tǒng)大的矩陣半寬，使該方法難以求解大規(guī)模工程問題。而聲學(xué)無(wú)限元方法則是以有限人工邊界截?cái)酂o(wú)限大聲場(chǎng)，而在人工邊界外引入一種幾何上無(wú)限大的“有限”單元模擬無(wú)限大流場(chǎng)。該方法保持了系統(tǒng)矩陣是稀疏陣的優(yōu)點(diǎn)，且降低了有限流場(chǎng)離散規(guī)模，因此在保證方法同等精確度上，聲學(xué)無(wú)限元方法很大程度上提高了計(jì)算效率，可以作為邊界元方法求解大規(guī)模工程問題很好的替代方法。
　　 眾多學(xué)者針對(duì)不同研究對(duì)象及工程應(yīng)用背景提出了一些系列聲學(xué)無(wú)限元方法，本文

3、重點(diǎn)研究了波包絡(luò)Astley聲學(xué)無(wú)限元及Burnett橢球聲學(xué)無(wú)限元方法，本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：
　　 在波包絡(luò)聲學(xué)無(wú)限元基礎(chǔ)上提出了可在發(fā)散方向任意變階的聲無(wú)限元方法，基于MATLAB程序編程，通過不同算例分析，驗(yàn)證了該方法的有效性并討論了虛擬極點(diǎn)等因素對(duì)計(jì)算精度的影響。
　　 基于聲學(xué)阻抗原理及聲學(xué)無(wú)限元方法，針對(duì)典型板殼、圓柱殼體等結(jié)構(gòu)，研究了有限流場(chǎng)人工截?cái)喑叨葘?duì)數(shù)值結(jié)果的影響，為實(shí)際工程計(jì)算提供了