基于T-Matrix法的水下剛硬體聲散射場(chǎng)的計(jì)算及分析.pdf

1、作為近代聲學(xué)的一個(gè)重要分支，水聲學(xué)是二次大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的學(xué)科。水聲學(xué)主要研究攜有某種信息的聲波在水中的產(chǎn)生、傳播和接收。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)海洋資源需求量的日益增加，海洋開發(fā)愈來愈受到關(guān)注，水聲學(xué)也得到了空前的重視。
　　 本文對(duì)水下剛硬體進(jìn)行聲散射機(jī)理分析和散射場(chǎng)計(jì)算進(jìn)行了研究。先把入射波及散射波的波函數(shù)表示成一系列基波函數(shù)之和，利用物體的邊界條件和不同階基函數(shù)間的正交特性，推導(dǎo)出入射波和散射波的基波系數(shù)之間的關(guān)系矩陣

2、，從而得到散射場(chǎng)。作為一種主要的數(shù)值計(jì)算方法，T-Matrix法是被廣泛用于水下剛硬體的聲波散射場(chǎng)的計(jì)算。T-Matrix法是1969年由PC.Waterman首先提出的，這種方法適用于水下各種形狀的剛硬體的聲散射場(chǎng)的計(jì)算，方法實(shí)用方便。經(jīng)過多年的發(fā)展，T-Matrix法同時(shí)也被應(yīng)用于電磁散射場(chǎng)的計(jì)算。本文在此基礎(chǔ)上對(duì)該方法進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。第一章中介紹了研究水聲這個(gè)課題的來源、目的意義和發(fā)展現(xiàn)狀。在第二章中主要是介紹法的具體理論推導(dǎo)

3、過程，并將其應(yīng)用在了回旋橢球體上，最后給出了聲壓幅值隨頻率變化的反向散射曲線和隨散射方位角變化的曲線。在本章中還介紹了鏡反射和繞行波的干涉模型，它的目的是解釋散射場(chǎng)聲壓幅值曲線的物理意義?；诘诙轮袑?duì)法的掌握，第三章針對(duì)在對(duì)水下細(xì)長(zhǎng)剛體散射場(chǎng)的計(jì)算時(shí)遇到的問題進(jìn)行分析和解決，并給出了結(jié)果比較，相應(yīng)的也畫出了水下圓柱體的相關(guān)的散射曲線。第四章對(duì)水下兩個(gè)剛硬體的散射場(chǎng)進(jìn)行了理論公式的推導(dǎo)，對(duì)其散射場(chǎng)也給出了一定的計(jì)算。最后一部分對(duì)整個(gè)課題