水下目標(biāo)低頻聲散射特性研究.pdf

1、水下復(fù)雜目標(biāo)的散射特性是水聲技術(shù)中重要的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，具有重要的理論價(jià)值和廣泛的實(shí)際應(yīng)用背景。隨著潛艇消聲瓦的大量應(yīng)用，遠(yuǎn)程探測水下復(fù)雜目標(biāo)變得越來越困難。為有效地避開潛艇消聲瓦的吸波作用，提高主動(dòng)探測距離，新一代主動(dòng)聲納重點(diǎn)向大功率、低頻段方向發(fā)展，因此，對(duì)于水下復(fù)雜目標(biāo)的中低頻段散射特性的研究近年來越來越受到重視。 目前，目標(biāo)聲散射特性的工程預(yù)報(bào)方法主要基于物理聲學(xué)方法，采用Kirchhoff近似，即高頻平面波近似，該方法是

2、一種高頻近似方法，當(dāng)研究水下目標(biāo)的低頻散射特性時(shí)，目標(biāo)散射可能進(jìn)入低頻的諧振區(qū)和瑞利區(qū)，導(dǎo)致較大誤差。針對(duì)這種情況，本文采用有限元和邊界元理論，應(yīng)用商業(yè)聲學(xué)分析軟件SYSNOISE，對(duì)水下目標(biāo)的低頻散射特性進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)證。 首先計(jì)算了單層彈性球殼、剛性小球、半球頭圓柱等簡單形狀目標(biāo)的散射特性，并將計(jì)算結(jié)果與理論解進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，采用SYSNOISE軟件求解簡單形狀目標(biāo)的散射特性是可行的，無論是剛性目標(biāo)還是彈性目標(biāo)，在中低

3、頻段均能得到不錯(cuò)的結(jié)果。 采用SYSNOISE軟件計(jì)算了Benchmark潛艇模型在200Hz、400Hz、1000Hz三個(gè)頻率上的散射特性，將計(jì)算結(jié)果與BASIS的計(jì)算結(jié)果和板塊元的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證比較，結(jié)果表明：在除艇艏、艇艉外的大部分方位角內(nèi)，尤其是90度正橫附近（±20度）范圍內(nèi)，SYSNOISE軟件計(jì)算的結(jié)果與BASIS的結(jié)果取得了較好的一致。而在艇艏和艇艉等大角度方向上，計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果存在10dB左右的差距。