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国家自然科学基金项目
弹性散射体散射声场分析的快速边界元方法研究(11074170)
2013/12/8 13:19:07

    散射声场研究是声学探测的基础,基于积分方程的边界元法是数值分析散射问题的有效方法,但因计算成本大而无法用于大型目标的声散射求解。快速多极子边界元法大幅降低了计算成本,逐渐应用于声学计算,但目前仅限于不可穿透阻抗边界条件。对于具有弹性表面的散射体,如飞机和覆盖声学覆盖层的水下航行器等,应考虑声波在散射体弹性层中的传播,需要联立求解散射体内部与外部的波动方程,而该两个区域的边界积分方程的核函数不同,既有的快速边界元方法不能分析该类问题。为此,本课题拟研究多极子展开理论,考虑不同介质的耦合,建立适用于弹性表面散射体的边界元算法;提出新的基于对角形式全频段快速多极子算法,拓宽对角形式快速多极子边界元算法应用,提高求解问题的规模;发展一种基于小波的预处理,抑制边界元系数矩阵的病态,减少迭代求解次数;基于变分原理,优化树状计算结构。为大型弹性表面散射体的射声场分析,建立一种高精度的快速边界元方法。

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