[发明专利]一种优化气枪阵列的方法和装置

权利要求书

1.一种优化气枪阵列的方法，其特征在于，包括：

初始化气枪阵列的所有粒子的参数；

根据初始化的参数计算所有粒子的远场压力子波；

根据计算得到的所有粒子的远场压力子波计算气泡比和/或峰峰值；

根据计算得到的所有粒子的气泡比和/或峰峰值更新所有粒子的状态向量，继续计算更新后的气泡比和/或峰峰值，直到计算得到的气泡比和/或峰峰值与上一次迭代计算得到的气泡比和/或峰峰值的差值小于等于预设阈值；

从迭代结果中选择气泡比和/或峰峰值最大的粒子作为最优气枪阵列；

根据公式A＝A₀+a₀randn1初始化所述所有粒子的参数中的优化参数；

其中，A为所有气枪的三维空间坐标位置、压力、气泡体积等效容积中的任何一个的初始值，A₀为A的取值范围的最大值和最小值的平均值，a₀为A变化的梯度值，randn1为在[-1,1]范围内符合正态分布的随机数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒子的参数至少包括：气枪数目、粒子数、每个粒子的状态向量、每个粒子的初始速度；

所述每个粒子的状态向量是由所述气枪阵列中所有气枪的三维空间坐标位置、压力和气泡体积等效容积构成的多维空间向量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述初始化的参数采用Ziolkowski模型计算所述所有粒子的远场压力子波。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

根据公式

计算所述远场压力子波；

其中，t为时间，P_i(t)为第i个气泡在预设距离处产生的压力，P_i∞为第i个气泡在无穷远处产生的压力，ρ_i为第i个气泡处海水的密度，r为预设距离，f_i”(t)为与第i个气泡表面的参数有关的参数，R_i(t)为第i个气泡的半径，H_i(t)为第i个气泡的气体的焓，P(t)为远场压力子波，M为气枪数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据公式P_i∞＝P₀+ρgh_i计算所述第i个气泡处海水的密度；其中，P₀为标准大气压，g为重力加速度，h_i为所述第i个气泡在水中的深度。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据公式

计算第i个气泡的半径；

c为声速。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据公式计算第i个气泡的气体的焓，其中，t为时间，P_i∞为第i个气泡在无穷远处产生的压力，ρ_i为第i个气泡处海水的密度，H_i(t)为第i个气泡的气体的焓；

其中，ΔP_ib为除了所述第i个气泡外其他所有气泡对所述第i个气泡形成的辐射动压力，P_ib为所述第i个气泡内的压力，P_jb为第j个气泡在预设距离处产生的压力，P_j∞为所述第j个气泡在无穷远处产生的压力，η为相干枪影响因子。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据公式

计算第i个气泡内的压力；其中，m_i为第i个气枪内气体的物质的量，C_v为理想气体的等体比热容，T_i气泡为形成气泡后第i个气泡内气体的温度，R_g为气体常数值,T_i气枪为第i个气枪内气体的初始温度，V_i为第i个气泡的体积，为第i个气泡吸收的热量功率，τ_i为第i个气枪的发射时间，ψ为传热系数，S_i为第i个气泡的表面积，△T_i为第i个气泡和海水的温度之差。