[发明专利]应用于船舶三维声弹性分析的浅海声传播计算方法

权利要求书

1.一种应用于船舶三维声弹性分析的浅海水声传播计算方法，其特征在于，所述方法包括：

建立三维结构物的有限元模型；

对所述有限元模型进行干模态分析，得到所述三维结构物的干模态参数，所述干模态参数包括频率和振型；

根据所述干模态参数获取所述三维结构物的湿面元源强，在求解三维结构物的湿面元源强时，针对各阶模态确定流固耦合边界条件，根据模态参数并结合流固耦合边界条件获取三维结构物的各阶模态的源强和广义水动力系数；根据载荷和广义水动力系数计算各阶模态的主坐标响应；若截取n阶模态，则确定n阶模态中各阶模态的流固耦合边界条件、源强、广义水动力系数和主坐标响应；所述湿面元源强是各阶模态的源强叠加后得到的源强，在叠加时各阶模态的源强乘以相应的主坐标响应；

针对第i个频率点，根据海洋环境参数计算所述第i个频率点对应的简正模式参数，所述简正模式参数包括水平波数和关于深度的特征函数，所述海洋环境参数包括水深、浅海的声速剖面、浅海海水密度、浅海海底介质的密度和声速；

根据所述第i个频率点对应的所述简正模式参数、每个湿面元的位置信息和场点的位置信息按公式计算所述每个湿面元在所述场点的Green函数值，其中，ρ(z₀)为湿面元处的介质密度，i表示第i个频率点，m为模式阶数，M为模式总数，ψ_m为第m阶模式的特征函数，z₀为湿面元处水深，z为场点处水深，k_rm为水平波数，l为源点r₀和场点r间的水平距离，为0阶第一类汉克尔函数；所述简正模式参数与声速剖面相关，根据所述简正模式参数计算得到的Green函数G(r,r₀)也与声速剖面相关；

根据各个湿面元的Green函数值和湿面元源强，计算在所述第i个频率点处所述三维结构物在所述场点的声压级，包括：按如下公式计算在所述频率点处，所述三维结构物在所述场点的声场速度势：根据所述声场速度势确定出所述三维结构物在所述场点的声压级，其中，S为有限元结构湿表面，r为场点，r₀为所述有限元结构湿表面上的源点，σ(r₀)为源强，G(r,r₀)为所述每个湿面元的Green函数；G(r,r₀)为满足海面、海底边界条件以及不同声速剖面的Green函数，根据各个湿面元的Green函数值和湿面元源强计算得到的在频率点三维结构物在场点的声压级也与声速剖面相对应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在频率范围内，建立频率点与所述三维结构物在场点的声压级的对应关系。