[发明专利]Pekeris波导下结构声振计算的FE/WSM方法

权利要求书

1.一种Pekeris波导下结构声振计算的FE/WSM方法，其特征在于，所述方法包括：

采用有限元法建立局域Pekeris波导下弹性结构声辐射多物理场耦合模型，进行三维Pekeris波导下弹性结构离散处理；通过有限差分法联立求解各个耦合模型，提取局部Pekeris波导下结构表面振动数据矩阵U；

采用波叠加法进行弹性结构内部虚拟点声源的空间优化布放，并基于球面波分解的精准镜像源法求解近场Green函数，获取各个虚拟源与结构表面离散节点的传递矩阵D，通过振动数据矩阵U和传递矩阵D的逆运算求解近场各个虚拟源的声源强度Q；

通过远场Green函数计算各个虚拟源到场点的单极矩阵T；将声源强度Q与对应的单极矩阵T相乘获取声场P；将各个离散虚拟源在远场场点产生的声场进行叠加求和，以等效为连续弹性结构的辐射声场；

所述基于球面波分解的精准镜像源法求解近场Green函数具体为：

在Pekeris波导下边界液-液交互面上，通过波数域和空间域的坐标变换，将各个球面镜像源分解为各阶平面波和非均匀平面波；

将平面波和非均匀平面波与对应角度的界面反射系数相乘；采用自适应的分段积分牛顿-柯茨公式将各个角度对应下的反射声场积分，获取Green函数，进而求解近场声场；

所述通过远场Green函数计算各个虚拟源到场点的单极矩阵T具体为：

根据频率与特征函数的变化关系，采用扰动理论进行复特征值的超越方程求解，获取远场Green函数，进而求解远场声场；

所述方法采用有限元法建立局域Pekeris波导下弹性结构声辐射多物理场耦合模型具体为：

通过有限元法将声场方程、结构振动方程和特定边界条件联立求解，获取近场模型下结构振动和辐射声场的信息；

所述方法基于球面波分解的精准镜像源法求解近场Green函数具体为：

采用自适应的分段积分牛顿-柯茨公式将各个角度对应下的反射声场进行积分，求解和计算近场Green函数。

2.根据权利要求1所述的一种Pekeris波导下结构声振计算的FE/WSM方法，其特征在于，所述方法还包括：通过虚拟声源构成虚拟面，设置虚拟面与弹性结构的距离；

若弹性结构的表面为光滑刚性材料，距离为弹性结构的几何中心到表面距离的一半；

若弹性结构的表面为粘弹性材料，距离在最小结构波长之内，且所有虚拟声源在结构内。