[发明专利]一种水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法

权利要求书

1.一种水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1. 根据水下航行体总体方案设计成果及结构建模参数，确定水下航行体几何模型的总长度、壳体形式、壳体壁厚、材料参数以及水下航行体几何模型的坐标原点，并将该坐标原点定义为水下航行体的等效几何声学中心；

步骤2. 确定某一特定入射下时域声波信息，通过傅里叶变换为入射频域信号；

步骤3.确定入射/接收角度的坐标并采用水平方位角和入射/接收点与水下航行体的等效几何声学中心之间距离进行描述；

步骤4.根据水下航行体的外壳壁厚、材料，评估水下航行体外壳在不同频率下该角度下的反射系数和透射系数；

步骤5.根据水下航行体的壳体形式，即单壳体结构或双壳体结构两种形式，以及外壳反射系数和透射系数，建立该角度的标频域传递函数总体评估模型，计算出目标频域传递函数；

步骤6.将该角度的目标频域传递函数与入射频域信号点乘，得到频域下的回波，最后，通过对频域下的回波进行傅立叶逆变换，得到水下航行体收发合置时频分布特性；

步骤7.将步骤6评估计算得到的收发合置时频分布特性与指标要求进行对比，得到水下航行体收发合置时频分布特性指标评估结论。

2.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法，其特征在于，步骤1中水下航行体总体方案设计成果及结构建模参数包括总体方案设计说明书、基本结构设计说明书、型线图、基本结构图、总布置图，与水下航行体总体方案相关的水下航行体内外壳结构等形式、尺寸、壳体厚度参数；对于未明确厚度参数的结构，参照标准水下航行体的相关参数取值。

3.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法，其特征在于，步骤2中设定入射时域声波信息包括：设定入射时域脉冲信号种类、频率和脉宽、采样频率，通过傅里叶变换，将其转换为入射频域声波信号。

4.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法，其特征在于，步骤3中的发射/接受点必须同时满足远场条件：观察点距水下航行体等效几何声中心的距离r不小于水下航行体总长L的平方与声波长λ的比值。

5.根据权利要求1所述的一种水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法，其特征在于，步骤3中入射声波为点声源，在远场条件下，到达目标位置时近似为平面波；散射声波视为水下航行体壳体的二次辐射。

6.根据权利要求1中任一项所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法，其特征在于，步骤5还包括：

步骤5.1建立水下航行体结构板块元评估模型；将水下航行体结构实际尺度几何模型的内外壳体分别剖分三角形面网格，并导出三角形面网格的拓扑信息和节点信息，分别保存；

步骤5.2读取节点信息和三角形面网格文件，分别绘制水下航行体内外壳的网格模型，在设定初始入射/接收点后，检查三角形面网格的法向，保证三角形面网格的法向朝向水下航行体外部；

步骤5.3建立水下航行体壳体声散射模型，并表示为面元求和的形式，对于双层壳体结构，将水下航行体的外壳视为钢质弹性薄壳，考虑声波的反射和透射；同时经过外壳透射到内壳的声波再经过透射，穿过外壳，与外壳的一次反射一起被接收点接收到，最终计算出入射频域信号频段内所有面元散射贡献的总和，即所计算角度的目标频域传递函数。

7.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法，其特征在于，步骤7中，以时刻声压幅值曲线作为水下航行体收发合置时频分布特性评估指标。