[发明专利]一种建立含气泡水介质中波动-振动非线性声场的方法

摘要

本发明涉及一种建立含气泡水介质中波动‑振动非线性声场的方法，建立“波动‑气泡体积三阶振动”方程；设置初始条件和边界条件；确定时间长度Tt和空间距离Tl，设置步长划分网格；微分项改写为差分形式；通过对声源项耦合“波动‑气泡体积三阶振动”方程，得到差分方程组；设置声压和气泡体积变化量初始值；计算时间节点nt气泡体积变化值和声压值后nt加1；当nt≤Nt时，重复上一步，计算至时间域最后点Nt，当nt＝Nt时，重新设置nt＝3；利用初始参数和计算空间域上最后节点Ns上的声压值nt加1；当nt≤Nt时，重复上一步，计算至时间域最后点Nt。本发明通过声压激励项进行耦合，对波动—振动非线性方程进行数值耦合计算，同时获得含气泡水介质中非线性声场特性和气泡非线性动力学特性。

主权项

1.一种建立含气泡水介质中波动‑振动非线性声场的方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)建立描述含气泡水介质中声场特性的非线性波动方程和气泡体积三阶非线性振动方程；(b)设置初始条件和Mur's吸收边界条件；(c)设定时间长度T_t和空间距离T_l，按照时间步长ε_t和空间步长ε_s对时间域和空间域进行网格划分；(d)将非线性波动方程和气泡体积三阶非线性振动方程中的微分项改写为差分形式；(e)通过对声源项的耦合，得到非线性波动方程和气泡体积三阶非线性振动的差分方程组格式；(f)设置声压和气泡体积变化量初始值；(g)进行声压和气泡体积变化量的耦合计算，计算出时间节点n_t对应的气泡体积变化值和声压值后将计算时间节点数n_t增加1；(h)当n_t≤N_t时，重复计算(g)的步骤，直到计算至时间域最后一点N_t，至此得到时间和空间域节点处的全部值；当n_t＝N_t时，重新将时间节点设置为n_t＝3；(i)利用(f)中的初始参数和(g)中求得的计算空间域上最后一个节点N_s上的声压值时间节点数n_t增加1；(j)当n_t≤N_t时，重复计算(i)的步骤，直到计算至时间域最后一点N_t，至此得到所有的节点声压值和气泡体积变化值