基于浅海环境潜器振动的水下声辐射计算模型研究进展

海洋环境中水下潜器振动与声学行为的准确预测是潜艇声隐身技术和海洋水声探测技术的研究基础.在浅海水声信道环境中,水下潜器的振动与声学性能不仅涉及固体、流体和声场的耦合作用,还会被海面与海底的反射作用,以及海水声速的不均匀分布所影响.为了准确表征浅海环境对潜器振动声学特性的影响,国内外研究者提出了有限元法、有限元-抛物方程法、有限元-简正波法、有限元-边界元法、有限元-波叠加法和有限元-奇异边界法等数值计算模型用于振动与声学领域的研究.本文聚焦中低频段振动声学分析的确定性计算模型,讨论了数值计算模型的两种不同分析模式:湿模态分析模式和干模态分析模式,并从水声传播模型和数值算法两方面评述了浅海环境中水下潜器振动与声学计算模型的发展和应用现状.现有的大部分计算模型都只考虑水平海面和海底的浅海环境,在未来的发展中需要拓展计算模型的适用范围,提高数值算法的计算效率,发展出适用于典型和复杂浅海环境分析的高性能计算模型,为海洋环境中水下潜器的振动声学行为快速预报提供技术支撑.