基于声固耦合的水下复杂目标声散射研究

1. 声场有限元结构

本文通过ANSYS进行有限元结构分析，空间网格步距小于辐射波长的1/6，以确保计算的精密度，构建潜艇模型长度50 m，直径8 m，指挥台长度为5 m，高度2 m，周围包裹厚度为2 m的PML，采用自由三角形网格进行剖分。

2. 声固耦合

引入完全匹配层（PML）以消除模型边界反射，构建无反射边界环境。对潜艇模型进行声固耦合分析，计算其受激励后的散射声场。

模型仿真




1. 简单潜艇目标模型

运用PML技术确保为目的模型建立一个封闭且无反射的环境，采用ANSYS和COMSOL的有限元方法进行计算对比，结果一致，验证了COMSOL软件的有效性。

2. 有效性验证

对比ANSYS和COMSOL两种软件在计算大型目标散射声场时的效率，结果表明COMSOL在处理大型复杂模型时表现出高效能。

3. 复杂水下潜艇结构仿真

考虑到潜艇内部舱室对声散射特性的影响，利用COMSOL构建了复杂数字模型。结果表明，与单壳体模型相比，舱室结构对于低频信号具有更强的抑制和敏感响应，有助于提高仿真逼真度。

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