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基于等效壳体反射系数的水下航行器声散射亮点模型研究
1
作者
薛文慧
黄唯纯
+1 位作者
许聪
彭子龙
《中国舰船研究》
北大核心
2025年第5期180-188,共9页
[目的]亮点模型方法因其计算效率高而被广泛应用于水下目标声散射特性预测,但在处理复杂结构和声学覆盖层时精度不足。为在保持该模型高效性的同时提高其预测精度,提出一种结合等效反射系数与遗传算法(GA)的修正亮点模型方法,用于复杂...
[目的]亮点模型方法因其计算效率高而被广泛应用于水下目标声散射特性预测,但在处理复杂结构和声学覆盖层时精度不足。为在保持该模型高效性的同时提高其预测精度,提出一种结合等效反射系数与遗传算法(GA)的修正亮点模型方法,用于复杂水下航行器目标强度(TS)的快速准确预测。[方法]首先,将复杂目标划分为若干几何部件,并为每个部件引入等效反射系数,构建修正亮点模型;接着,采用遗传算法对反射系数进行参数反演,以板块元法(PEM)计算结果为基准,优化模型参数;然后,通过相干叠加各部件散射贡献,获得目标整体的目标强度;最后,采用Benchmark双壳体与单双混合壳体结构进行模型验证,在1,5和10kHz频率开展计算,并与板块元法结果对比分析误差与效率。[结果]与传统板块元法相比,修正亮点模型方法在典型频率下计算结果的均方根误差(RMSE)和相对平均误差均小于4dB。在计算效率方面,修正亮点模型在保持秒级响应的同时,计算速度提升约1000倍,显著优于传统数值方法。[结论]研究表明,修正亮点模型方法能够在保持计算效率的同时,显著提高复杂水下目标声散射特性的预测精度;所提方法可为复杂水下目标声隐身设计和目标特性快速预测提供新的技术途径。
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关键词
水下航行器
声散射特性
目标强度
修正亮点模型
等效反射系数
遗传算法
实时预测
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职称材料
题名
基于等效壳体反射系数的水下航行器声散射亮点模型研究
1
作者
薛文慧
黄唯纯
许聪
彭子龙
机构
江苏科技大学能源与动力学院
南京大学固体微结构物理国家重点实验室
出处
《中国舰船研究》
北大核心
2025年第5期180-188,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52201397)
船舶振动噪声重点实验室开放基金项目(6142204230709,6142204240202)。
文摘
[目的]亮点模型方法因其计算效率高而被广泛应用于水下目标声散射特性预测,但在处理复杂结构和声学覆盖层时精度不足。为在保持该模型高效性的同时提高其预测精度,提出一种结合等效反射系数与遗传算法(GA)的修正亮点模型方法,用于复杂水下航行器目标强度(TS)的快速准确预测。[方法]首先,将复杂目标划分为若干几何部件,并为每个部件引入等效反射系数,构建修正亮点模型;接着,采用遗传算法对反射系数进行参数反演,以板块元法(PEM)计算结果为基准,优化模型参数;然后,通过相干叠加各部件散射贡献,获得目标整体的目标强度;最后,采用Benchmark双壳体与单双混合壳体结构进行模型验证,在1,5和10kHz频率开展计算,并与板块元法结果对比分析误差与效率。[结果]与传统板块元法相比,修正亮点模型方法在典型频率下计算结果的均方根误差(RMSE)和相对平均误差均小于4dB。在计算效率方面,修正亮点模型在保持秒级响应的同时,计算速度提升约1000倍,显著优于传统数值方法。[结论]研究表明,修正亮点模型方法能够在保持计算效率的同时,显著提高复杂水下目标声散射特性的预测精度;所提方法可为复杂水下目标声隐身设计和目标特性快速预测提供新的技术途径。
关键词
水下航行器
声散射特性
目标强度
修正亮点模型
等效反射系数
遗传算法
实时预测
Keywords
underwater vehicles
acoustic scattering characteristics
target strength
modified highlight model
equivalent reflection coefficients
genetic algorithm
real time prediction
分类号
U674.941 [交通运输工程—船舶及航道工程]
TB566 [交通运输工程—水声工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于等效壳体反射系数的水下航行器声散射亮点模型研究
薛文慧
黄唯纯
许聪
彭子龙
《中国舰船研究》
北大核心
2025
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