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题名多流体域声传播计算的弱形式无网格方法
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作者
游翔宇
印建成
姚宇
李威
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机构
长沙理工大学水利与海洋工程学院
水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室
华中科技大学船舶与海洋工程学院
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出处
《计算力学学报》
北大核心
2025年第5期786-794,共9页
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基金
国家自然科学基金(52171336)
湖南省教育厅科学研究项目(23C0135)
+2 种基金
湖南省自然科学基金(2025JJ60055)
海洋工程全国重点实验室上海交通大学开放基金(2461)
长沙市自然科学基金(kq2402005)资助项目.
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文摘
多流体域声传播研究在船海工程中具有重要的应用价值,如气液共存的管道声传播分析、海底掩埋物探测等。经典有限元法求解此类问题时存在两个难点。一是中高波数下解存在严重的数值色散误差;二是耦合界面附近必须使用精细网格。这些难点导致有限元法的计算量较庞大,需人工干预以生成高质量网格。与有限元法相比,弱形式无网格法无需传统意义上的网格划分,其解的色散误差效应更弱,保证了良好的计算精度及效率,但径向基无网格形函数具有不连续性质,导致质点振速连续条件无法在界面上自然满足。因此,本文提出了多流体域声传播计算的无网格伽辽金弱形式,运用罚函数法重构了界面上的质点振速连续条件。数值分析表明,无网格解与参考解相符,且计算精度及效率优于有限元解。
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关键词
多流体域声传播
有限元法
弱形式无网格法
罚函数法
计算声学
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Keywords
acoustic propagation in multi-fluids
finite element method
weak-form meshfree method
penalty function method
computational acoustics
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分类号
O242.21
[理学—计算数学]
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