数字波导网络算法在矢量声场中的应用研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文数字波导网络算法在矢量声场中的应用研究姓名：田玲爱申请学位级别：硕士专业：声学指导教师：朴胜春20070301哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要由于矢量传感器能够获得声场的矢量信息，从而改善声纳的性能，所以矢量传感器被广泛应用于水下声传播和水声工程的研究中。迄今为止，大多数水声传播模型都是标量场的建模，所以建立一种矢量声场的模型对于水声传播是非常有必要的。本文将数字波导网络法应用到矢量声场的研究中。数字波导网络法是一种基于波动理论的声场建模的新方法，它通过电声类比将波动方程

2、的求解等效为电路网络的求解，把波的传播看作波变量在多维空间的散射和传播。数字波导网络的基本组成是双向时延线路和和散射结点，波导中的能量通过双向时延线路在网络中传播，入射到散射结点时发生散射。本文首先将数字波导网络法应用到一维和二维振动系统中，所得结果与解析解符合得很好。然后分别对二维和三维均匀有源声场进行了模拟计算，得到了声场的传播损失曲线，并将所得曲线与FFP法和虚源法所得传播损失曲线作比较，不同算法所得结果符合得很好，说明数字波导网络法在水声传播领域中的应用是可行的，但是算法的复杂性和计算机

3、内存的局限性是数字波导法存在的两个不足点。本文的最后还对数字波导网络法存在的色散误差等做了分析，并对以后的研究工作提出了一些建议。关键词：矢量声场；声传播模型；数字波导哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTAsthevectorsclKqorcallprovidevectorsoundfieldinformationforthesonarperformanceimprovement,ithasbeenwidelyusedintheunderwatersoundpropagationandun

4、derwateracousticengineeringresearch．Uptillnow,mostoftheunderwatersoundpropagationmodelsarcaboutthescalesoundfield．Itisnecessarytodevelopvectorsound丘eldmodelforundel"wateTsoundpropagationresearch．Inthisthesis，thedigitalwaveguidenetworks∞WN)methodisapp

5、liedintheresearchofvectorsoundfield．11地DWNisanewmethodbasedonthewavetheoryt0modelthesoundfield．whichsolvethewaveequationsassolveacircuitnetworksbasedontheanalogybetweentheacousticsystemandtheelectricalnetworks．11地DWNtreatthesoundpropagationasthescatt

6、eringandpropagationofwavevariablesinmultiple-dimensiens．1kbasicelementsinawaveguidenetworkarethebidirectionaldelaylinesandthescatteringjunctions．11砖bidirectionaldelaylinescarryenergyfromonepartofthenetworktoanother,andtheenergyincidentonajunctionmayb

7、ereflected．Inthisthesis，thevibratingsystemsofonedimensionandtwodimensionsaresimulatedbyDWN，andtheresultsalecomparedwiththeanalyticsolutions．Then,thedigitalwaveguidenetworksareusedtocalculatethetransmissionlossofapointsourceinahomogeneousoceanenvironm

8、entoftwodimensionsandthreedimensions．111eresultsarecomparedwiththeFI甲methodandimagemethod．．nlcconsistencybetweentheresultsofthesemethodsshowsthatitisfeasibletoapplythedigitalwavaguidenetworksintheunderwatersoundpropagationmodel．Butitshouldbenotedthat