浅海波导中大尺度目标声散射的快速多极边界元模型

项目名称： 浅海波导中大尺度目标声散射的快速多极边界元模型

项目编号： No.11304344

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 安俊英

作者单位： 中国科学院声学研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 常规边界元方法应用于求解与实艇线度相当的大尺度目标的声散射时，计算规模庞大，导致无法在PC机上实现。为了快速求解和研究浅海波导中大尺度目标的散射特性，本项目研究基于对角形式快速多极子方法的改进快速多极边界元算法和大型线性方程组的预处理迭代求解技术，并与浅海波导中目标散射的理论模型耦合，建立波导中大尺度目标声散射的快速多极边界元数值模型，解决波导中大尺度目标散射的计算难题，分析波导中大尺度目标的散射特性。另外，求解用FMM方法加速的浅海波导中刚性球散射的解析解，同时在信道水池中进行实验，以验证数值模型的有效性。项目的研究成果为实现浅海中大尺度目标的主动探测、定位和识别提供理论基础。

中文关键词： 快速多极边界元；浅海波导；声散射；大尺度目标；

英文摘要： The solving of acoustic scattering from large-scale target comparable with the submarine scale cannot be achieved on PC due to the large-scale computation of conventional BEM(Boundary Element Method). For efficiently computing and studying the scattering characteristic of large-scale target in shallow water, the modified fast multipole BEM based on diagonal form FMM（Fast Multipole Method）and the precondtioned iterative method for large-scale linear equations will be studied. Coupling with the scattering model of target in shallow water, the fast multipole BEM model of large-scale target in shallow-water waveguide will be established, and the scattering characteristic will be analyzed. In addtion, the FMM accelerated alalytical solution of a rigid sphere in shallow-water waveguide will be obtained, and experiments in sound channel pool will be done to validate the numerical model. The results will provide a theoretical foundation for active detection, orientation and identification of large-scale target in shallow-water waveguide.

英文关键词： Fast multipole BEM；shallow-water waveguide；acoustic scattering；large-scale target；