内部填充流体的弹性壳体的声散射特性研究

【摘要】： 水下弹性目标的声散射研究是水声工程中较为关注的问题,也是主动声呐探测和识别目标的基础。水下声呐目标常采用壳体结构,所以壳体的声散射研究长期以来一直是研究的热点,对壳体中有填充物时声散射研究也受到研究者的特别重视。本文主要研究内部填充的弹性壳体声散射,采用分离变量法结合边界条件导出平面波入射弹性球体及内部填充的弹性壳体的散射声场表达式。研究内容包括球体以及壳体声散射理论研究和实验测量。具体研究内容如下: 1.给出了不同散射体(包括刚性球体,弹性球体,球壳,圆柱壳)对应的边界条件,并得出不同边界条件下散射系数。介绍了远场散射形态函数以及共振散射的概念,并给出数值计算结果。 2.计算了不同球壳厚度和不同流体填充的球形散射体远场散射形态函数,分析了壳厚、频率和负载对形态函数的影响并计算了散射场的空间指向性图。 3.给出圆柱壳体远场散射形态函数以及圆柱壳体散射场空间指向性图。 4.进行了弹性壳体共振散射水池实验研究,分析了弹性球壳和圆柱壳的反向散射特性,验证了理论分析结果的正确性。