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面向对象的水下声场仿真应用框架研究

童立  
【摘要】: 本论文在对水下声场仿真的深入研究基础上,总结了简正波模型、声线模型、抛物型模型、快速声场模型、多路经展开模型等五大类传播模型的结构特点和求解方法;详细分析了水下声场仿真领域的对象关系,建立了领域对象分层模型,并对领域内可重用组件进行了详细分析;针对领域需求,建立了基于MVC(Model/View/Controller)模式的水下声场仿真应用框架。在该应用框架们设计中,使用了设计模式和组件技术,大大增加了应用框架的扩充性和重用性,使框架的结构更加合理和灵活。 为了确保该应用框架的正确性和有效性,本文从以下两个方面对该应用框架进行了验证:(1) 在该框架基础上,开发了水下声场预报原型系统,针对几种典型海洋环境,利用框架牛的多种传播模型进行了声场预报仿真研究,结果正确;(2) 扩充了应用框架的功能,利用声场仿真研究了海洋信道响应特性。并从声场传播角度出发,研究了本舰噪声信号沿一定的角度进入水平拖曳线列阵这一现象的形成机理。同时讨论了水平拖曳双线阵相减处理对该噪声的抑制作用,该项研究的部分结果已经应用到实际工作中,并取得良好的效果。 本论文的工作和研究成果融先进性和实用性于一体,具有一定的独创性。面向对象的水下声场仿真应用框架以其完备的体系结构,以及优良的可维护性、可扩充性和重用性,为水下声场的建模和仿真提供了全新的技术实现手段和强有力的支撑工具。新的模型可随时根据需要扩充到应用框架中,操作简单方便。并且,该应用框架具有较强的通用性,其不仅适用于水下声场仿真,而且在整个水声领域范围内都具有一定的适用性,对水声领域中其它仿真系统的建设也具有较高的参考价值。使用该应用框架能够以短时间、低成本开发出高质量的应用软件系统。同时,本论文为特定领域面向对象应用框架方法学的研究提供了新的研究思路和方法,具有较高的学术意义和实用价值。


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