基于α有限元法的二维水下声散射计算

发布时间：2020-08-03 19:04

【摘要】：众所周知,由于存在插值误差和污染误差的原因,高波数声学问题的有限元解是不可靠的。为了提高有限元法的求解精度,本文提出了一种新型的α有限元法来求解水下声散射问题。在α有限元法中,首先运用基于点的梯度光滑技术得到点光滑的梯度场,然后对点光滑有限元法进行推导。因此,α有限元模型既包含来自点光滑有限元模型的梯度成分又包含来自标准光滑有限元模型的梯度成分,充分利用了点光滑有限元模型的"过软"特性和标准有限元模型的"过刚"特性。为了处理外声场问题,本文运用了Dt N无反射边界条件。数值计算结果表明:与标准有限元法相比,α有限元法在水下声散射计算中具备更高的计算精度和计算效率。
【图文】：

α有限元法对求解声散射问题进行了推导，采用了DtN无反射边界条件［16］来将无限域转化为有限域。通过两个典型的数值算例，将α有限元解、标准有限元解和解析解或参考解来对比，验证了α有限元法的高精度和高计算效率特性。1二维声学Helmholtz方程和DtN人工边界理想介质中小振幅声波波动方程为:!2p－1c2

本文编号：2780067