水下物體聲散射的α有限元法數(shù)值仿真研究.pdf

1、采用傳統(tǒng)有限元模型時(shí),計(jì)算剛度往往比實(shí)際剛度更“硬”，從而使得有限元法（FEM）在計(jì)算聲學(xué)數(shù)值問(wèn)題時(shí)的離散誤差隨波數(shù)的增長(zhǎng)而增大。劉桂榮在結(jié)合無(wú)網(wǎng)格法中的應(yīng)力光滑技術(shù)和傳統(tǒng)有限元法后提出了光滑有限元法（SFEM），基于節(jié)點(diǎn)光滑的有限元法（NS-FEM）是其中一種，然而節(jié)點(diǎn)光滑有限元模型的計(jì)算剛度往往比實(shí)際剛度更“軟”?；趥鹘y(tǒng)有限元法和節(jié)點(diǎn)光滑有限元法的特點(diǎn)，劉桂榮提出了α有限元法（α-FEM）。α-FEM在使用梯度光滑技術(shù)的同時(shí)引入因

2、數(shù)α，調(diào)整節(jié)點(diǎn)光滑有限元法剛度矩陣和傳統(tǒng)有限元法剛度矩陣在整體剛度矩陣所占比例，得到適中的有限元?jiǎng)偠饶Ｐ?，進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的數(shù)值計(jì)算結(jié)果。本文使用α-FEM計(jì)算了單目標(biāo)和雙目標(biāo)的無(wú)界域聲散射問(wèn)題，具體內(nèi)容如下：
　　1.結(jié)合有限元理論、節(jié)點(diǎn)光滑有限元理論和無(wú)反射邊界條件理論，推導(dǎo)了α-FEM的外聲場(chǎng)計(jì)算控制方程。
　　2.采用α有限元法計(jì)算了剛性無(wú)限長(zhǎng)圓柱散射聲場(chǎng)并與FEM解和解析解對(duì)比，討論α有限元法的準(zhǔn)確性和收斂性。