何心怡, 王 磊, 陈 菁, 高 贺



基于高斯声束模型的快速声场计算方法

何心怡1, 王 磊2, 陈 菁1, 高 贺1

(1. 海军装备研究院, 北京, 100161; 2. 中国科学院 声学研究所, 北京, 100190)

基于高斯声束模型提出了一种快速声场计算方法, 该方法在BELLHOP声场计算模型基础上增加声速剖面均匀网格插值、过层边界快速处理等步骤, 实现高斯声束轨迹方程和伴随方程迭代求解, 进而得到声线轨迹与传播损失等。该方法具有实时性强、算法稳健等特点, 可解决鱼雷自导性能实时预估及鱼雷攻击方案制订中对声场进行实时、准确预估的难题。仿真试验验证了其正确性与有效性。

鱼雷; 高斯声束; BELLHOP; 声场计算方法

0 引言

为充分发挥鱼雷的作战效能, 应根据战场态势与水文条件实时预估鱼雷自导性能, 并以此为基础制订科学合理的鱼雷攻击方案以保证鱼雷攻击行动的成功, 其中, 对声场进行实时、准确预估是预估鱼雷自导性能、制订鱼雷攻击方案的前提与基础。

有鉴于此, 基于高斯声束模型提出了一种快速声场计算方法, 该方法在BELLHOP声场计算模型基础上通过增加声速剖面均匀网格插值、过层边界快速处理等步骤, 大大提高声场计算的实时性及稳健性, 为鱼雷性能预估与攻击方案制订提供有力支撑。

1高斯声束模型与BELLHOP声场计算模型现状

基于高斯声束模型的声场计算方法均基于射线理论。传统的基于射线模型的声场计算方法在高频近程声场应用中具有技术成熟、实时性强、计算精度高、应用广泛等特点[1-7], 然而, 该方法对于中远程声场计算领域, 在实时性、计算精度等方面都存在严重的不足。……