一种水下潜航器多次声散射特性预报方法、电子设备及程序产品
知识产权简介
水下潜航器作为海洋资源开发关键装备，呈现类型多样、形状复杂的特点，对其探测与识别是水下安防工作的重点发展方向之一。相较于光、电磁或被动声探测等手段，主动声纳是探测识别水下无人潜航器的更为有效手段。为了提高主动声纳探测系统的准确性和探测效率，需要对潜航器的回声特性具有一定了解。如图1所示的某作业级ROV(Remote Operated Vehicle)，具有扩展作业底盘、导流罩、螺旋桨槽道、螺旋桨导管、电子舱和液压单元等复杂结构，入射声波会在上述结构表面发生多次声散射。国内外目前对水下复杂潜航器多次声散射所导致的回声精细特征研究较少，并缺乏高效的复杂潜航器多次声散射预报模型，无法满足现代水下安防需求。 因此，本专利提出了一种水下复杂潜航器多次声散射特性快速预报方法，该方法利用迭代物理声学多层分组模型将潜航器多次散射声场近似为非空组内离散面元不同阶散射声场相干叠加结果，具有物理意义清晰、计算精度和效率高的优点。
转化前景
本专利对应产品为水下复杂潜航器多次声散射特性快速预报模型及配套软件系统，其技术优势在于首创迭代物理声学多层分组算法，突破传统单次散射局限，实现复杂结构高阶声散射的高效计算，计算效率较传统边界元法提升10倍以上，支持10^6量级面元的全尺寸潜航器建模，且精度国际领先（预报结果与实验数据幅值误差≤3 dB，适用1kHz-400 kHz声纳频段）；产业化应用前景广阔，军事领域可为水下无人潜航器探测识别及声隐身设计提供核心工具，海洋工程领域助力ROV/AUV声学反射特性优化以提升深海作业安全性，商用市场可集成至ANSYS/COMSOL等仿真平台填补复杂目标声散射预报软件空白。