基于OSEM算法的冲击波超压场重建技术

王　凤，白原齐

(中北大学，山西 太原 030051)



基于OSEM算法的冲击波超压场重建技术

王凤，白原齐

(中北大学，山西 太原 030051)

摘要：利用走时层析成像方法重建水中爆炸冲击波超压场，结合冲击波传输特性来反演速度场完成冲击波超压场的重建。试验中爆炸点和传感器数目不足给重建过程带来困难，于是文中提出了一种基于先验信息的OSEM反演算法。首先建立数学模型，再运用MATLAB进行仿真实验，最后对仿真结果进行分析。实验表明，本文方案相比传统重建方法迭代次数更少、重建精度更高。说明该算法能有效解算这种欠定重建问题。在实际爆炸中实用性较高，可指导野外施工。

关键词：走时层析成像；水中爆炸；超压场重建

水下爆炸是毁伤舰船、潜艇以及大型鱼雷等水中航行器的一条重要途径，对舰船目标在水下爆炸作用下毁伤效应的研究历来受到各海洋强国的重视。对水中爆炸冲击波超压场重建的研究在评估水中爆炸的威力、控制爆炸的危害等爆炸安全技术方面意义重大[1，2]。

目前我们一般用水下压力传感器进行试验，测量出相应的冲击波超压，由于该类传感器防水性好、稳定性好、对系统响应频率高等，而能满足这种要求的压力传感器价格昂贵，为实际试验增加了成本费用。试验所用的传感器价格昂贵，传感器数目越少，试验成本越低，传感器数目越多，反演精度越高，同时试验成本也越高。

本文采用走时层析的方法重建水中爆炸超压场，此类工程问题必然导致重建数据的不完全。……