部分浸水周向开口圆柱壳声散射特性研究

屈凯旸，王 斌,2，范 军

（1.上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心海洋工程国家重点实验室，上海200240；2.哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，哈尔滨150001）

0 引 言

随着低频大功率主动声呐和声制导反舰鱼雷智能化的发展[1]，水面舰船的回波特性越来越受关注，蕴含其中的水面舰船线型、结构、尺度、航速等信息是主动声呐探测与识别的重要依据[2]。水面舰船回波的物理本质是界面附近目标声散射问题。汤渭霖教授提出了沉底水雷声散射三亮点模型[3]，该方法在水面附近目标的散射特性研究中同样适用[4]。而关于流体中圆柱壳的声特性，国内外很多学者也曾做过大量研究。Junger[5]对流体中简单结构（例如球体、柱体、板等）的声散射问题进行了权威、细致的论述；何祚镛[6]较系统地讨论了无限长、有限长与周期加肋圆柱壳的声振特性；范军和刘涛[7]较深入地研究了水中圆柱壳结构的声散射现象；叶文兵[8]研究了不同浸没状态下完整圆柱壳结构的远场辐射声压与输入能量流；张明敏[9]计算了端面开口的有限长圆柱薄壳的辐射声场问题。目前对于水中圆柱壳声散射的研究工作主要是在全自由域条件下对完整柱壳模型进行分析，鲜有在半无限空间中对周向开口圆柱壳结构的研究。本文开展了半无限空间周向开口圆柱壳声散射建模与机理研究，分析了散射声场变化规律及其主要影响因素。

1 理论建模

假设圆柱薄壳沿轴线方向为无限长，平面波垂直入射，柱模型在二维下展开讨论[10]。……