浅析仿真软件在水声工程的应用

中船第七一五研究所 闫志杰

有限元分析（FEA）是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。该方法将解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而是一个很有效的工程分析手段。总体来说，该计算方法利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟，是迅速发展起来的一种针对结构力学分析的现代计算方法。它利用简单而又相互作用的元素（即单元），用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。该方法首先在连续体力学领域应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛地扩展应用到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。当然在水声行业内也扮演着很重要的角色。

基于FEA算法编制的软件，即所谓的有限元分析软件。通常，更具软件的适用范围，可以将之区分为专业有限元软件和大型通用有限元软件。经过几十年的发展和完善，各种专用的和通用的有限元软件已经使有限元方法转换为生产力。

本文将重点通过ACTRAN这一在水声行业应用比较广泛的软件的使用来举例说明仿真软件在水声行业中的应用。ACTRAN软件现在已经覆盖了振动声学和流动声学的各个方面，具备了与当今最先进技术相结合的广泛特征，是当今市场上最完善的声学模拟软件。……