國防科技大學氣象海洋學院在水聲傳播模型數值計算研究中取得進展
2023-07-08 08:56:50 來源：紅網
(資料圖片)
研究人員在交流。
紅網時刻新聞7月7日訊（記者 陳宗昊 通訊員 周富敬）近日，國防科技大學氣象海洋學院海洋物理研究團隊在水聲傳播模型數值計算研究中取得進展。
聲探測是最常用的水下探測技術，快速準確的水下聲場仿真能夠提升水下環境態勢感知的能力，對于海底礦藏勘探，水下考古、探測、識別、定位和導航均具有重要意義。
國防科技大學氣象海洋學院海洋物理研究團隊研究員王勇獻介紹，水下聲學傳播數值模擬速度太慢是不行的，傳統的那些方法都存在耗時比較長的缺點，設想一下我們的漁民在探魚的時候，肯定很希望邊走實時地給出魚群的位置。
團隊提出了一種基于譜方法離散化的寬角拋物方程模型，用于快速計算水下聲波的傳播。該模型的突出特點是通過切比雪夫譜方法對每一層的深度算子進行離散，然后將其組裝成全局矩陣并向前步進；處理傳播介質的水平不均勻性時，該模型巧妙地將水平步進與更新全局深度矩陣有機地結合在一起。
王勇獻表示，在典型的深海環境下，這個方法可以有效提升速度兩倍，在淺海環境下效果更加明顯，可以達到六到七倍。有了這個成果，將來對于漁業捕撈、深海考古等等都有顯著的促進作用。
據了解，新的譜方法聲傳播模型，可以精確地模擬軟質海底和硬質海底以及聲學半空間海底的場景，計算機數值模擬的速度得到了較大提升。使用完美匹配層技術截斷無界聲學半空間，也大大提高了半空間波導的計算速度；在低頻情況下，與現有的有限差分拋物模型相比，新提出的模型可達一個數量級的加速效果。（陳宗昊 周富敬）
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