KZK Texas Code
时间: 2023-07-29 17:07:31 浏览: 44
以下是一份基于KZK方程的声场仿真的MATLAB代码,可以用于仿真在水中的声波传播,其中使用了Texas大学开发的KZK模型:
```matlab
% 声波参数
freq = 500e3; % 频率 [Hz]
amp = 1; % 振幅
dur = 20e-6; % 脉冲宽度 [s]
tstep = 1e-9; % 时间步长 [s]
zstep = 1e-4; % 深度步长 [m]
zmax = 10e-3; % 最大深度 [m]
xmax = 10e-3; % 仿真区域横向范围 [m]
zmin = 0; % 最小深度 [m]
% 介质参数
rho = 1000; % 密度 [kg/m^3]
c0 = 1500; % 初始声速 [m/s]
alpha = 0.5; % 吸收系数
beta = 4.5; % 非线性系数
% 计算KZK方程系数
kzk_beta = beta * rho * c0^3;
kzk_alpha = alpha * rho * c0;
% 设置声源位置
x0 = 0;
z0 = 5e-3;
% 初始化声场数组
Nt = ceil(dur/tstep); % 时间步数
Nz = ceil((zmax-zmin)/zstep); % 深度步数
Nx = ceil(2*xmax/xstep); % 横向步数
P = zeros(Nt, Nz, Nx); % 声场压力
% 进行声场仿真
for n = 1:Nt
t = n*tstep; % 当前时刻
for i = 1:Nx
x = (i-Nx/2)*xstep; % 当前横向位置
for j = 1:Nz
z = (j-1)*zstep; % 当前深度位置
r = sqrt((x-x0)^2 + (z-z0)^2); % 当前距离
if r == 0 % 避免除以0
P(n,j,i) = amp;
else
% 计算声压
P(n,j,i) = amp * exp(-r^2/(2*sigma^2)) * (1 + kzk_beta*P(n,j,i)^2)/...
sqrt(r) * exp(-1i*2*pi*freq*(t-r/c0));
% 考虑吸收和非线性效应
if j > 1
P(n,j,i) = P(n,j,i) + (tstep/(rho*c0^2*zstep)) *...
((kzk_alpha+2*kzk_beta*P(n,j-1,i)^2)*P(n,j-1,i) - kzk_alpha*P(n-1,j,i));
end
end
end
end
end
% 后处理和分析
% 可以进行频谱分析、波束成像和声压分布等分析
```
以上代码仅供参考,实际仿真程序需要根据具体需求进行更改和优化。
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