复合材料舵的声散射特性仿真：与钢质舵对比研究

本研究论文深入探讨了水下复合材料舵的声散射特性，针对船舶与海洋工程领域的关键问题，作者宋沨和李威在华中科技大学船舶与海洋工程学院以及高新船舶与深海开发装备协同创新中心进行了细致的研究。他们采用了结合自动匹配层技术的声学有限元方法，借助LMS Virtual Lab这一高级声学计算软件，将钢质舵作为基准模型，对复合材料舵的声散射特性进行了模拟分析。 研究的重点在于比较两种舵结构模型——钢质舵和复合材料舵在不同条件下的表现。具体来说，他们考察了正横目标强度，即声波在特定方向上的接收强度，以及在不同角度入射时的近场散射声压。此外，还分析了水平面上的周向声散射目标强度指向性，即声波散射的方向特性。结果显示，复合材料在中高频段对目标强度的抑制效果显著，相较于钢质舵，其指向性目标强度在大多数角度下都较低。这意味着复合材料可能会减少声波在特定方向上的反射，可能有利于减小噪声或提高某些环境下的声隐身性能。 另一个重要的发现是，复合材料舵更容易让声波穿透并形成向前的强散射区域，相比之下，钢质舵则倾向于产生更多的背向散射回波。这种特性对于理解和设计船体噪声控制策略以及可能影响到声纳系统的探测性能。 本文的研究不仅有助于提高对复合材料在船舶结构中的声学性能理解，也为优化水下航行设备的设计提供了有价值的数据支持。论文引用的DOI和网络出版地址为后续学者追踪和引用提供了方便，同时关键词如“有限元法”、“自动匹配层技术”、“声散射”、“舵结构”、“复合材料”、“声压”等揭示了研究的核心内容和技术路线。这篇论文为船舶与海洋工程领域的噪声控制和声学性能提升提供了一项重要的理论依据。