一种全向声散射特性预报方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及舰船振动噪声领域，尤其涉及一种全向声散射特性预报方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、对目标的探测和隐身是实现水下安全的重要任务，对于小散射目标，借助主动发声实现探测是比较有效的途径，而进行目标声散射特性的快速预报是重要的技术基础。

2、目前基于物理声学的建模方法只能实现收发合置或者小角度散射声场预报问题，而无法计算弹性结构多方向回声的预报。进行全向散射声场的预报可以采用有限元和边界元方法，但该方法运算速度较慢，不适合进行大规模声学问题的预报，同时该方法只能够计算低频，而无法解决中高频弹性结构的散射声场建模，因此需要改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种全向声散射特性预报方法、装置及存储介质。

2、具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

3、根据本发明的第一方面，提供一种全向声散射特性预报方法，所述方法包括步骤：

4、获取元胞；

5、离散化所述元胞的目标边界；

6、生成所述元胞的分层四叉树结构；

7、对所述分层四叉树结构进行上行传递；

8、对所述分层四叉树结构进行下行传递；

9、对所述分层四叉树结构进行直接积分；

10、对所述分层四叉树结构进行迭代求解。

11、可选地，所述获取元胞包括步骤：

12、获取一个恰好包含所有元素的元胞；

13、将所述元胞定义为父元胞。

14、可选地，所述生成所述元胞的分层四叉树结构包括步骤：

15、获取元胞；

16、逐级将上一层所述元胞划分为四个大小相等的下一层元胞；

17、获取最终生成的分层四叉树结构。

18、可选地，所述逐级将上一层所述元胞划分为四个大小相等的下一层元胞包括步骤：

19、获取最底层所述元胞中包含的面元；

20、判断所述面元是否低于预设数目；

21、若是，停止对最底层所述元胞进行划分；

22、若否，将最底层所述元胞划分为四个大小相等的下一层元胞，并返回所述获取最底层所述元胞中包含的面元步骤。

23、可选地，所述对所述分层四叉树结构进行上行传递包括步骤：

24、获取所述分层四叉树结构的叶子、直接包含叶子的第一父元胞和包含子元胞的第二父元胞；

25、计算所述叶子的第一p阶多极子矩；

26、计算所述第一父元胞的第二p阶多极子矩；

27、计算所述第二父元胞的第三p阶多极子矩。

28、可选地，所述对所述分层四叉树结构进行下行传递包括步骤：

29、定位所述分层四叉树结构中的第2层元胞至叶子；

30、计算从所述第2层元胞至所述叶子之间所有元胞的局部展开系数；

31、计算所有叶子的局部展开系数。

32、根据本发明的第二方面，提供一种全向声散射特性预报装置，所述装置包括：

33、元胞获取模块，用于获取元胞；

34、边界离散模块，用于离散化所述元胞的目标边界；

35、结构生成模块，用于生成所述元胞的分层四叉树结构；

36、上行传递模块，用于对所述分层四叉树结构进行上行传递；

37、下行传递模块，用于对所述分层四叉树结构进行下行传递；

38、直接积分模块，用于对所述分层四叉树结构进行直接积分；

39、迭代求解模块，用于对所述分层四叉树结构进行迭代求解。

40、根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一项所述方法的步骤。

41、根据本发明的第四方面，提供一种计算机程序产品。包括计算机程序/计算机可执行指令，该计算机程序/计算机可执行指令被电子设备的处理器执行时实现前述任一项所述方法的步骤

42、根据本发明的第五方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述中任一项所述方法的步骤。

43、本发明提供的技术方案至少带来以下有益效果：

44、本申请提供的一种全向声散射特性预报方法、装置及存储介质采用元胞与树结合的网络结构来迭代，通过离散树结构的上行传递和下行传递，加速全向声散射的积分和迭代求解，从而得到的达到给定误差容限的目标散射强度；本申请将快速边界元模型与高性能嵌入式芯片适配，实现便携化部署模块，有利于在小型设备上实现对目标全向散射特性快速预报，支撑目标的探测和隐身的博弈。

技术特征：

1.一种全向声散射特性预报方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

2.根据权利要求1所述的全向声散射特性预报方法，其特征在于，所述获取元胞包括步骤：

3.根据权利要求1所述的全向声散射特性预报方法，其特征在于，所述生成所述元胞的分层四叉树结构包括步骤：

4.根据权利要求3所述的全向声散射特性预报方法，其特征在于，所述逐级将上一层所述元胞划分为四个大小相等的下一层元胞包括步骤：

5.根据权利要求1所述的全向声散射特性预报方法，其特征在于，所述对所述分层四叉树结构进行上行传递包括步骤：

6.根据权利要求1所述的全向声散射特性预报方法，其特征在于，所述对所述分层四叉树结构进行下行传递包括步骤：

7.一种全向声散射特性预报装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机程序产品。包括计算机程序/计算机可执行指令，其特征在于，该计算机程序/计算机可执行指令被电子设备的处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

技术总结本发明涉及一种全向声散射特性预报方法、装置及存储介质，所述方法包括步骤：获取元胞；离散化所述元胞的目标边界；生成所述元胞的分层四叉树结构；对所述分层四叉树结构进行上行传递；对所述分层四叉树结构进行下行传递；对所述分层四叉树结构进行直接积分；对所述分层四叉树结构进行迭代求解。本申请采用元胞与树结合的网络结构来迭代，通过离散树结构的上行传递和下行传递，加速全向声散射的积分和迭代求解，从而得到的达到给定误差容限的目标散射强度；本申请将快速边界元模型与高性能嵌入式芯片适配，实现便携化部署模块，有利于在小型设备上实现对目标全向散射特性快速预报，支撑目标的探测和隐身的博弈。技术研发人员：陈鸿洋,龚家元,陈欢,杨锦涛,汪晶晗受保护的技术使用者：汉江国家实验室技术研发日：技术公布日：2024/6/20