二维水下声辐射问题的改进径向基点插值法研究

来源：计算力学学报杂志2024年第2期北京时间：

作者：桂强,孙磊,游翔宇,柴应彬,李威

单位：华中科技大学 船舶与海洋工程学院, 武汉 430074,华中科技大学 船舶与海洋工程学院, 武汉 430074,长沙理工大学 水利与环境工程学院, 长沙 410114,武汉理工大学 船海与能源动力工程学院, 武汉 430063,华中科技大学 船舶与海洋工程学院, 武汉 430074,华中科技大学 船舶与海洋水动力湖北省重点实验室, 武汉 430074,高新船舶与深海开发装备协同创新中心, 上海 200240

摘要：径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值法。该方案采取一个简单而直接的格式,可确保在进行数值积分时同一背景积分单元中的被积函数是连续可微的,从而减小数值积分误差,得到比原始径向基点插值法更精确的数值解。同时,为了处理外声场问题,本文采用DtN映射技术将无限域截断为有界计算域,满足索默菲尔德辐射条件。数值试验表明,相比于传统有限元法和原始径向基点插值法,本文改进方法具有更高的计算精度和计算效率,在研究水下声辐射问题时具有良好的应用前景。

关键词：径向基点插值法,水下声辐射,DtN映射,无界域,无网格技术,

基金资助：国家自然科学基金（52171336）资助项目.