水下声波传播过程的时域间断Galerkin有限元方法

来源：计算力学学报杂志2021年第2期北京时间：

作者：李瑞敏,郭攀,张景飞,武文华,王飞

单位：郑州大学 力学与安全工程学院, 郑州 450000,郑州大学 力学与安全工程学院, 郑州 450000,郑州大学 力学与安全工程学院, 郑州 450000,大连理工大学 运载工程与力学学部 工程力学系, 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,郑州大学 力学与安全工程学院, 郑州 450000

摘要：本文构建了声压波动方程的改进时域间断Galerkin有限元方法。传统时域连续有限元方法在计算高梯度、强间断特征水中声波传播问题时往往会出现虚假数值振荡现象，这些数值振荡会影响正常波动的计算精度。为了解决这一问题，本文通过引入人工阻尼的方式构建了改进的时域间断Galerkin有限元方法，并针对具有高梯度、强间断特征的多障碍物复杂边界和层合液体介质声传播问题进行了计算。计算结果表明，与传统时域连续方法如Newmark方法计算结果对比，所发展方法能较好地消除高梯度和强间断声压力波传播过程中虚假的数值振荡，具有较高的计算精度。问题的求解为进一步流固声耦合问题的研究奠定了基础。

关键词：声波,时域间断伽辽金有限元方法,冲击,数值振荡,

基金资助：国家自然科学青年基金（51904272）；河南省高等学校重点科研项目计划（18A620003）；河南省博士后科研项目（00182001）资助项目.