并行計(jì)算水下大尺度彈性殼體的低頻聲散射
本文選題:聲散射 + 有限元; 參考:《計(jì)算機(jī)科學(xué)》2017年03期
【摘要】:有限元與邊界元耦合模型是研究水下彈性殼體目標(biāo)低頻聲散射常用的數(shù)值方法。應(yīng)用該模型計(jì)算大尺度彈性目標(biāo)的聲散射時(shí)需要大量的計(jì)算時(shí)間與存儲(chǔ)空間,采用并行數(shù)值的方式可以解決這一問(wèn)題。首先并行計(jì)算生成有限元矩陣和邊界元矩陣,然后應(yīng)用并行化的廣義極小殘差(GMRES)迭代算法求解大型非對(duì)稱線性方程組。詳細(xì)敘述了并行GMRES(m)迭代算法的執(zhí)行過(guò)程,并以球殼的聲散射計(jì)算為例分析了迭代步數(shù)對(duì)算法收斂情況的影響。最后計(jì)算了Benchmark目標(biāo)模型的低頻散射聲場(chǎng),分析了其收發(fā)分置散射目標(biāo)強(qiáng)度以及表面聲場(chǎng)的分布。
[Abstract]:The coupling model of finite element and boundary element is a commonly used numerical method to study the low frequency acoustic scattering of underwater elastic shell target. It takes a lot of computing time and storage space to calculate the acoustic scattering of large scale elastic target by using this model, which can be solved by parallel numerical method. First, the finite element matrix and boundary element matrix are generated by parallel computation, and then the generalized minimal residuals (GMRESs) iterative algorithm is applied to solve large asymmetric linear equations. The implementation process of the parallel GMRESm) iterative algorithm is described in detail, and the influence of the number of iterative steps on the convergence of the algorithm is analyzed by taking the acoustic scattering calculation of the spherical shell as an example. Finally, the low frequency scattering sound field of the Benchmark target model is calculated, and the intensity of the scattering target and the distribution of the surface sound field are analyzed.
【作者單位】: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所北海研究站;中國(guó)海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】:山東省超級(jí)計(jì)算科技專項(xiàng):水中大尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)彈性體目標(biāo)聲特性的并行計(jì)算技術(shù)研究 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11304344) 山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2013AQ026)資助
【分類號(hào)】:TB56
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本文編號(hào):1900028
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