声场分析
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基于简正波理论的水声传播特性仿真系统
本项目旨在构建一个完整的水声学简正波传播模型仿真环境，核心基于简正波理论（Normal Mode Theory）通过求解标量波动方程的特征值问题来描述声场分布。系统具备对浅海波导环境的精细化建模功能，能够处理理想波导、等声速梯度波导以及复杂层状底质波导中的声场计算。程序通过根搜索算法或特征根求解器获取各阶简正波的本征值与本征函数，利用简正波模态叠加原理计算声场的复声压分布。该工具能够详细展示声波在水层中不同深度的振幅模式，分析多途效应引起的干涉条纹。应用场景涵盖了水声通信链路质量评估、浅海声纳探测距离预测 -
超声波几何声场交互式仿真分析系统
该项目是一款专为超声物理特性研究及探头设计开发的专业仿真平台，通过MATLAB GUI界面实现了高度集成的几何声场建模与计算环境。系统的核心功能是模拟超声波在均匀介质或分层介质中的能量分布规律，基于几何声学理论对换能器发射的声压场进行数值解算。用户可以通过界面实时配置换能器的各项几何参数，如形状、有效孔径、工作频率以及形状因子等。系统能够自动计算并绘制出声束的轴向声压分布、平面内声强切面以及三维空间声场强度云图，清晰展现近场区的振荡特性与远场区的扩散特性。实现方法上采用了优化的数值积分算法，支持对点声源叠 -
声学边界元仿真与误差分析工具
本项目旨在利用MATLAB平台自主开发一套完整的声学边界元方法（BEM）仿真代码，主要用于解决频域内的声辐射与声散射问题。系统基于赫姆霍兹方程（Helmholtz Equation）建立边界积分方程，采用离散化网格技术（常单元或高阶单元）将连续积分转化为代数方程组。项目包含核心的前处理模块，用于定义几何模型、流体介质属性（密度、声速）及边界条件（如狄利克雷或诺伊曼边界）；核心求解器模块负责计算格林函数及其法向导数，处理奇异积分问题，组装影响矩阵并求解系统方程以获得边界上的未知声压或法向振速。此外，项目还集成了强大的后处理与误差分析功能，不仅能依据边界解重构任意外部场点的声压和声强，生成声压级分布云图和指向性图，还能针对标准模型（如脉动球源、刚性球散射）自动计算解析解，通过对比数值解与解析解来输出详细的声压值误差报告（包括相对误差、L2范数误差），以评估算法的精度和收敛性。
