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一种更具普适性的浅海不确定声场快速算法
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O422.2[理学—声学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]海军工程大学电子工程学院,武汉430033
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51009146)资助的课题.
中文摘要:

非嵌入式随机多项式展开法是目前性能最优的一种不确定声场快速算法,但配点的选择对算法计算精度影响较大,且当计算随不确定海洋环境参数变化剧烈的声场输出时,需采用分段概率配点法等特殊方法处理。基于Kriging模型提出了一种新的浅海不确定声场快速算法。首先给出了该算法的理论推导,然后通过数值计算验证了算法性能,并给出具体的物理解释。结果表明:在同等条件下,新算法的计算精度较非嵌入式随机多项式展开法更高;无需针对声场输出随不确定海洋环境参数的变化情况采取特殊处理过程;克服了非嵌入式随机多项式展开法为提高计算精度将随机多项式展开至非常高的阶数,从而增加计算量的不足;较非嵌入式随机多项式展开法,其样本点的选择简单易行,且可直接计算误差。因此,本文算法较非嵌入式随机多项式展开法普适性更强。

英文摘要:

Non-intrusive polynomial chaos expansion (NPCE) method is a fast algorithm with the best performances for an uncertain acoustic filed currently, in which the selection of collocation points is an important factor for the computational accuracy, and some special processing methods such as piecewise probabilistic collocation method, should be adopted when the outputs of acoustic field vary severely with uncertain ocean environmental parameters. A new fast algorithm for uncertain acoustic filed in shallow-water is proposed based on Kriging model. The theoretical description of the new algorithm is given, and numerical simulations are conducted to verify the performances of the proposed algorithm. The physical interpretations are given in detail. The results demonstrate that the proposed algorithm is more accurate than the NPCE method under the same conditions, and any special processing method does not need to be adopted when the outputs of acoustic field vary severely with the uncertain ocean environmental parameters. The weakness of NPCE method can be overcome by the proposed algorithm, which is that the computational cost increases with the stochastic polynomial expanding to a higher order for enhancing the computational accuracy. The selection of sample point of the proposed algorithm is simpler and easier than that of NPCE method, and the calculation errors can be given directly. Thus, the proposed algorithm is more universal than NPCE method.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876