中文摘要：

水下障碍物如礁石、桥桩、沉船等的探测与识别在海洋探测、航道治理等领域应用十分广泛。本课题以水下弹性障碍物的声波探测与识别为目的，拟发展基于扩展拓扑灵敏度概念的非迭代弹性障碍物重建方法。首先针对弹性障碍物的声波反散射问题，扩展一阶和高阶拓扑灵敏度的概念并推导相应的公式；然后发展流-固耦合情况下波传播问题的边界积分数值计算方法，实现基于拓扑灵敏度概念的弹性障碍物重建；采用数值试验验证该方法的有效性，并与理论分析相结合探讨该方法的应用范围和对测量误差的敏感性；最后进行室内和现场试验，验证该方法对真实试验数据的有效性。本项目的研究成果可突破现有声波反散射问题求解方法的局限性，在水下探测、地质勘探和医学成像等领域具有广泛的应用前景。