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仿生算法在水声声场建模中的创新应用研究

目录

仿生算法在水声声场建模中的创新应用研究（1）．．．．．．．．．．．．．．．．4

文档概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2国内外研究综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3主要研究思路与结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

仿生算法基本理论及其在水下环境声场分析中的适配性．．．．．．．13

2.1仿生计算方法的概述与发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2多种优化算法的原理比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.3仿生技术在水声环境建模中的适用性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

声波在水下介质中传播的特性及传统建模方法的局限性．．．．．．．24

3.1水声波的物理传播规律与影响因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.2当前水声模型的主要类型及其技术短板．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

3.3现有仿生模型在水声传播场景中的实际应用案例．．．．．．．．．．．．28

基于仿生计算的水声声场数值模拟框架构建．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.1水下声传播环境的数学描述与模型参数化．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.2多目标优化算法在水声参数反演中的设计路径．．．．．．．．．．．．．．35

4.3算法部署的系统实现流程与关键步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

仿生模型在水声声场正反演问题中的具体应用与实验验证．．．．．39

5.1声源信号重建问题中的仿生求解策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

5.2距离、温度及盐度等变量影响下的声场预测精度验证．．．．．．．．44

5.3实验数据采集方案与仿生优化结果对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．45

传统水声建模方法与仿生计算方法的对比评价．．．．．．．．．．．．．．．49

6.1在计算效率、收敛速度及鲁棒性方面的性能差异．．．．．．．．．．．．50

6.2不同场景的适用性权重分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

6.3技术选择的动态权衡机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

研究局限性与未来研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

7.1当前仿生算法在水声领域仍存在的挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

7.2融合物理智能与机器学习的前沿探索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

7.3应用场景的拓展性思考．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

8.1研究成果的系统性总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

8.2对仿生计算技术发展水声模型的启示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

8.3对未来行业规范的建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

仿生算法在水声声场建模中的创新应用研究（2）．．．．．．．．．．．．．．．72

一、内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

1.2国内外研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

1.4技术路线与框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

二、水声声场建模基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

2.1水声传播物理机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

2.2传统建模方法局限性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83

2.3声场特性参数表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．