求解声学问题的元胞自动机方法

为探究元胞自动机(cellular automata,CA)方法在求解声学问题中的适用性,结合CA原理与声波方程导出一维平面波场CA的局部演化规则,构建出一维声学CA模型,并计算不同边界条件下声管内的声压分布,同时对比解析解验证模型的正确性;以球坐标下的声波方程为基础,推导出脉动球源Y函数的CA局部演化规则,进而建立二维声学CA模型;利用该模型探讨脉动球源声辐射规律,并将分析结果与解析解进行对比。结果表明:所建立的声学CA模型能准确模拟平面波场与球面波场声辐射规律,且结果与解析解吻合程度高;该CA模型可避免传统CA模型中元胞状态各向异性更新的问题;对于双球源组合声场,该CA模型依旧具有良好的适用性。