FDTD算法及在浅海甚低频声场计算中的应用研究的任务书.docx

FDTD算法及在浅海甚低频声场计算中的应用研究的任务书
任务书
一、任务背景
浅海环境是海洋研究的重要领域之一，甚低频声场计算是研究浅海环境的重要手段之一。FDTD算法是一种数值模拟方法，具有精度高、计算速度快和适用范围广等特点，被广泛应用于声学、电磁学、光学等领域的计算中。本项目旨在探究FDTD算法在浅海甚低频声场计算中的应用效果，提高浅海环境研究的精度和效率。
二、任务目标
1.研究FDTD算法的理论知识和数值计算方法，了解其适用范围和注意事项；
2.探究FDTD算法在浅海环境甚低频声场计算中的应用效果和特点，评估其优缺点；
3.设计实际浅海环境的甚低频声场计算实验，采集实验数据，分析其特征和规律；
4.使用FDTD算法对实验数据进行计算和模拟，得出与实验数据相匹配的计算结果；
5.比较实验数据和计算结果的差异和误差，并分析其原因，提出改进建议。
三、任务内容
1.文献研究：查阅相关文献，了解FDTD算法的基本理论和数值计算方法，以及在声学计算中的应用情况；
2.掌握FDTD算法的数值计算方法：学习FDTD算法的数值解法，包括时间步进法、空间离散、边界条件处理等方面的知识；
3.进行实验和数据采集：选取浅海甚低频声场计算的实验场地，设置实验参数和采集装置，进行声场实验和数据采集；
4.数据处理：对采集到的实验数据进行处理和分析，计算声场的特征参数，如传播衰减、声速、波源辐射等；
5.应用FDTD算法进行计算和模拟：根据实验数据和分析结果，利用FDTD算法进行声场计算和模拟，得出计算结果；
6.分析实验数据和计算结果的差异和误差：比较实验数据和计算结果的差异和误差，分析其原因，提出改进建议。
四、任务要求
1.掌握FDTD算法的基本理论和数值计算方法，能够熟练使用计算软件进行模拟和计算；
2.熟悉声学实验仪器设备和声场实验方法，能够独立进行实验和数据采集；
3.具有精细仔细的工作态度和严谨的科学态度，能够严格按照实验流程和要求进行实验和数据处理；
4.能够熟练进行实验数据处理和分析，能够使用Matlab等分析软件进行数据处理和图形绘制；
5.具有一定的英文阅读和写作能力，能够阅读和翻译相关的英文文献和资料。
五、任务进度
本项目计划用时6个月，具体进度如下：
第1个月：文献调研和研究计划确定；
第2-3个月：掌握FDTD算法的原理和数值计算方法；
第4-5个月：进行实验和数据采集；
第6个月：数据处理和分析，并进行声场计算和模拟；
六、任务成果
1.撰写一份20-30页的研究报告，包含研究背景、目的、方法、数据分析、结果和结论等内容；
2.制作一份包含实验数据、计算结果和分析结果的PPT，用于展示研究成果和结果；
3.提交相关的研究数据和计算文档，便于他人进行进一步的研究和探究。
七、经费预算
本项目计划使用的经费为10万元，主要用于实验设备的购置、实验场地租赁、数据采集装置的购置、及研究人员的工资、差旅费等费用。
以上为本项目的研究任务书，如有需要，可与我们联系。