水声技术是进行水下目标包括掩埋目标探测的主要手段,水下掩埋物的声散射特性研究是进行掩埋目标探测与识别重要的理论与技术支撑之一,也是水声学研究的一个热点与难点。随着水声技术的发展与实际应用需求的增加,研究水下掩埋物的声散射特性具有更现实的意义。本文的工作旨在建立水下掩埋物的声散射仿真计算模型,分析不同的掩埋条件下目标的声散射特性,为有关的试验测试与技术应用提供参考依据。首先,针对理想流体介质中目标的声散射问题介绍了声场的控制方程及其数值求解方法,在多物理场仿真分析软件COMSOL中建立二维与三维弹性目标的声散射仿真模型,通过与相应解析解的对比验证数值计算方法的正确性,并且对部分建模参数进行参数化分析,探讨了精确高效的建模方法。然后进一步介绍了用以模拟水下沉积物的多孔弹性介质模型理论,结合水中声学问题的建模方法建立水-沉积物声学仿真模型,计算了不同频率下的沉积物界面声波反射系数与沉积物中声传播衰减系数,分析了多孔介质孔隙率、流体密度以及固体颗粒密度等介质参数对水下沉积物声学特性的影响规律,结果表明声波垂直入射时增大、增大或减小,均会使声压反射系数降低。接着基于水-沉积物模型建立沉底目标的声散射模型,分析界面对目标散射声场分布特性的影响。最后建立水下掩埋物的多物理场耦合的声散射仿真计算模型。通过数据集的显式运算方法分离沉积物界面反射与透射对目标散射声场的混叠,呈现掩埋目标散射声场在沉积物与水中的分布特性。基于二维仿真模型分析了入射角、掩埋深度、材料参数等对目标散射声场的影响,并针对轴对称目标建立相应的二维轴对称仿真模型,相对于三维声散射模型,大大降低了其计算量。最后通过MATLAB编程实现了应用离散逆傅里叶变换方法将声散射频域计算结果转换为时域回波,在时域分离出界面反射与目标散射信号,分析了不同掩埋条件对声压回波的影响。