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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
针对射线、简正波、PE、FFP等传播模型的算法原理及其适用的海洋环境,建立了以Kraken声学模型计算软件为基础的海洋声场数值预报系统.应用该预报系统对4组典型的海洋声场进行了数值试验,结果表明:在相同的海面和海底边界条件下,声场分布是由声速剖面和声源位置决定的.在负梯度声场中,所有声线都折向海底,在极限声线外产生阴影区.声源位于声道轴附近的温跃层中会产生波导传播.用射线理论解释了上述现象的成因,指出了其实际应用价值.  相似文献   

2.
设计了可应用于船载条件下风速风向测量系统,该系统基于超声波传播时间差法原理,并采用由陀螺仪、加速度计和磁力计组成,全球导航卫星系统辅助的低成本微型组合导航技术来测量风速风向。硬件设计方面搭建了以STM32F4xx和可编程逻辑器件为核心的船载测风硬件系统,软件设计中通过编程实现对测量数据的采集和分析处理。该系统可实现船载海洋环境风速风向参数的智能化采集、管理及发布,具有广泛的应用前景和较高的应用价值。  相似文献   

3.
研究水平变化的海洋环境下声传播的计算方法.把Galerkin方法的简正波解应用于耦合简正波抛物方程,可同时考虑海水和海底声场计算,对水平变化的海洋环境问题的数值计算表明,在包含海水和海底的声场计算中该方法的计算结果都具有较高的精度.  相似文献   

4.
将海洋模式与声传播模型结合在一起,设计开发了一种适用于高性能计算机的全球海洋声学预报系统FIO-GOAFS,该系统以自然资源部第一海洋研究所全球0.1°分辨率海浪-潮流-环流耦合模式(FIO-COM)为基础,利用海洋模式预报的温、盐、深参数计算声速剖面,并对声速剖面进行水声环境特征诊断,之后将海洋模式与水下声场传播模型协同连接,结合地声模型(海底地形和底质参数),实现了全球海域的水声环境特征诊断及水下声场及相关结果的预报。海洋模型提供水下声学预报所需的水体声速、海浪波高等参数,地声模型提供海底地形、底质声速、密度以及衰减等参数,通过调用海洋-声学连接模块提取声传播路径的地形及海洋环境参数剖面,实现海洋模型和声学模型的有效连接。全球海洋声学预报系统在高性能计算机上并行实现,主要包括声场计算中的频点、方位角并行以及声学预报时针对地理空间区域的并行。最后,利用该系统预报并分析了全球海域的水声环境特性及声呐作用距离的季节变化和空间分布特征,为现代声呐的设计、操作和水下应用提供参考。  相似文献   

5.
精确获取剖面风数据对海上风电场规划选址、风能资源评估等至关重要。针对测风塔建设成本高、拆卸移动困难,而传统浮标电源供给较小、摇晃角度大等缺点,设计一种新型激光雷达浮标,实现了对目标海域的风资源剖面数据的观测、解算与自存储。在南海海域进行海试应用,并对观测的剖面风数据和传统大型海洋资料浮标风数据进行同步比测分析。结果表明,激光雷达测风浮标的测量结果与大型浮标测风数据吻合较好,风速R~2相关系数达到0.975,风向R~2相关系数达到0.932。该研究成果可为激光雷达测风浮标在海上风电开发和开展风场变化的科学研究等提供参考。  相似文献   

6.
一种船载海面通量观测的校正方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
设计了一种用滤波法校正船载超声测风测量仪数据、计算海-气通量交换的方法。对1988,1989两年西太平洋海域考察期间超声测风测温仪的实测资料作了订正,订正了船体运动、特别是摇摆运动对风速的影响,用涡旋相关法计算了海面边界层的感热能量、动量通量、阻力系数和稳定度值。分析了海面上能量、阻力系数随大气状况的变化规律。计算结果表明,海面上的通量、阻力系数与水平风速和稳定度之间存在着合理的有规律的关系,证明  相似文献   

7.
小型室内风浪水槽是海气界面多种微尺度过程实验研究的基础设施.造风造波系统是风浪水槽的核心部分.针对多种微尺度过程模拟的需要,设计了造风造波系统的硬件结构与控制软件.利用该系统,开展了多种造波、造风实验.通过对实验数据的分析,证明该设计满足各项预定指标,可以有效模拟多种海气界面风浪环境.  相似文献   

8.
海中平均声场的数值模拟Ⅰ   总被引:2,自引:0,他引:2  
周坚力  张仁和 《海洋学报》1982,4(3):283-291
水声传播规律是海洋声学研究的基本课题.利用电子计算机进行声场的数值模拟是研究声传播规律的重要方法,数值模拟也是声场数值预报的基础,近年来得到了迅速发展.国外已提出了许多种声场数值模拟方法[1-6],各种方法有不同的适用范围.  相似文献   

9.
研究了测波浮标中GPS传感器和加速度传感器共同作用下对近海测波的影响。介绍了测波浮标数据采集系统的基本框架和硬件设计;为提高测波浮标系统的测量精度,对多传感器进行了优化配置和信息的融合处理,并通过仿真验证了该设计性能的优越性。  相似文献   

10.
渤海海域的风特性统计分析   总被引:5,自引:1,他引:5  
利用渤海海域12个气象台站1965 ̄1986年20余年的定时测风资料,统计确定了该海域年最大风速的概率分布参数,常风向及风速相关系数;并利用该海域Jz20-2平台二个冬季的连续测风资料的相关台站20余年的定时测风资料,统计了渤海辽东湾疲劳的风速的概率分布及其分布参数,从而为该海域的海洋结构物设计和疲劳累积损伤分析提供了直接可用的风特性依据。  相似文献   

11.
Accurate estimates of net residual discharge in tidally affected rivers and estuaries are possible because of recently developed ultrasonic discharge measurement techniques. Ultrasonic measurement methods consist of: 1) the use of ultrasonic instruments for the measurement of a representative “index” velocity used for in situ estimation of mean water velocity and 2) the use of the acoustic Doppler current discharge measurement system to calibrate the index velocity measurement data. Methods used to calibrate (rate) the index velocity to the channel velocity measured using the Acoustic Doppler Current Profiler are the most critical factors affecting the accuracy of net discharge estimation. The index velocity first must be related to mean channel velocity and then used to calculate instantaneous channel discharge. Finally, discharge is low-pass filtered to remove the effects of the tides. An ultrasonic velocity meter discharge-measurement site in a tidally affected region of the Sacramento-San Joaquin Rivers was used to study the accuracy of the index velocity calibration procedure. Calibration data consisting of ultrasonic velocity meter index velocity and concurrent acoustic Doppler discharge measurement data were collected during three time periods. Two sets of data were collected during a spring tide (monthly maximum tidal current) and one of data collected during a neap tide (monthly minimum tidal current). The relative magnitude of instrumental errors, acoustic Doppler discharge measurement errors, and calibration errors were evaluated  相似文献   

12.
This paper presents the basis of acoustic method used for temperature field measurement of seafloor hydrothermal vent and two techniques of the parabolic interpolation and the bending compensation of propagation paths of acoustic signal are introduced. Experimental research is performed to exactly rebuild the temperature field around hot springs on the floor of Qiezishan Lake, Yunnan, China. The accuracy of the travel time estimation has been improved based on the aforementioned technique and method. At the same time, by comparison of the results of temperature field with different means, the max absolute error, the maximum relative error and the root mean square error are given. It shows that the technique and the method presented in the paper can be applied to the temperature field measurement detector around the seafloor hydrothermal vent. It also has a good accuracy.  相似文献   

13.
An acoustic positioning system using a continuous frequency-modulated (FM) ultrasonic wave transmitted from a sound source source located on the sea bottom is described in this paper. This system consists of a direction detecting system and a distance-change detecting system. The accuracy of the direction detection of the tested system was2degand the accuracy of the distance-change detection was within 0.10 m for a displacement of 50 m. Combining these two systems, it is possible to detect the change of position of the vessel sensitively. Since information from the phases of demodulated signals of the received FM ultrasonic wave is used exclusively, this system is excellent in signal-to-noise ratio (S/N) in spite of the simplicity of the electronic circuit. It was confirmed in experiments in the sea that both the direction detecting system and the distance-change detecting system worked well simultaneously, and that the combined systems would be suitable as an acoustic positioning system.  相似文献   

14.
海洋中声速起伏导致水声信道发生变化,进而引起声线到达结构的变化,对水声传播及定位精度产生一定影响。为讨论这一效应,基于TDOA体制建立了考虑声线弯曲的水下目标无源定位模型,分析了声速起伏对水下声传播路径及传播时间的影响,进而研究了声速起伏对水下无源定位测量精度影响程度。结果表明:当水平传播距离较大时,声速剖面起伏对声传播路径及传播时间的影响更为显著;以典型四元阵为例,若基线长度为20 km,接收阵位于水下5 km处,在不考虑其它随机误差影响下,海洋声速起伏造成的声源定位误差量级在0.5 m以内。分析结果有助于更好地利用环境特征优化无源定位测量方案,可为高精度水下无源定位系统设计及精度评估提供依据。  相似文献   

15.
孙显彬  郑轶  于非 《海洋科学》2019,43(1):95-100
以多传感器信息融合理论为指导,结合现代信息处理技术与数据驱动建模及科学计算技术,研究浅海超低频声源目标激发共存地震波的复合声场中超低频声波传播特性和数据驱动建模的水下目标深度识别等关键技术,并论证了技术实现方案及路径。结果表明:以复合矢量水听器、地震波监测仪等多传感器信息融合理论为指导研究前海超低频声源目标可以克服传统声场建模存在的问题,有助于浅海超低频声源目标探测及改善海洋水下声学监测手段。在提高声呐探测设备的测量准确度、精度方面具有重要的理论意义,对周边海域为浅海的我国海防具有实战价值。  相似文献   

16.
声学法深海热液速度场测量重建算法研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
介绍了利用声学法测量深海热液速度场的基本原理.利用往返飞渡时间差与流场速度的关系,应用反问题求解技术重建测量区域的速度场.应用最小二乘法对两种典型的热液口速度场模型进行了仿真重建,分析了换能器数量、实验测量误差以及换能器的布放对重建结果的影响,并对重建结果进行了流量分析.仿真重建的绝对误差、相对误差以及流量分析结果表明...  相似文献   

17.
海底沉积物的声学测量是海底测深的关键技术之一,应用于海底地形地貌测量、海洋矿产资源开采和海底工程建设等。海底沉积物声学测量方法中的原位测量方法可以避免保真采样法的强扰动性和遥测法的准确度、精度及灵敏度的不确定性等缺点,如何改进原位测量系统渐成为海底探测的研究热点。通过分析现有海底沉积物原位测量设备测试换能器的工作原理,针对垂直压入方式换能器测量深度有限,提出了一种通过改变换能器压入沉积物的角度来增加测量深度的方法。在理论上论证出在不低于换能器接收阈值时,测量深度随着掠射角的增加而增加。在不增加压入深度的前提下提供了一种增加测量深度方法。  相似文献   

18.
超短基线水声定位系统是海洋工程及水下无人系统中应用较广泛的精密仪器设备,为了提高对水下目标的定位精度,在使用前需对其进行校准。描述了一种基于最小二乘法迭代修正的超短基线水声定位系统校准方法,该方法以最小二乘法为基本原理,通过多次迭代修正的方式,修正基阵与GPS天线之间的平移偏差以及基阵与罗经之间的旋转偏差,从而提高系统的测量精度,最终通过湖上试验验证了该方法的有效性。  相似文献   

19.
Abstract

The high-frequency acoustic properties of seafloor sediments are very significant in seafloor study and underwater acoustic study field. In order to measure the sound speed and the attenuation for the small-scale sediment cores more accurately, this study developed a water coupled acoustic laboratory measurement system based on Richardson-Briggs technique. This method used the correlation comparison of waveforms received in sediment core and in identical reference tubes filled with water to measure sound speed and attenuation. The sound speed and attenuation of a clayey silt sediment sample were measured using the water coupled acoustic laboratory measurement system. This frequency dependence of the sound speed and attenuation showed that the clayey silt sediment has a weak positive sound speed dispersion, while the attenuation increases with a strong positive gradient within the measurement frequency range. This study also noted that the measured sound speed ratio match well with the empirical equations from literature. The measured attenuation factor data can fall in the Hamilton’s empirical prediction range.  相似文献   

20.
李江夏  朱钰  徐杰  姚宇 《海洋通报》2023,(3):260-271
全球再分析海面风资料在波浪模拟和风能资源评估等研究中发挥着重要作用,但风场资料种类繁多,且准确性在不同海域差异较大,使用时需要进行适用性分析。本文基于欧洲中期天气预报中心的ERA5和ERA-Interim再分析风场,利用多个站点的实测数据,分析了其在中国近海的适用性,并将再分析风场输入FVCOM-SWAVE波浪模型,对比了它们在常风天和台风天对波浪模拟的效果。结果表明:(1)常风天条件下ERA5和ERA-Interim资料在中国近海表现相似,风速较实测值略偏大,均能基本反映海表面风场变化和平均风速分布,吻合度指标在各站点均超过0.9;(2) ERA5对台风的模拟显著优于ERA-Interim,能较好模拟台风风速结构,对不同台风模拟精度差异大,整体上会低估台风风速;(3)风场质量是造成波浪模拟误差的主要原因之一,ERA5和ERA-Interim均能较好地模拟常海况下的波浪变化情况,而在台风浪的模拟中ERA5更优,“双台风”现象对风速和波浪的模拟准确度影响大。  相似文献   

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