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由于表面声道与深海声道间的耦合效应,声波在双轴海洋声道中的传播比较复杂,因此求解双轴海洋声道中的声场就比较困难。在 WKBZ 本征函数的基础上,推导出了参考界面相位修正的一致表达式,并将浅海声传播的波束位移射线简正波(BDRM)理论应用于计算双轴海洋声道中的声场,进行了数值模拟并与传统简正波方法进行比较,结果表明应用 BDRM 理论计算的传播损失具有很高的精度和速度,可以对双轴海洋声道内声传播问题进行分析和预报。 相似文献
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采用简正波方法对海水中的声传播特性进行了研究，介绍了简正波方法的原理，给出了一般情况下声传播损失的大体趋势和规律。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,(11)
基于简正波理论的波导不变量在声传播特性描述中已得到广泛应用,而当环境与距离无关或存在轻微扰动时,基于射线理论的声场特性可以用一个新的物理量—射线稳定性参数来描述。本文通过简正波干涉声场数值模拟,通过分析简正波相长干涉形成的能量包传播路径与射线传播路径相互关系,利用简正波水平干涉结构距离上的周期性与射线水平跨距相等的特点,采用简洁方式证明了射线稳定性参数与简正波波导不变量间的等价性,从而在射线和简正波理论中建立了一个新的联系。对远距离射线模型声传播仿真结果的分析表明,与射线传播时间相比,射线稳定性参数作为射线理论的一个新的参数,可有效用于描述声传播特性,并能够反映海洋环境变化,应用于海洋环境参数声学反演。 相似文献
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浅海内波及声场起伏数值研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为探讨声学方法监测(反演)海洋内波的可行性，分析ASIAEX2001亚洲海海洋声学实验定点温度链实验数据，结果表明：实验期间存在M2内潮波、周期10～30min非线性内波现象，并观测到双温跃层同相传播“双非线性内波”。分别对垂直和平行于内波传播方向传播声场进行了数值计算分析。垂直于内波传播方向的声传播计算结果表明：简正波波数时间演化函数的频谱与内波引起的声速剖面变化频谱基本一致；简正波系数(模值)时间演化函数的频谱与内波引起的声源位置处的声速演化函数的频谱基本一致；高阶简正波波数差随时间的变化要比低阶简正波波数差小约1个量级。平行于内波传播方向的声传播计算结果表明：内潮波主要导致相邻简正波间耦合；非线性内波包能够导致跨号甚至垮多号简正波间耦合。讨论了2种海洋内波声学监测方法。 相似文献
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均匀浅海中的平均声强与距离的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
均匀浅海中的平均声强,首先由布列霍夫斯基赫研究过,继后又有一些文献对这个问题进行了较深入的研究。由于过去的理论在对简正波求和时一直扩展到ι=∞(ι为简正波的序号数),这就使其结果难于同声源邻近的球面自由场相衔接。当要考虑到近场的一些特性时,必须顾及到声源在浅海中所激发的简正波数目的有限性。 相似文献
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中层冷水是出现在我国东海西北部和南黄海西部海区的一种特殊海洋现象,其分布规律及形成机制已有较清晰的认识,但这种现象引起的水声传播效应却尚不明确。应用KRAKEN简正波模型对1996-05一处实测中层冷水环境下的声场进行计算与分析,并与均匀声速环境下的声场进行比较,发现声波在冷水层中传播时在较强的陷获作用下能够形成波导型声场,使传播损失相对于常规环境明显减小,对于1kHz的声波2种声场的传播损失差异可达15~20dB。与深海波导不同的是,中层冷水环境引起的浅海波导是特定区域和季节条件下出现的一类特殊现象,其声场特性明显受到海面和海底制约,波导效应引起的声场能量变化与温跃层和逆温层的厚度以及梯度大小有关。 相似文献
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浅海中的平滑平均声场 总被引：14，自引：0，他引：14
浅海声传播问题虽然已进行过许多研究,但由于浅海声场往往包含大量简正波或射线,形成复杂的空间干涉结构,计算起来十分困难.实践表明,由于海洋环境与实验条件的不稳定性,使复杂的干涉结构很难与实验相吻合.有时实验点落在图1所示的理论曲线附近就认为是理论与实验基本一致,而不能验证曲线的精细结构.这种情况下人们就考虑用比较简便的方法计算声场的空间平滑结构,以避免繁琐的数值计算. 相似文献
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低盐透镜现象是珠江口陆架海域常见的一种中尺度现象,它的出现会影响水下声传播环境。利用南海北部陆架区的CTD资料分析了低盐透镜的结构特征,基于简正波和射线模型,建立二维波导环境,设置不同声源条件,对低盐透镜环境的声传播特性进行了研究。结果表明:低盐透镜会在海水上层形成声道,距离15 km处其传播损失较没有低盐透镜的情况小约15 dB。虽然低盐透镜声道厚度通常较小,但是较大的盐度梯度可以保证声道对声能的有效传播。当频率高于截止频率的声源置于低盐透镜内,声道效应有助于声音的远距离传播。 相似文献
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从射线声学和简正波声学的角度，概述了海洋声层析的基本理论，包括射线走时反演、简正波走时反演、简正波相位反演和简正波水平折射层析。海洋声层析以反演海水温度和流速为基础。还总结了声层析在海洋学研究中的应用。 相似文献
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海底对浅海声传播的影响很大。海底有复杂的多层结构。在计算声场时如果把多层海底的影响都考虑进去,就会使计算复杂化,得不出一个清晰的物理图象。因此,在计算中往往使用海底反射损失系数来代替多层海底的模型。但海底反射损失与角度有复杂的依赖关系。为了计算方便,提出过不少简化模型。已经使用的模型有反射损失与角度无关、与角度一次方成正比;后来又提出反射损失在某一临界角之下与角度一次方成正比,在临界角之上与角度无关的三参数模型,克服了远场与近场衔接的问题[1,2]。但这些模型不一定在所有情况下都能反映海底反射损失与角度的关系的主要特征。本文提出一个近似方法,可以计算海底反射损失按任意规律随角度单调上升的情况下的声场。 相似文献
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关定华 《海洋学报(英文版)》1982,1(1):58-61
The sound field in shallow water is closely relatcd to the acoustic properties of thesea bottom which has complicated stratified structure. The influence of the bottom onthe sound field may be described in terms of reflection coefficient. In early papers, somesimplified dependence of the bottom reflection loss on the grazing angle has been sug-gested. But these models cannot reflect the main characteristics of angular dependenceof reflection loss in all cases. In this paper a simple approach to the problem is sug-gested. The sound field in homogeneous shallow water can be calculated for sea bottom,the reflection loss of which is arbitrarily monotonously increasing function of grazingangle. In this paper it is pointed out that there is a simple transformation between theangle dependence of bottom reflection loss and transmission ratio of sound field. 相似文献
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为厘清海底沉积层声学特性信息的水声环境保障需求,构建浅海两层海底环境参数模型,并参考Hamilton海底底质9种分类设置沉积层声速、密度、衰减系数及厚度的参考值及计算采样区间,利用Kraken简振波模型,采用控制变量的方法,研究了浅海沉积层声学特性参数对声传播损失的影响;开展了建模理论推导及数值技术分析,研究了海底沉积层声学特性参数在模型计算过程中调用过程,并从建模计算的角度对仿真计算的结果进行解释,对海底沉积层声学特性调查装备发展及调查重点参数具有一定的参考价值。 相似文献
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本文对有限面积噪声源产生的噪声场的空间相关特性作了讨论。分别研究了接收器处于源区域里面和外面的情形。对一浅海典型声速剖面和 Baltic海区的噪声场相关特性及噪声场强度进行了计算 ,并与无限大噪声源平面的噪声场特性作了比较。同时 ,为把连续谱考虑在内 ,引入一虚假深海底 ,用复模式和来近似计算分支割线的贡献。但当接收器远离源区域时 ,连续谱经过在下介质中的长程传播 ,衰减迅速 ,故其对噪声场的贡献可以忽略 ,而仅考虑离散简正波场的贡献。结果发现 ,有限面积源的噪声场结构无论是水平结构 ,还是垂直结构均是不均匀的 ,都依赖于接收场点的绝对位置。这与无限大噪声源平面所形成的噪声场的特性是不一样的 相似文献
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通过求解低维矩阵问题替代简正波模型的差分算法,提出一种快速获得局地简正波本征波数和本征函数的方法.数值算例的结果表明:局地简正波本征波数和本征函数与KRAKAN的计算结果吻合较好,利用获得的局地简正波信息计算的相干传播损失与For3D的计算结果的均方误差为1.61 dB,从而验证了方法的可行性. 相似文献
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The spatial statistics of the acoustic field in shallow water are strongly affected by interfacial roughness and volume fluctuations in the water column or the seabed. These features scatter energy, reducing the coherence of the acoustic field. This paper introduces a consistent, mode-based modeling framework for ocean scattering. First, the rough surface scattering theory of Kuperman and Schmidt is reformulated in terms of normal modes, resulting in computation times which are reduced by several orders of magnitude. Next, a perturbation theory describing scattering from sound speed and density fluctuations in acoustic media is developed. The scattering theories are combined with KRAKEN, creating a unified normal mode code for wave theory modeling of shallow-water spatial statistics. The scattered field statistics are found to be a complicated function of scattering mechanism, scatterer statistics, and acoustic environment. Bottom properties, including elasticity, strongly influence the scattered field 相似文献
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Abbot P. Celuzza S. Dyer I. Gomes B. Fulford J. Lynch J. Gawarkiewicz G. Volak D. 《Oceanic Engineering, IEEE Journal of》2001,26(2):266-284
Environmental acoustics experiments were recently conducted in shallow to intermediate water depths in the Sea of Japan, east of Korea, along the shelf and slope, covering frequencies from 25 to 800 Hz. These were operational experiments carried out in three different seasons. The primary objectives of the data reported here are: (1) to characterize the Korean coastal environment during May 1998, September 1998, and February 1999 and (2) to assess how complexities of the environment might impact acoustic propagation in May and February, as measured by its transmission loss. Propagation data were obtained from broadband explosive SUS sources and sonobuoy receivers. The tests were conducted over varying bottom depths and slopes, both approximately normal and parallel to the bathymetric contours. Two different source depths were included. Environmental and acoustic data are reviewed and discussed. While many aspects of the observed propagation remain ill understood, on the whole a consistent and useful picture has emerged of acoustic propagation in this region. Environmental impacts on propagation are associated mainly with bottom properties, somewhat less so with source depth in relationship to sound speed profiles, and almost not at all with range-dependent profiles of a water mass front 相似文献
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通过构建中尺度涡的数学模型,利用射线-简正波-抛物方程(RMPE)声学模型进行传播损失计算,进而分析在深海声道、深海会聚区、海底反射3种传播模式下,中尺度涡对深海声效应的影响。数值仿真结果显示,暖涡对深海声道、会聚区产生下压效果,使会聚区水平距离变大,深海声道深度方向上变宽;冷涡使会聚区上抬,距离变短,对声场散射现象明显。研究结果表明,涡旋环境条件下,声场特征会产生显著变化。试验结果揭示了中尺度涡对深海声场效应的影响,对指导海上运用中尺度涡现象开展的科学研究、工程实践、军事运用具有积极的指导意义。 相似文献
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重物在落水和着底过程中都会产生瞬态声信号,这类信号可被运用于浅水区域水下目标定位。 针对浅水区域目标定位的问题,提出了一种基于小型立体五元基阵的瞬态声源快速被动定位算法。 在分析重物落水信号特征的基础上,选取合适的广义互相关加权函数求得传声器之间的声程差,运用快速最小二乘搜索算法进行声源定位。 结果表明:运用 5 传声器阵列可以同时兼顾定位精度和鲁棒性,且满足实时性要求,该方法可运用于浅水区域瞬态声源定位等领域。 相似文献