【摘要】：光波和電磁波在海水中衰減十分迅速,傳播距離較短,無(wú)法滿(mǎn)足人類(lèi)在海洋活動(dòng)中的需要。而聲波是海洋中唯一可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播的能量輻射形式,在水下目標(biāo)探測(cè)、水下通訊和導(dǎo)航等方面,均以聲波作為水下唯一有效輻射能。海洋環(huán)境噪聲是海洋中的一個(gè)重要聲學(xué)特征,海洋環(huán)境噪聲包含了豐富的海洋中的信息,對(duì)聲吶裝備的探測(cè)形成干擾,是限制被動(dòng)聲吶工作性能發(fā)揮的主要因素,也是潛艇進(jìn)行聲隱蔽的重要條件和必須了解的物理參數(shù)。因此,研究海洋環(huán)境噪聲有重要意義。本研究以2001年5月3日0時(shí)至2001年5月17日0時(shí)亞洲海國(guó)際實(shí)驗(yàn)?zāi)虾^(qū)所獲取的聲學(xué)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,研究其中50Hz、100Hz、200Hz、400Hz、630Hz、800Hz、1000Hz、1250Hz共8個(gè)頻率的淺海海洋環(huán)境噪聲。論文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:1.闡述海洋環(huán)境噪聲的研究意義以及國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。2.介紹亞洲海國(guó)際實(shí)驗(yàn)在南海區(qū)的實(shí)驗(yàn)概況以及所獲取的聲學(xué)數(shù)據(jù)。3.闡述本研究所采用的研究理論和方法。4.利用Matlab軟件處理海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù),分析海洋環(huán)境噪聲級(jí)的時(shí)頻特性,觀察海洋環(huán)境噪聲級(jí)隨時(shí)間和頻率的變化規(guī)律。5.分析海洋環(huán)境噪聲與海面風(fēng)速的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)期間有一熱帶風(fēng)暴經(jīng)過(guò),海面風(fēng)速有一個(gè)劇烈的升高和降低的過(guò)程,強(qiáng)風(fēng)帶來(lái)的降雨以及浪高的變化造成海洋環(huán)境噪聲的變化。本文利用當(dāng)?shù)仫L(fēng)速數(shù)據(jù),對(duì)海洋環(huán)境噪聲與海面風(fēng)速進(jìn)行回歸分析;利用熱帶風(fēng)暴過(guò)境時(shí)海面風(fēng)速的變化,計(jì)算不同接收深度海洋環(huán)境噪聲級(jí)與風(fēng)速的互相關(guān)系數(shù),研究風(fēng)速對(duì)海洋環(huán)境噪聲級(jí)在不同深度上的影響;分析熱帶風(fēng)暴來(lái)臨前后海洋環(huán)境噪聲級(jí)一天內(nèi)不同時(shí)刻的變化,觀察海洋環(huán)境噪聲級(jí)隨風(fēng)速的日變化;最后選取第15通道水聽(tīng)器所采集的數(shù)據(jù)對(duì)海洋環(huán)境噪聲級(jí)與海面風(fēng)速進(jìn)行回歸分析,計(jì)算兩者的相關(guān)系數(shù),并根據(jù)環(huán)境噪聲級(jí)SPL和對(duì)數(shù)風(fēng)速lgv之間的線性關(guān)系,反演海面風(fēng)速,給出反演誤差。研究結(jié)果表明:海洋環(huán)境噪聲級(jí)隨著頻率的降低而升高,高頻海洋環(huán)境噪聲受到風(fēng)的影響,在熱帶風(fēng)暴期間有一個(gè)明顯的升高、穩(wěn)定和緩慢下降的過(guò)程。海洋環(huán)境噪聲級(jí)與海面風(fēng)速在較高頻段相關(guān)性較好,是因?yàn)楦哳l海洋環(huán)境噪聲主要由海面風(fēng)引起,在1000Hz~1250Hz的頻率范圍內(nèi),海洋環(huán)境噪聲級(jí)與風(fēng)速的互相關(guān)系數(shù)介于0.4至0.5之間;在頻率小于200Hz時(shí),二者的互相關(guān)系數(shù)介于-0.2至0.2之間。本文對(duì)海洋環(huán)境噪聲級(jí)與風(fēng)速做回歸分析,由海洋環(huán)境噪聲級(jí)反演估計(jì)海面風(fēng)速的大小,反演結(jié)果誤差范圍在5%~20%左右。淺海海洋環(huán)境復(fù)雜,海洋環(huán)境噪聲受影響的因素很多,本研究所討論的只是風(fēng)關(guān)海洋環(huán)境噪聲,而潮汐、內(nèi)波、航船等因素對(duì)海洋環(huán)境噪聲的影響未能做深入討論。
[Abstract]:The attenuation of light and electromagnetic waves in sea water is very fast, and the propagation distance is short, which can not meet the needs of human activities in the ocean. Acoustic wave is the only energy radiation form in the ocean which can propagate over a long distance. In underwater target detection, underwater communication and navigation, acoustic wave is the only effective radiation energy under water. Marine environmental noise is an important acoustic feature in the ocean. Marine environmental noise contains abundant information in the ocean and interferes with the detection of sonar equipment, which is the main factor that limits the performance of passive sonar. It is also an important condition for submarine acoustic concealment and the physical parameters that must be understood. Therefore, the study of marine environmental noise is of great significance. In this study, the acoustic data obtained from the South Sea area of the Asian Sea International experiment from May 3, 2001 to May 17, 2001 were studied. 1250Hz has 8 frequencies of shallow sea environmental noise. This paper mainly includes the following aspects: 1. The research significance of marine environmental noise and its research progress at home and abroad are described. 2. This paper introduces the general situation of the Asian Sea International experiment in the South China Sea and the acoustic data obtained. 3. The research theory and method used in this study are expounded. 4. Using Matlab software to deal with the data of marine environmental noise, the time-frequency characteristics of the noise level of marine environment are analyzed, and the variation law of the noise level of marine environment with time and frequency is observed. 5. The correlation between ocean environmental noise and sea surface wind speed is analyzed. During the experiment, a tropical storm passed through, and the wind speed of the sea surface increased and decreased sharply. The changes of rainfall and wave height caused by the strong wind caused the changes of the noise in the marine environment. Based on the local wind speed data, the regression analysis of ocean environmental noise and sea surface wind speed is carried out in this paper. Based on the variation of sea surface wind speed during the transit of tropical storm, the relationship between the noise level of marine environment and the wind speed at different receiving depths is calculated, and the influence of wind speed on the noise level of marine environment at different depths is studied. The variation of ocean environmental noise level at different times in one day before and after tropical storm is analyzed, and the diurnal variation of ocean environmental noise level with wind speed is observed. Finally, the data collected by the 15th channel hydrophone are selected to carry out regression analysis between the noise level of the marine environment and the wind speed of the sea surface, and the correlation coefficient between them is calculated. According to the linear relationship between the environmental noise level SPL and the logarithmic wind speed lgv, the wind speed of the sea surface is retrieved. The inversion error is given. The results show that the noise level of the marine environment increases with the decrease of the frequency, and the high frequency environmental noise is affected by the wind. There is a process of increasing, stabilizing and decreasing slowly during the tropical storm. The correlation between the noise level of the marine environment and the wind speed of the sea surface is better in the higher frequency range, because the high frequency marine environmental noise is mainly caused by the sea surface wind, which is within the frequency range of 1000Hz~1250Hz. The correlation between the noise level of marine environment and wind speed is between 0.4 and 0.5; When the frequency is less than 200Hz, the correlation number is between-0.2 and 0.2. In this paper, the regression analysis between the noise level and the wind speed of the marine environment is made. From the inversion of the noise level of the marine environment, the magnitude of the wind speed of the sea surface is estimated, and the error range of the inversion result is about 5% or 20%. There are many factors that affect the marine environment noise in shallow sea, but the influence of tide, internal wave, ship and other factors on the marine environmental noise has not been discussed deeply in this study.
【學(xué)位授予單位】：國(guó)家海洋局第三海洋研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P733.22

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7 張忠奎;便攜式四通道數(shù)據(jù)采集儀的設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2425663