【摘要】：海洋環(huán)境復(fù)雜多變,利用聲場的變化來反演海洋環(huán)境的信息是海洋聲學(xué)的一大課題。而根據(jù)環(huán)境的變化來研究聲傳播的規(guī)律,為反演海洋環(huán)境提供有價值的結(jié)論是前提條件。 本文首先研究了水體不均勻時的聲簡正波耦合機理,然后對聲場強度的R-ω平面的干涉條紋機理進行了初步分析。 海洋內(nèi)部存在水體不均勻時,聲場的變化可以通過簡正波的耦合表現(xiàn)出來。簡正波耦合模式有雙向全耦合模式、單向耦合模式、絕熱近似模式。本文根據(jù)Evans解決簡正波耦合模式的思路,采用微擾理論方法,結(jié)合相移的變化,推導(dǎo)出一種表現(xiàn)水體不均勻情況下的總耦合散射微擾積分表達式。這個表達式是反映簡正波耦合的解析表達式,清楚的表明了水體的不均勻變化,尤其是不均勻水體對聲速剖面的擾動,進而對聲傳播的影響。采用這種積分形式并結(jié)合相應(yīng)的物理解釋,可以更為直觀的刻畫簡正波耦合的物理圖像。 聲場強度的R-ω平面經(jīng)常會出現(xiàn)干涉條紋結(jié)構(gòu)。對于與距離無關(guān)的海洋波導(dǎo),采用波導(dǎo)不變量法,即用干涉圖中的頻率、距離和干涉條紋的斜率定義的一個標量參數(shù)β,可以分析給定環(huán)境下的R-ω平面干涉條紋機理。本文應(yīng)用水平波數(shù)的微擾公式,在絕熱近似下,推導(dǎo)了一種海洋聲道水平緩變下的波導(dǎo)不變量近似表達式。該表達式可用于水平緩變海洋波導(dǎo)R-ω平面干涉條紋分析。 R-ω平面中還存在細節(jié)的干涉結(jié)構(gòu),本文根據(jù)簡正波干涉項逐次疊加的方法,結(jié)合相位和形成干涉項的兩號簡正波之間的水平相干距離隨頻率的變化,物理解釋了R-ω平面中細節(jié)干涉結(jié)構(gòu)的形成機理。詳細分析了干涉條紋的“分叉”、分裂以及固定距離與頻率的取值范圍情況下,平面增加新的干涉線段的原因:分析了在固定距離范圍時,出現(xiàn)了“孤立的干涉亮線”的物理機理;分析了頻率范圍包含簡正波截止頻率時R-ω平面的干涉圖案的變化。 本論文研究在一定意義上,將有益于深入理解海洋聲簡正波耦合機理和R-ω平面干涉條紋形成機理。
【圖文】：

場的聲場強度刻畫在以水平距離和聲源距離為坐標的二維平面(尺一。平面)上會出現(xiàn)干涉條紋圖案。同樣，聲功率、聲壓譜密度等物理量刻畫在階。平面上也會出現(xiàn)條紋圖案。如圖1.1由圣地亞哥淺海實驗3中某一水聽器收集的數(shù)據(jù)而估計的聲壓譜密度干涉圖。

那么有kzD一〔m一告)一‘，2，…(2.23)這就是說，kmr必須取以下特征值，}廠z_、，2k一(k’一[;m一合)合」，m一‘，2，…(2.24)其中k=可c(2.25)相應(yīng)的特征函數(shù)為、(z卜德51·。一)，(2.26)這時聲場的表達式為，p(r，·，，一命鑫5‘·扭一，sni伍一H)”’伍一，(2.27)展開式中的每一項都以sni伍二)z的形式與深度構(gòu)成三角函數(shù)關(guān)系。為了定性的了解模式問題的特點，下面給出前四階簡正波的模式
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：P733.2

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 趙振東;淺海聲場干涉結(jié)構(gòu)與寬帶聲源測距研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 郭詠;基于OMAP-L137平臺利用干涉譜提取動目標參數(shù)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

本文編號：2618417