【摘要】：隨水平距離不變和變化比較緩慢的海洋介質(zhì)聲傳播問題，理論和計(jì)算模型很多，但是對(duì)于水平變化相對(duì)較大的海洋介質(zhì)中的聲傳播問題，則需要考慮水平介質(zhì)的變化對(duì)聲場(chǎng)的影響。結(jié)合目前計(jì)算精度比較高的耦合簡(jiǎn)正波理論，本文采用耦合簡(jiǎn)正波—拋物方程理論進(jìn)行水平變化海洋介質(zhì)的聲場(chǎng)計(jì)算。 本文主要闡述在水平變化波導(dǎo)中耦合簡(jiǎn)正波-拋物方法(CMPE)理論的推導(dǎo)過程，對(duì)水平變化波導(dǎo)模型的建立和求解進(jìn)行了詳細(xì)研究和討論。文中詳細(xì)推導(dǎo)了柱坐標(biāo)對(duì)稱情況下的CMPE理論以及便于應(yīng)用數(shù)值計(jì)算的耦合系數(shù)表示形式，并在二維的基礎(chǔ)上，對(duì)三維情況下的CMPE理論進(jìn)行簡(jiǎn)要的推導(dǎo)。 在柱坐標(biāo)系下，本文直接推導(dǎo)密度具有二維變化性質(zhì)下的CMPE理論。針對(duì)密度水平弱變化或僅有垂直變化的情況，通過簡(jiǎn)化耦合系數(shù)，得到便于利用本地簡(jiǎn)正波本征函數(shù)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的形式，并得到相應(yīng)的CMPE聲壓表達(dá)式。本文利用計(jì)算得到的耦合系數(shù)并通過拋物方程方法得到相應(yīng)的簡(jiǎn)正波幅度表達(dá)式。 本論文采用Fortran語(yǔ)言編寫耦合簡(jiǎn)正波—拋物方程方法的計(jì)算程序，并與國(guó)際上流行的耦合簡(jiǎn)正波程序包Couple07的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，分析誤差產(chǎn)生的原因，主要有三方面：本論文中調(diào)用的Krakenc計(jì)算的簡(jiǎn)正波階數(shù)不夠、本文方法在調(diào)用Krakenc過程中計(jì)算的本征值和本征函數(shù)不夠精確；本文中采用的階梯近似也不可避免的在聲場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算過程中引入誤差。
【圖文】：

01=nnrzρ, cρ′, c′圖 3.4 階梯近似下垂直界面兩側(cè)介質(zhì)參數(shù)的不連續(xù)性示意圖耦合簡(jiǎn)正波—拋物方程理論角坐標(biāo)系下 CMPE3D 簡(jiǎn)要推導(dǎo)獻(xiàn)[9]、[38]和[39]，對(duì)密度僅僅是垂直坐標(biāo) z 函數(shù)的水平變化的三維進(jìn)行了簡(jiǎn)要的推導(dǎo)。對(duì)于如圖 3.5 所示的波導(dǎo)情況，直角坐標(biāo)系下的 C體如下所述：

[][](2[][][])[]22+= + = + φφVVyByBixxy取(,)(,)(,)vxyuxyxynnnφ =，則：[][](2[][][])[]0[]2122+= + = + VVuyByBuixuxy形式上滿足文獻(xiàn)[40]中的三維拋物方程形式，具體求推導(dǎo)中的水平函數(shù)所滿足的拋物方程求解方式類似，系下 CMPE3D 簡(jiǎn)要推導(dǎo)數(shù)所滿足的拋物方程求解方式類似，但考慮到在許多處理更容易或者聲源常常滿足柱對(duì)稱的情況，，因此三坐標(biāo)系和柱坐標(biāo)系。對(duì)于如圖 3.6 所示的波導(dǎo)，柱坐θ r0
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P733.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2695487