我國周邊海域大多為淺海，且多為層狀介質(zhì)海底，因此建立符合分層海底海洋環(huán)境的低頻水下聲場預報模型有著重要意義。本文基于彈性拋物方程理論，深入研究了單向散射近似方法對不規(guī)則彈性體-彈性體邊界條件的處理應(yīng)用，并結(jié)合坐標映射法，建立了具有分層彈性海底的海洋環(huán)境中低頻水下聲場傳播計算模型，同時該方法可以給出水下位移場的分布。 選取多組海洋環(huán)境參數(shù)，通過與現(xiàn)有聲場預報模型相比較，證明了單向散射近似處理方法在處理傾斜彈性體-彈性體邊界有效性和準確性；通過與能量守恒近似法相對比，驗證了單向散射近似法不僅能處理彈性介質(zhì)中縱波和橫波的能量耦合問題且比能量守恒近似法有著更廣泛的適用性。 文中重點分析了分層彈性海底海洋環(huán)境中低頻水下聲場分布規(guī)律。給出了多種地形條件下低頻水下聲場分布和部分海洋環(huán)境中的水下位移場分布；重點仿真分析了傾斜海底和典型海底地形條件下聲源深度、聲源頻率和海底斜率變化等條件下低頻水下聲場的分布規(guī)律。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2012
【中圖分類】：P733.2
【部分圖文】：

圖 1.1 傾斜海域虛源的布放示意圖 源法法最早被應(yīng)用于模擬分析和研究一般的矩形空間、Pekeris 波導和隧道場[16][17]。1992 年 Deane 和 Tindle 在求解諧和點聲源作用下的均勻聲速模型中引入了虛源法[18]。1993 年 Deane 與 Buckingham 應(yīng)用虛源法改或彈性海底的三維聲場計算模型[19]。7 年 Abawi 和 Porter 以邊界積分為基礎(chǔ)，提出了一種用于計算與距離底的水下聲場新理論，也命名為虛源技術(shù)[20](virtual source Technique一系列未知幅度值的點源組成，在上層海水中靠近海底邊界的區(qū)域中縮波聲場和剪切波聲場的兩層虛聲源，而在下層靠近海底邊界的區(qū)域中聲場的一層虛聲源(如圖 1.1 所示)。林函數(shù)表示每個點源激發(fā)的聲場，則靠近海底邊界的海水介質(zhì)中所有表示海底中的聲場；同理靠近海底邊界的海底介質(zhì)中所有點源聲場的的聲場。在邊界處(圖 1.1 中實線所示)應(yīng)用相應(yīng)的邊界條件，就可得

abzzzzabrzrzσ = σ示界面上、下層彈性介質(zhì)。性體-彈性體邊界是由于彈性介質(zhì)內(nèi)部物理參，滿足自然邊界條件[60]，變量( )uwr, 在界面處連界條件時，由虛功原理可知自然邊界條件自動彈性體-彈性體邊界條件中二次導數(shù)的處理困件的處理方法理傾斜邊界條件有兩類方法，一類是在階梯近向散射近似方法處理傾斜邊界問題；另一類是其中包括坐標映射和坐標旋轉(zhuǎn)兩種方法。四種：

圖 4.2 水平分層彈性海底環(huán)境中聲壓傳播損失曲線 硬海底沉積層算例 f =30Hz，聲源深度 Zs =50m，接收深度 Zr =30m,水深 H 聲速 2400m/s1=pC ，橫波聲速 1200m/s1=sC ，沉積層厚度 h =波聲速 3000m/s2=pC ，橫波聲速 1600m/s2=sC ；其他參數(shù)同算 4.3 所示。比較本文方法與 KrakenC 計算結(jié)果，兩種計算方法右聲影區(qū)相差較大，整體趨勢完全相同，但 KrakenC 計算結(jié)果方法聲壓傳播損失抖動差為 3-5dB。
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張海剛;樸勝春;楊士莪;安旭東;;楔形彈性海底聲矢量場分布規(guī)律研究[J];聲學學報;2011年04期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 張海剛;淺海甚低頻聲傳播建模與規(guī)律研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 趙云;大功率調(diào)制氣流聲源的數(shù)值模擬與實驗研究[D];國防科學技術(shù)大學;2010年

3 馬樹青;淺海孤立子內(nèi)波對聲傳播的影響[D];哈爾濱工程大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 王猛;拋物方程方法中單向散射近似處理方法研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

2 安旭東;基于拋物方程的彈性海底聲場計算方法研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

3 邵寶輝;耦合簡正波聲場計算方法研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

4 魏文專;基于Pade高階近似的拋物方程方法的實現(xiàn)與應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

5 楊晶;不規(guī)則海域聲矢量場建模研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

6 郝偉杰;波導環(huán)境下水中目標矢量聲場特性研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

7 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;2010年

8 黃銳;水下聲場的標量、矢量特征及其變化規(guī)律的研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

9 郭明建;基于掃描測量的部分場分解方法及實驗研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

10 杜亮;基于聲陣列與聲全息的噪聲源識別方法研究[D];浙江理工大學;2011年

本文編號：2844340