為了研究淺海環(huán)境中彈性海底對聲傳播的影響,本文基于拋物方程近似,利用坐標映射方法,建立了與距離相關(guān)的具有彈性海底的海洋環(huán)境中低頻/甚低頻聲傳播模型,并給出了能夠處理剪切波波速很小的變步長拋物方程方法。通過選取多組海洋環(huán)境參數(shù)進行仿真分析驗證了坐標映射拋物方程方法可以進行具有彈性海底的低頻/甚低頻中遠程聲場計算,且具有較高的精度；坐標映射拋物方程方法在計算不規(guī)則變化彈性海底環(huán)境的聲場比旋轉(zhuǎn)拋物方程方法更為準確。當剪切波波速很小時,變步長拋物方程理論克服了利用等步長拋物方程,步長小計算效率低以及計算不穩(wěn)定的缺點；具有彈性海底的低頻聲傳播實驗實際測量得到的聲傳播損失曲線與理論結(jié)果吻合的很好,驗證了坐標映射拋物方程方法的正確性；當水平方位角相差很小時,測量得到的聲傳播損失基本相同,三維效應(yīng)不明顯。當水平方位角相差很大時,測量得到的聲傳播損失曲線在對應(yīng)距離上存在相似性,三維效應(yīng)很明顯；通過實驗過程中對多途結(jié)構(gòu)的分析研究,證明了低頻聲傳播實驗測量的正確性。 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

坐標映射前后的波導(dǎo)介質(zhì)對比

第3章低頻聲波場的數(shù)值計算第3章低頻聲波場的數(shù)值計算章首先選取了三組海洋環(huán)境參數(shù)進行坐標映射拋物方程模型的驗證，傾斜彈性海底環(huán)境中聲場分布，最后分析了海洋環(huán)境參數(shù)對淺海彈性播的影響規(guī)律。型驗證水平彈性海底環(huán)境下的聲場數(shù)值計算例一:對于均勻流體層覆蓋在半無限彈性海底的情況，海底水平，，聲源深度Z:二30m，接收深度Z:=50m，水深H=300m，海水0om/s，海水密度刀、=lx10，kg/m’，海底縱波波速c，=2800m/s，海底0m/s，海底縱波衰減系數(shù)a;=0.ldB眾，海底橫波衰減系數(shù)。:=0.ldB/入，、103kg/m3。下圖為利用FFP和坐標映射拋物方程方法計算結(jié)果的對f=SHz，25二30m，Zr=50m

圖3.2KRAKENC和坐標映射拋物方程方法計算結(jié)果的對比圖三:對于均勻流體層覆蓋在半無限彈性海底的情況，海底水，聲源深度Z:=3om，接收深度Z:=50m，水深H二300m，m/s，海水密度尸、=lxlo，kg/m，，海水密度戶w=19/em，，海m/s，海底橫波波速c，=1200m/s，海底縱波衰減系數(shù)a，=0.2dB眾，0.2dB眾，海底密度p二1.5、10，k留m3。下圖為利用KRAKENC和計算結(jié)果的對比圖。f=100Hz，25=30m，Zr=50m︵山息-Jl

【參考文獻】：
期刊論文
[1]三維耦合簡正波-拋物方程理論及算法研究[J]. 彭朝暉,張仁和.  聲學(xué)學(xué)報. 2005(02)
[2]基于WKBZ理論的耦合簡正波-拋物方程理論[J]. 彭朝暉,李風(fēng)華.  中國科學(xué)（A輯）. 2001(02)
[3]封閉空間聲場的虛源法模擬研究[J]. 曾向陽.  電聲技術(shù). 2000(01)
[4]淺海聲傳播的波束位移射線簡正波理論[J]. 張仁和,李風(fēng)華.  中國科學(xué)（A輯）. 1999(03)
[5]水平不變海洋聲道中的WKBZ簡正波方法[J]. 張仁和,何怡,劉紅.  聲學(xué)學(xué)報. 1994(01)

碩士論文
[1]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]. 魏文專.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[2]基于射線理論的淺海聲場數(shù)值預(yù)報研究[D]. 李慶來.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3130252