通過構(gòu)建中尺度渦的數(shù)學(xué)模型,利用射線-簡正波-拋物方程（RMPE）聲學(xué)模型進(jìn)行傳播損失計算,進(jìn)而分析在深海聲道、深海會聚區(qū)、海底反射3種傳播模式下,中尺度渦對深海聲效應(yīng)的影響。數(shù)值仿真結(jié)果顯示,暖渦對深海聲道、會聚區(qū)產(chǎn)生下壓效果,使會聚區(qū)水平距離變大,深海聲道深度方向上變寬;冷渦使會聚區(qū)上抬,距離變短,對聲場散射現(xiàn)象明顯。研究結(jié)果表明,渦旋環(huán)境條件下,聲場特征會產(chǎn)生顯著變化。試驗結(jié)果揭示了中尺度渦對深海聲場效應(yīng)的影響,對指導(dǎo)海上運用中尺度渦現(xiàn)象開展的科學(xué)研究、工程實踐、軍事運用具有積極的指導(dǎo)意義。 

【文章來源】：海洋科學(xué). 2020,44(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

暖渦和冷渦聲速分布

68海洋科學(xué)/2020年/第44卷/第3期1/21(,)()()(,)nnnnprzrrurrz,(14)從而可以得到聲強(qiáng)和傳播損失表達(dá)式TL(Trans-missionLoss):122()()()(,)()()(,)nrnnninnIrrurrzrurrzr,(15)(1)TL10lg()IIr,(16)2中尺度渦條件下的深海聲場效應(yīng)中尺度渦所引起的聲速場的擾動能夠?qū)β晜鞑ボ壽E產(chǎn)生重大影響,根據(jù)聲傳播的基本規(guī)律,聲線總是彎向聲速小的方向,暖渦中心溫度高,使聲波輻散,冷渦則相反,使聲波輻聚。渦的出現(xiàn)改變了聲速梯度(正梯度或負(fù)梯度),進(jìn)而影響了表層、深層信道中聲的傳播。下面從深海聲道、深海會聚區(qū)、海底反射3種傳播模式,采用RMPE聲傳播模型,具體分析中尺度海洋渦環(huán)境下,深海聲場效應(yīng)。2.1深海聲道傳播模式聲源深度800m時,為深海聲道傳播模式。計算條件:聲源頻率為200Hz,計算深度5000m,水平距離500km,海底為平底。圖3為無渦時的傳播損失,圖4為渦強(qiáng)DC分別為+80、+70、+60、+50、+40、+30時,聲波在暖渦的傳播情況。圖5為渦強(qiáng)DC分別為–80、–70、–60、–50、–40、–30時,聲波在冷渦的傳播情況。圖2無渦時深海聲道傳播損失Fig.2Soundtransmissionlossofdeepseachannelwithouteddy比較圖2、圖3、圖4,在深海聲道傳播模式下,聲波經(jīng)過暖渦時,聲道深度發(fā)生下壓,穿過暖渦之后,聲道又逐漸回到原來深度,且渦強(qiáng)越強(qiáng)現(xiàn)象越明顯,暖渦作用下,聲道的寬度發(fā)生明顯的增寬。當(dāng)聲波經(jīng)過冷渦時,聲道特征變得模糊,冷渦的存在圖3深海聲道傳播模式下不同渦強(qiáng)聲波在暖渦傳播損失Fig.3Soundtransmissionlossinwarmeddyatdifferentintensitiesundermodelofdeepseachannel

70海洋科學(xué)/2020年/第44卷/第3期圖6深海會聚區(qū)模式下不同渦強(qiáng)聲波在暖渦傳播損失Fig.6Soundtransmissionlossinwarmeddyatdifferentintensitiesundermodelofdeepseaconvergencezone圖7深海會聚區(qū)模式下不同渦強(qiáng)聲波在冷渦傳播損失Fig.7Soundtransmissionlossincoldeddyatdifferentintensitiesundermodelofdeepseaconvergencezone

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]一個西太平洋冷渦影響下的會聚區(qū)聲傳播變異特征分析[J]. 張旭,程琛,邱仁貴.  海洋通報. 2015(02)
[3]三維水聲傳播建模及并行算法研究[J]. 張林,笪良龍,李玉陽.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2012(01)
[4]南海西部中尺度暖渦環(huán)境下匯聚區(qū)聲傳播效應(yīng)分析[J]. 張旭,張健雪,張永剛,董楠.  海洋工程. 2011(02)
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碩士論文
[1]海洋中尺度結(jié)構(gòu)對空間相關(guān)和匹配時間相關(guān)的影響[D]. 劉陽洋.中國海洋大學(xué) 2015



本文編號：3589079