深入研究和掌握水面上聲源激發(fā)水中聲場的分布規(guī)律具有重要意義。本文利用射線理論和簡正波方法對水面上點源激發(fā)的水中聲場進行了仿真分析。首先,研究了空氣—水界面對聲波透射的影響。在界面附近,透射聲壓為入射聲壓的2倍,聲強卻減少約30dB。利用射線理論得到了空氣中點聲源強度與水中聲場強度的關系。對比水面上聲源和水中聲源激發(fā)的水中遠場聲場表達式,得到了水面上聲源與鄰近水面下的水中聲源可以互相轉化及轉化的條件。利用球面波分解為平面波的方法得到了水中側面波的表達式、水面上聲源激發(fā)水下遠場聲場的簡正波表達式以及水中聲場的平均衰減規(guī)律。研究表明,側面波的幅度隨著深度的增加指數(shù)衰減。其次,用簡正波聲場計算程序對模型進行了仿真,同時與射線聲學方法進行了對比。仿真分析了泄漏模式對近場聲場的影響;等效源深度和聲源高度對水下聲場的影響;水面上方聲源與水中聲源激發(fā)水中聲場的傳播損失對比;海底類型對聲場的影響。仿真分析驗證了在高頻情況下,水面上方聲源激發(fā)水中聲場的平均衰減規(guī)律。最后,利用Visual C++和Fortran開發(fā)水下聲場計算軟件,該軟件能夠計算水面上方聲源和水中聲源激發(fā)水下聲場的傳播損失和聲場分布。 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 立題背景及意義
    1.2 研究歷史及現(xiàn)狀
    1.3 本文工作內(nèi)容
第2章 水面上聲源激發(fā)的水下聲場研究
    2.1 空氣—水界面對空氣聲波反射和折射的影響
    2.2 等效源法
        2.2.1 水中球面波反射的幾何表示
        2.2.2 空氣中球面波折射入水的射線表示
        2.2.3 等效源法
        2.2.4 空氣中球面波激發(fā)的水下側面波
    2.3 水面上聲源激發(fā)水下聲場的簡正波表示
        2.3.1 水下聲源激發(fā)水下聲場的簡正波表示
        2.3.2 水面上聲源激發(fā)水中聲場的簡正波表示
    2.4 水面上聲源激發(fā)淺海聲場的深度平均傳播損失
    2.5 本章小結
第3章 水面上聲源激發(fā)水下聲場特性仿真
    3.1 等效源法驗證
    3.2 泄露模式對聲場的影響
    3.3 等效源深度和聲源高度對聲場的影響
    3.4 水面上聲源與水下聲源激發(fā)的水下聲場比較
    3.5 海底類型對傳播損失的影響
    3.6 頻率對傳播損失的影響
    3.7 本章小結
第4章 水下聲場計算軟件開發(fā)
    4.1 軟件功能及編程實現(xiàn)
        4.1.1 軟件功能介紹
        4.1.2 軟件的編程
    4.2 軟件設計與功能
    4.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
附錄A 波動方法求解水下側面波
附錄B 有效深度法


【參考文獻】：
期刊論文
[1]潛艇作戰(zhàn)環(huán)境及應對措施分析[J]. 許誠,趙杰,袁有宏,王肖飛.  艦船電子工程. 2011(10)
[2]潛射防空導彈發(fā)展與應用現(xiàn)狀綜述[J]. 朱清浩,吳銳,朱君.  科技創(chuàng)新導報. 2010(03)
[3]空氣中風和聲速剖面對空氣聲透射入水影響[J]. 張翼鵬,馬遠良.  聲學技術. 2007(02)
[4]空氣中快速運動聲源水下聲場的波數(shù)積分模型[J]. 張翼鵬,馬遠良.  應用聲學. 2007(02)
[5]潛艇面臨的威脅及潛空導彈[J]. 林玉琛.  現(xiàn)代防御技術. 2005(01)
[6]運動聲源簡正波模型穩(wěn)相點的射線多普勒近似算法[J]. 呂俊軍,吳國清.  聲學學報. 2004(05)
[7]潛艇光電桅桿在潛空對抗中的作用[J]. 李忠.  艦船科學技術. 2002(06)
[8]水平不變海洋聲道中的WKBZ簡正波方法[J]. 張仁和，何怡，劉紅.  聲學學報. 1994(01)



本文編號：3729949