發(fā)布時間：2021-08-22 01:43

　　有限深海域在海底地形、變淺效應(yīng)等作用的影響下,具有與傳統(tǒng)無限深海域不同的特性,在軍用戰(zhàn)略監(jiān)測和民用技術(shù)研究方面有著非常重要的意義。目前,在有限深海域的研究中存在以下難點(diǎn):與傳統(tǒng)的無限深海面不同,由于有限深海面對于水深因素的影響存在敏感性,有限深海面的幾何建模問題一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題;有限深海域的電磁散射問題通常為電大尺寸問題,屬于計(jì)算電磁學(xué)當(dāng)中的重難點(diǎn)問題,且其與傳統(tǒng)的無限深海面電磁散射問題不同,水深因素對其電磁散射的影響不可忽略;有限深海域的海底地形探測問題,對于海洋的科學(xué)管理和保護(hù)研究具有重要意義,但如何將海面的雷達(dá)成像到海底地形反演整個過程進(jìn)行仿真,是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題。因此本文從有限深海面幾何建模,電磁散射,雷達(dá)成像,水深反演四個方面進(jìn)行了研究和分析。本文主要工作包含四個部分:一、結(jié)合流體動力學(xué)理論及有限深海譜模型,利用線性濾波法建立有限深海域的海面幾何模型。通過比較不同水深及風(fēng)速情況下的有限深海面,得出其幾何模型變化的規(guī)律:相同風(fēng)速情況下,水深越大,其海面的起伏就越大;相同水深的情況下,風(fēng)速越大,海面的起伏越大。該結(jié)論與實(shí)際海面情況一致,證明了本方法的有效性。二、采用... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Debye模型海水的相對復(fù)介電常數(shù)(a)實(shí)部；(b)虛部

第二章有限深海域的海面幾何建模17202202)(exp405245exp)(gS(2-30)其中22.0~076.0x為尺度參數(shù)（x~是無因次風(fēng)區(qū)210/~Ugxx，x是風(fēng)區(qū)，10U是海面上方10米處的風(fēng)速），g為重力加速度，為譜頻率，0為譜峰頻率，PMEEmaxmax/為峰升高因子（maxE為譜峰值，PMEmax為PM譜的譜峰值），為峰形參數(shù)。00,09.0,07.0(2-31)圖2-2不同水深的TMA譜的功率譜圖2-2為水深分別10m，7m，5m，3m，1m情況下的TMA譜的功率譜，可以看出隨著水深變淺，功率譜的峰值逐漸變小，而峰值頻率未發(fā)生變化。這一點(diǎn)與實(shí)際淺水中的情況不太相符，因此本文不采用TMA譜來生成有限深海面。2.3.2文氏改進(jìn)譜文圣常等人在分析了現(xiàn)有的海譜之后，依據(jù)中國海域的風(fēng)浪譜的實(shí)際情況，從不同水深的角度提出了一種更符合我國實(shí)際海域情況的海譜，之后使用我國近海多個海域的實(shí)測數(shù)據(jù)對該譜進(jìn)行驗(yàn)證，然后經(jīng)過理論推導(dǎo)與合理近似得到了文氏改進(jìn)譜，文氏改進(jìn)譜適用于出現(xiàn)破碎前的不同深度的海域，其形式如下：15.1,)15.1(137.5813.5)426.1307.1(013.0088.177.615.10,)1(])426.1307.1)(013.0088.177.6()137.5813.5([ln95exp{)(0020005/120200mmpppppmpS(2-32)其中0為譜峰頻率，0m為零階矩，且)(/000Spm，p為譜尖度因子，hH/為深度參數(shù)（H為平均波高，h為水深），m)2(2。文圣常等人還采用風(fēng)速

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18和風(fēng)區(qū)來表示風(fēng)浪的成長性，設(shè)無因次化風(fēng)區(qū)和水深分別為：~2Ugxx，2~Ugdd，其中x為風(fēng)區(qū)，U為海面上方10米處的風(fēng)速，d為有限深海域的深度。它們與上述表達(dá)式中的三個參量轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：2435.08.027.060)~~30(~1089.1thxmxgUd(2-33)Uxdthgx)~~30(~4.1035.08.032233.00(2-34))~~30(~)93.9347.5358.17(35.08.03/2233.02xdthxp(2-35)圖2-3不同水深的改進(jìn)文氏譜的功率譜圖2-3為水深分別為10m，7m，5m，3m，1m情況下的文氏改進(jìn)譜的功率譜，可以看出隨著水深變淺，功率譜的峰值逐漸變小，且峰值頻率逐漸向高頻方向移動。這與實(shí)際淺水中功率譜的變化情況相同，這是因?yàn)樵跍\水條件下長波的生長被抑制，而頻率更高的短波則被保留下來，故淺水中的峰值功率向高頻移動。因此本文采用文氏改進(jìn)譜生成有限深海面。2.3.3方向函數(shù)2.3.1和2.3.2節(jié)所述的海譜僅能表征處于固定位置的海浪能量隨頻率變化的分布情況，因此又稱這種海譜為一維譜。而實(shí)際的海浪是有方向的，為更細(xì)節(jié)地表現(xiàn)出海浪能量沿著波浪的傳播方向以及隨頻率變化的分布，需要引入方向函數(shù)來構(gòu)建二維海譜。方向函數(shù)是在波浪折繞射、水體泥沙運(yùn)動、海洋環(huán)境預(yù)報、海洋工程等領(lǐng)域有重要作用。方向函數(shù)一般表示為海浪波數(shù)或頻率與風(fēng)向角的函數(shù)，記為kG),(或fG),(，需滿足以下關(guān)系：dfG1),(或1),(dkG(2-36)常用的方向譜函數(shù)有Donelan方向函數(shù)、光易型方向函數(shù)、Hasselmann方向函數(shù)等，常根據(jù)不同的海譜選擇不同的方向譜函數(shù)。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3356746