弹性海底边界的声导纳公式及对快速场模型的改进(英文) 被引量：2

1

作者 张翼鹏 张大海 《声学技术》 CSCD 北大核心 2006年第6期595-601,共7页

West对基于传播矩阵的快速场算法进行改进,采用了迭代算法,使得基于传播矩阵的快速场算法的计算速度、计算精度以及稳定性有很大改进。但是,迭代算法仅适用于分层液态介质环境,当海底为弹性介质时,迭代算法无法使用。通过对弹性介质中... West对基于传播矩阵的快速场算法进行改进,采用了迭代算法,使得基于传播矩阵的快速场算法的计算速度、计算精度以及稳定性有很大改进。但是,迭代算法仅适用于分层液态介质环境,当海底为弹性介质时,迭代算法无法使用。通过对弹性介质中的声传播规律进行研究,推导了弹性半空间边界处的声导纳计算公式。用该公式替代文献[4]给出的边界处声导纳计算公式后,迭代算法可以计算海底为弹性介质时的声场。根据所述方法编制了相应的快速场程序,通过算例比较,说明了该方法的有效性。在典型的浅海环境下,用快速场计算了不同频率的声传播损失曲线。计算结果表明,海底存在切变波时,低频声传播受到的影响较大。因此在考虑低频声传播时,将海底建模为弹性介质是必要的。 展开更多

关键词 快速场 弹性海底

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用逐次近似法对三维非规则弹性海底条件下声传播特点的分析 被引量：2

2

作者 杨士莪 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期161-165,共5页

针对三维非规则弹性海底条件下声传播问题,提出了采用逐次近似法的求解计算方法,并就一个特例给出相应的解析解。结果表明在倾斜海底条件下声传播的水平折射效应,和沿海底界面传播的界面波特点。

关键词 逐次近似 三维 弹性海底 倾斜海底 水平折射 界面波 声传播 波动方程

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾斜弹性分层海底声场分布仿真研究 被引量：1

3

作者 王猛 李丽 +1 位作者 张海刚 朴胜春 《声学技术》 CSCD 2013年第1期19-23,共5页

利用弹性抛物方程理论中的单向散射近似法处理倾斜弹性体-弹性体的边界条件,建立了不同地形条件下具有弹性分层海底的海洋环境中声场计算的新方法;经仿真分析等深度均匀海水层覆盖下具有倾斜弹性体-弹性体边界的弹性分层海洋环境中低频... 利用弹性抛物方程理论中的单向散射近似法处理倾斜弹性体-弹性体的边界条件,建立了不同地形条件下具有弹性分层海底的海洋环境中声场计算的新方法;经仿真分析等深度均匀海水层覆盖下具有倾斜弹性体-弹性体边界的弹性分层海洋环境中低频声场的空间分布结构,表明当弹性沉积层中纵波波速不大于1.5倍水中声速时,声压传播损失完全由海水介质参数和海底底质决定,与沉积层下界面地形关系不大,且弹性界面处有明显的界面波(Stoneley波)存在,即弹性体-弹性体界面的地形变化,基本不影响海水中的声场分布。与能量守恒方法相比较,仿真验证了文中计算方法的准确性。 展开更多

关键词 倾斜弹性分层海底 弹性抛物方程 单向散射近似

在线阅读 下载PDF 职称材料

脉冲与连续声源激发的Scholte波频散特性研究

4

作者 吴其彪 池晴佳 +1 位作者 林永水 陈威 《应用力学学报》 北大核心 2025年第5期1165-1173,共9页

浅海中声源激发的Scholte波频散及极化特性对于目标探测有着重要意义,当前对脉冲与连续点声源激发的Scholte波认识仍不够充分。分别运用简正波理论,时域有限元模型结合小波变换对这两种声源激发的Scholte波进行研究。首先基于浅海半无... 浅海中声源激发的Scholte波频散及极化特性对于目标探测有着重要意义,当前对脉冲与连续点声源激发的Scholte波认识仍不够充分。分别运用简正波理论,时域有限元模型结合小波变换对这两种声源激发的Scholte波进行研究。首先基于浅海半无限弹性海底声场模型,利用简正波理论分析了Scholte波的频散特性,得出硬质海底和软质海底条件下Scholte波都存在频散现象。然后,利用时域有限元模型结合小波变换探究了脉冲与连续声源激发的Scholte波频散和质点运动轨迹的极化特性。结果表明,从时频分析看,两种声源在硬质海底时均可观察到Scholte波的频散现象。连续声源在软质海底时可观察到Scholte波的频散,但脉冲声源难以观察频散现象。从Scholte波极化特性看,脉冲声源激发的Scholte波椭圆率先减小后增大,连续声源下的椭圆率保持稳定;脉冲声源激发的Scholte波在硬质海底下以垂直振动为主;连续声源激发的Scholte波在硬质海底下以垂直振动为主,在软质海底下以水平振动为主。研究结果可为浅海中脉冲与连续声源的探测提供初步依据。 展开更多

关键词 Scholte波 弹性海底 频散特性 极化特性 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

深海三维海底山地形对甚低频声场的影响 被引量：3

5

作者 董阳 朴胜春 龚李佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1464-1470,共7页

复杂海域海底地形的变化对海洋声传播有着重要影响,研究海底山和弹性海底共同作用下的声传播特性可以为水声技术提供理论基础。本文利用三维谱元法进行声传播数值模拟,从多途结构、界面波传播特性、三维效应等方面分析了该复杂海洋环境... 复杂海域海底地形的变化对海洋声传播有着重要影响,研究海底山和弹性海底共同作用下的声传播特性可以为水声技术提供理论基础。本文利用三维谱元法进行声传播数值模拟,从多途结构、界面波传播特性、三维效应等方面分析了该复杂海洋环境下的甚低频声场特性。仿真结果表明:海底山地形变化会引起传播过程中声信号的耦合转化从而激发深海海底界面波;影区内海底界面波相对能量最强,随着与界面距离的增加,界面波幅度呈指数衰减,而其他途径信号在一个波长内幅度几乎不变;海底山环境下的声传播会产生复杂的三维水平折射与散射现象,随着接收深度的增加地形变化引起的水平多途会逐渐增加。 展开更多

关键词 谱元法 海底山 甚低频 时域声场 弹性海底 Scholte界面波 多途结构 三维效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

快速场(FFP)算法反演海底参数研究 被引量：14

6

作者 祝捍皓 朴胜春 +2 位作者 张海刚 刘伟 安旭东 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期648-652,659,共6页

针对弹性海底条件下的声传播问题和海底参数反演问题,在Pekeris海洋声场模型的基础上推导了基于快速场(FFP)理论的两层弹性海底声场计算公式,讨论了其传播规律并利用KrakenC进行了验证.其次结合水池条件,采用能够模拟弹性海底海洋环境... 针对弹性海底条件下的声传播问题和海底参数反演问题,在Pekeris海洋声场模型的基础上推导了基于快速场(FFP)理论的两层弹性海底声场计算公式,讨论了其传播规律并利用KrakenC进行了验证.其次结合水池条件,采用能够模拟弹性海底海洋环境的声场测量平台进行缩比实验.反演中,采用了实际测得的传播损失与FFP理论计算值相等的代价函数,讨论了其对各海底参数的敏感度,并选用遗传算法对该代价函数进行寻优计算.反演得到的声传播损失与实验中实际测量结果吻合较好,表明所建立的理论模型符合实际声场环境. 展开更多

关键词 FFP建模 缩比实验验证 参数反演 弹性海底 声传播

在线阅读 下载PDF 职称材料

典型海底条件下抛物方程声场计算方法的缩比实验验证 被引量：8

7

作者 祝捍皓 朴胜春 +2 位作者 张海刚 刘伟 安旭东 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期532-537,共6页

为验证抛物方程近似方法在声场计算中的正确性,进行了模拟弹性海底的声传播测量实验.实验中利用质地均匀的聚氯乙烯(PVC)板模拟弹性海底,在消声水池中分别测量了水平和倾斜时海底下的声传播损失.理论研究中,应用抛物方程方法及在其基础... 为验证抛物方程近似方法在声场计算中的正确性,进行了模拟弹性海底的声传播测量实验.实验中利用质地均匀的聚氯乙烯(PVC)板模拟弹性海底,在消声水池中分别测量了水平和倾斜时海底下的声传播损失.理论研究中,应用抛物方程方法及在其基础上发展的坐标映射抛物方程方法仿真计算了2种实验环境下的声传播损失曲线.实验结果表明,仿真计算结果与实测结果吻合较好,充分验证了所研究计算方法的正确性. 展开更多

关键词 抛物方程 缩比实验 弹性海底 声场计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

海洋环境参数对Scholte波特性的影响 被引量：13

8

作者 祝捍皓 郑红 +2 位作者 林建民 汤云峰 孔令明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期257-264,共8页

采用半无限海底的Scholte波模型并将其推广至分层海底,在直角坐标系下利用流体和弹性体中的波动方程,提出基于水平分层弹性海底模型的Scholte波的求解方法,结合简正波理论分析了Scholte波的频散特性及其质点运动轨迹和质点位移的传播特... 采用半无限海底的Scholte波模型并将其推广至分层海底,在直角坐标系下利用流体和弹性体中的波动方程,提出基于水平分层弹性海底模型的Scholte波的求解方法,结合简正波理论分析了Scholte波的频散特性及其质点运动轨迹和质点位移的传播特性,并分析了海洋环境参数(声速与海底参数)对Scholte波传播特征的影响.结果表明,Scholte波受海底介质中横波声速的影响最大,其频散曲线转折点可用于估算弹性沉积层厚度. 展开更多

关键词 Scholte波 水平分层 弹性海底 位移

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用辐射噪声对舰船进行定位 被引量：6

9

作者 刘亚琴 杨士莪 +2 位作者 张海刚 郭俊媛 刘岩 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期921-927,共7页

针对具有弹性海底环境中舰船目标的定位问题,本文利用辐射噪声对舰船目标进行定位研究。在匹配场定位原理的基础上,定义海洋波导频谱峰值对应的频率与接收信号的频谱峰值对应的频率差值为代价函数,当代价函数值最小时即为目标声源的深... 针对具有弹性海底环境中舰船目标的定位问题,本文利用辐射噪声对舰船目标进行定位研究。在匹配场定位原理的基础上,定义海洋波导频谱峰值对应的频率与接收信号的频谱峰值对应的频率差值为代价函数,当代价函数值最小时即为目标声源的深度与距离。在典型声速剖面环境下,无论辐射噪声功率谱是单纯的连续谱或是连续谱叠加线谱,仿真结果表明:本文定位方法均能有效估计目标距离,当辐射噪声功率谱叠加线谱时会降低方法的定位精度,但可以通过增大使用频段范围弥补方法定位精度的下降。将所提定位方法应用到舟山获取的的实验数据中,能够有效对舰船目标进行定位估计。 展开更多

关键词 舰船目标 辐射噪声 连续谱 匹配场 频谱峰值 频率差值 弹性海底 被动定位

在线阅读 下载PDF 职称材料

两种声场模型下环境参数对Scholte波传播特性的影响 被引量：4

10

作者 罗夏云 程广利 +1 位作者 孟路稳 张明敏 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期48-54,共7页

为了研究海洋环境参数对Scholte波传播特性的影响,首先在Pekeris海洋声场模型的基础上,建立了含沉积层的两层海底声场模型;然后,基于波动理论给出了Scholte波频散特征的求解方法;最后,分析了两种声场模型下环境参数(纵波声速、横波声速... 为了研究海洋环境参数对Scholte波传播特性的影响,首先在Pekeris海洋声场模型的基础上,建立了含沉积层的两层海底声场模型;然后,基于波动理论给出了Scholte波频散特征的求解方法;最后,分析了两种声场模型下环境参数(纵波声速、横波声速、密度、沉积层厚度、海水深度)的变化对Scholte波传播特性的影响。结果表明:两种声场模型下Scholte波均存在低频截止和频散现象,且能量主要集中在一个波长深度内,沉积层中横波速度的变化对Scholte波相速度影响最大。 展开更多

关键词 弹性海底 沉积层 简正波 Scholte波 频散特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

声矢量场计算方法 被引量：4

11

作者 张海刚 杨士莪 +2 位作者 朴胜春 任群言 马树青 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期470-475,共6页

随着声矢量传感器和矢量信号处理技术的快速发展,声矢量场的建模和准确快速预报也逐渐成为学者们研究的热点.利用反转算子算法,研究了基于弹性抛物方程方法的声矢量场建模和预报方法,计算并分析了具有弹性海底的浅海波导中质点位移场的... 随着声矢量传感器和矢量信号处理技术的快速发展,声矢量场的建模和准确快速预报也逐渐成为学者们研究的热点.利用反转算子算法,研究了基于弹性抛物方程方法的声矢量场建模和预报方法,计算并分析了具有弹性海底的浅海波导中质点位移场的分布情况,并与基于尤拉公式的数值差分求解声矢量场的方法做了对比,结果显示该方法具有准确性和稳健性,适合声矢量场的快速预报. 展开更多

关键词 弹性海底 声矢量场 浅海 弹性抛物方程 反转算子

在线阅读 下载PDF 职称材料

声场波数积分方法和数值计算 被引量：1

12

作者 曾娟 郭圣明 陈耀明 《声学技术》 CSCD 2004年第z1期65-67,共3页

本文采用Schmidt的直接全局矩阵法(DGM)计算格林函数,实现声场波数积分法的数值计算,DGM最重要的优点是无条件的数值稳定性.声场数值计算例说明,波数积分法特别适用弹性海底和高斯波束声传播和反射系数的研究,物理图像清晰,物理现象一... 本文采用Schmidt的直接全局矩阵法(DGM)计算格林函数,实现声场波数积分法的数值计算,DGM最重要的优点是无条件的数值稳定性.声场数值计算例说明,波数积分法特别适用弹性海底和高斯波束声传播和反射系数的研究,物理图像清晰,物理现象一目了然. 展开更多

关键词 波数积分法 直接全局矩阵法 弹性海底 高斯波束

在线阅读 下载PDF 职称材料