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题名一种可稳定计算负跃层浅海环境下声场的波数积分方法
被引量：1
- 1
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作者
于晓林
许伟杰
杨春梅
骆文于
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机构
中国科学院声学研究所东海研究站
自然资源部第一海洋研究所
中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室
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出处
《声学技术》
CSCD
北大核心
2022年第4期497-504,共8页
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文摘
提出了一种可以稳定计算负跃层浅海环境中声场的波数积分方法,通过对艾里(Airy)函数的归一化,得到了声源位于水体不同层中的系数矩阵,该系数矩阵是无条件稳定的。结合仿真实例,将该方法的计算结果与Airy函数未作归一化得到的计算结果进行比较,结果显示,当Airy函数未作归一化时,在某些情况下不能保证深度格林函数的足够收敛性,而该方法可以很好地解决该问题。同时将该方法的计算结果与简正波模型KRAKENC的计算结果进行对比,结果表明,文中提出的数值计算模型可以作为负跃层浅海环境中声场计算的有效补充。
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关键词
负跃层浅海
波数积分方法
稳定模型
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Keywords
shallow-water environment with a thermocline
wavenumber-integration method
standard model
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分类号
TB561
[交通运输工程—水声工程]
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题名双层介质声传播问题的标准解及有限元解
被引量：1
- 2
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作者
周益清
骆文于
吴双林
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机构
中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室
中国科学院大学
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出处
《声学技术》
CSCD
北大核心
2022年第2期149-159,共11页
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基金
国家重点研发计划项目资助(2018YFC0308600)
国家自然科学基金(11774374)资助项目。
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文摘
文章通过双层介质中的声传播问题,研究了有限元方法在水下声场计算中的应用。基于传统的Galerkin方法推导出水下声场的有限元方程,采用四节点四边形单元离散求解物理域,可选择辐射边界条件、DtN(Dirichletto Neumann)非局部算子、完美匹配层来处理出射声场,得到有限元解。为了验证该有限元模型,需要高精度的参考解。水平不变均匀介质中的声传播问题存在解析解,但双层介质问题不存在解析解。因此,对于双层介质声传播问题,使用波数积分法推导出标准解。分别考虑了有限深度和无限深度双层介质两种情况,并进行了数值模拟。数值结果表明,文章所提的有限元模型与参考解非常吻合。此外,还发现当某号简正波的本征值非常接近割线时,简正波模型KRAKEN难以准确计算该号简正波的本征值,从而声场计算结果存在明显误差;但是有限元方法不需要计算本征值,所以当KRAKEN模型出现此类问题时,有限元方法仍能给出准确的声场计算结果,表明有限元方法在普适性方面优于简正波方法。
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关键词
波数积分方法
有限元方法
水下声传播
简正波方法
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Keywords
wavenumber integration method
finite element method
underwater sound propagation
normal mode method
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分类号
P733.21
[天文地球—物理海洋学]
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题名海水吸收对远距离水下声场计算的影响
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作者
周益清
骆文于
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机构
中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室
中国科学院大学
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出处
《声学技术》
CSCD
北大核心
2022年第1期21-27,共7页
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基金
国家自然科学基金(11774374)资助项目。
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文摘
低频声波在海水中短距离传播时,海水吸收对声场的影响几乎可以忽略。但是在实际传播中,传播距离可能达到数百甚至数千千米,此时海水吸收会对声场带来较大影响。在这种情况下,如果选用的水下声场计算程序忽略海水吸收,则远距离的声场计算结果会存在明显误差。分别比较了全反射理想波导和深海Munk声速剖面环境下几种常用声场计算模型的结果,验证了海水吸收对远距离声场计算的影响;然后通过给抛物方程RAM模型增加海水吸收,使RAM更加适用于远距离声场计算。给出的数值算例的计算结果显示,改进后的RAM模型得到的传播损失与已经包含了海水吸收的简正波模型COUPLE及波数积分模型SCOOTER给出的结果一致,表明改进后的RAM模型引入了正确的海水吸收,从而可以更精确处理远距离声传播问题。
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关键词
海水吸收
抛物方程方法
耦合简正波方法
波数积分方法
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Keywords
water absorption
parabolic method
coupled normal mode method
wave-number integration method
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分类号
P733.21
[天文地球—物理海洋学]
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