超临界角入射界面下球体的声散射

论文摘要

本文以浅海环境下探测掩埋雷为研究背景,首先介绍了海底沉积层的分类和水雷掩埋的形成过程,针对容易形成掩埋的海底底质条件,分析了理想的平坦光滑界面、粗糙随机起伏界面、渐变水平分层界面等三种界面下沉积层中的声波形式和声波能量的分布情况,结合实验室水池掩埋实验测量结果,定义了浅掩埋深度。文中利用各阶球面波函数与多极子组合声场的对应关系,直接使用各阶球面波在介质分界面上的反射和折射声场表示,研究了界面下弹性球在折射波场中的散射。对于高声速海底掩埋物探测,当入射声波掠射角小于临界角入射时,下层介质中的折射波是非均匀平面波;文中首先对问题进行了简化,忽略界面对散射波场的作用,分析了非均匀平面波场中物体的散射问题,针对非均匀平面波场中刚性球散射问题进行了数值求解。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文的主要内容
• 第2章 声探测意义下物体掩埋深度的分析
• 2.1 海底沉积层和水雷掩埋形成机理
• 2.1.1 海底沉积层
• 2.1.2 水雷掩埋形成机理
• 2.2 声探测意义下浅掩埋深度的定义及其解释
• 2.2.1 平坦光滑界面
• 2.2.2 粗糙随机起伏界面
• 2.2.3 渐变水平分层界面
• 2.2.4 粗糙随机起伏界面下声场分布及掩埋目标回波测量实验
• 2.3 本章小结
• 第3章 实验室环境下的水池掩埋实验
• 3.1 沙层的物理及声学参数
• 3.2 实验设计
• 3.3 实验结果与分析
• 3.4 影响实验结果的因素
• 3.4.1 影响掩埋目标回波测量实验结果的因素
• 3.4.2 影响掩埋水听器实验结果的因素
• 3.5 本章小结
• 第4章 界面下球体的散射
• 4.1 建立数学模型
• 4.2 各阶球面波在界面上的反射波与折射波的计算
• 4.3 系数的计算
• 4.4 本章小结
• 第5章 非均匀波场中球体的散射
• 5.1 建立数学模型
• 5.2 数值计算与计算结果
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录A
• 附录B