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海洋内波对声传播的影响

论文摘要

研究海洋环境对声传播的影响是海洋声学的基本任务之一。由于内波会改变海洋声速剖面，能够引起声信号起伏，因此，研究内波对声传播的影响是十分必要的。近些年来，已经建立起一些海洋内波模型和声传播模型，例如GM72，GM75，Kraken和FOR3D等。本论文利用抛物方程近似，FOR3D程序来研究内波对声传播的影响。本论文介绍了大洋线性内波和孤立子内波，并将其对海洋声速剖面产生的扰动进行了理论和模拟分析。根据海洋实验所获得的内波参数，模拟研究不同环境下了20Hz到1500Hz的声传播情况。通过分析发现内波会显著影响声传播损失，尤其在声源位置较浅且声源频率位于300Hz与1500Hz之间时。论文结果表明抛物方程近似具有精度高计算速度快等优点。它对研究内波存在情况下的声传播十分有效。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 论文的目的与意义
  • 1.2 国内外研究历史及现状
  • 1.2.1 内波的研究历史及现状
  • 1.2.2 内波对声传播影响的研究历史及现状
  • 1.3 论文的结构安排
  • 第2章 海洋内波简介及其对声速的扰动分析
  • 2.1 海洋内波的分类和生成
  • 2.2 界面内波
  • 2.3 内波的特性
  • 2.3.1 内波的恢复力
  • 2.3.2 内波的频率
  • 2.3.3 内波的角度
  • 2.4 内波对声速产生的扰动分析
  • 2.4.1 内波场与声速起伏的关系
  • 2.4.2 线性内波的垂向结构
  • 2.4.3 线性内波垂向位移的求解方法
  • 2.4.4 孤立子内波垂向位移的求解方法
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 抛物方程及 FOR3D程序简介
  • 3.1 波动方程理论简介
  • 3.2 抛物方程与 FOR3D程序简介
  • 3.2.1 二维抛物方程
  • 3.2.2 三维抛物方程与 FOR3D算法
  • 3.3 抛物方程对加入内波情况的解算分析
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 内波对声传播影响模拟分析
  • 4.1 仿真模型与实验数据对比
  • 4.2 内波对不同频率声波产生的影响分析
  • 4.2.1 内波对不同频率声波产生影响的全声场伪色彩图对比
  • 4.2.2 内波对不同频率声波产生影响的声传播损失对比
  • 4.3 内波对不同深度声源发射声波的影响分析
  • 4.4 内波移动对声传播产生的影响分析
  • 4.5 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

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/0eb432913b0fc0b9da004523.html