水下声道中脉冲传播的WKBZ简正波方法

本文将ＷＫＢＺ简正波方法应用于水下声道中的脉冲能量和波形传播。文中分别给出在两种不同水下声道中的数值结果，并与精确简正波数值解进行了比较。数值模拟结果表明，ＷＫＢＺ简正波方法能精确地计算水下声道中脉冲声信号的波形，计算速度比传统的简正波方法提高近两个数量级。     

水平缓变声道中的WKBZ绝热简正波理论

本文利用具有海面相移修正的本征函数的ＷＫＢＺ近似，并同时考虑波导简正波和海底反射简正波的贡献，提出了适合于水平缓变水下声道的ＷＫＢＺ绝热简正波理论。数值结果表明，会聚区声场主要由波导简正波决定，而影区声场主要由海底反射简正波决定。在菲律宾海中，频率范围在１０９ＨＺ至８６０ＨＺ，距离至２５０ｋｍ范围时，用ＷＫＢＺ绝热简正波理论计算的结果与实验数据符合得很好。     

基于BDRM理论的深海声场快速预报研究

深海存在深海声道和双轴声道两种典型环境，WKBZ简正波方法已实现了深海声道中声场的快速准确预报，而对于双轴海洋声道则存在一定的误差。本文在WKBZ本征函数的基础上，推导出了参考界面相位修正的一致表达式，并将浅海声传播的波束位移射线简正波（BDRM）理论应用于计算双轴海洋声道中的声场，进行了数值模拟并与传统简正波方法进行比较，结果表明应用BDRM理论计算的传播损失具有很高的精度和速度。     

浅海中的混响衰减

本文定义混响衰减作为描述浅海混响的基本物理量。对不同的声速剖面和海底散射模型，分别用射线方法和ＷＫＢＺ简正波方法（考虑和不考虑复本征值的影响）计算了混响衰减随时间（距离）的变化。数值模拟结果表明复本征值的影响不能忽略，在中等距离上按射线方法计算的混响衰减与考虑了复本征值影响的ＷＫＢＺ方法计算结果相一致。负跃层浅海中的实验结果表明混响衰减与源和接收器的深度有关，但与带宽无关。理论预示的混响强度的几何平均规律也从实验得到了证实。     

改进WKB方法与相移值的修正

利用非均匀波导的多层分割法,对传统ＷＫＢ法的相称值进行修正,导出了改进的ＷＫＢ计算公式,并给出相移修正值的计算公式。对常见的典型折射率剖面（指数型、高斯型、余误差型、截断线型）的数值计算表明,该方法所得公式的精度远高于传统的ＷＫＢ近似,在接近截止时仍与精确数值十分吻合。     

改进WKB近似的新方法

利用转移矩阵理论，在考虑层间一次反射和转折点处实际相移的基础上，导出了改进的ＷＫＢ公式，数值计算的结果表明本文所得公式的精度远优于传统的ＷＫＢ近似，而且能适用于接近于截止的模式和变化剧烈的折射率分布。     

广义相积分简正波理论在双轴海洋声道中的推广与应用

双轴声道常出现于大洋中。双轴声道传播是一检验海洋声学计算方法的"标准"波动问题，某些算法在遇到这一问题时是不适定的。本文对广义相积分简正波方法（WKBZ）进行了推广，使之适于处理双轴海洋声道中声传播问题。数值计算结果表明本文所作的推广是有效的。     

非均匀平板波导的色散方程

利用转移矩阵理论分析了任意折射率分布平板波导的传输特性，导出了非均匀平板波导的近似解析色散方程，并指出了ＷＫＢ近似的局限性，数值比较的结果表明，文中所得公式的精确度优于传统的ＷＫＢ方法和其它近似方法。     

W.K.B近似法应用的拓宽

本文将Ｗ．Ｋ．Ｂ近似法拓宽到缓变参量条件下的计算，类比了量子理论中的结果，并就渐变折射率光波导和平面分层介质两种模型为例做了探讨。     

冬季冲绳海域地形及黑潮对声传播的影响

冲绳海域地形复杂且冬季存在较强的黑潮海洋锋,利用数值实验研究斜坡地形和海洋锋同时存在时由浅海至深海的声传播特性。海洋模式数值预报环境数据表明,分布于冲绳海槽斜坡上方的海洋锋导致该海域上层水体声速存在水平变化,纬度越高,水平变化越大。利用抛物方程声场模型计算声传播损失,通过简正模态分析存在表面声道的环境中声能量分布,利用声线轨迹图解释海底斜坡和海洋锋对声传播的影响。结果表明:声源频率低于表面声道截止频率时,声传播主要受海底地形影响;声源频率高于表面声道截止频率时,位于表面声道内的声源激发的声能量主要在表面声道传播,部分声能量从表面声道泄漏沿斜坡向深海传播,位于表面声道深度以下的声源激发的声能量主要沿斜坡向深海传播,斜坡地形导致表面声道下方至共轭深度这一深度范围呈现为声影区,海洋锋的存在可导致表面声道传播损失变化明显,影响程度与声源深度有关。