海底掩埋物的目标强度和回声信混比

基于两种流体介质中声散射的修正的Kirchhoff近似,导出计算掩埋物回声的近似公式。应用回声计算的板块元方法和底质的地声模型,能够计算任意形状刚性掩埋物的回声特性。海底沉积层的影响主要反映在声波在底质中传播的衰减。界面的作用主要表现在声波经过两次折射或透射产生的损失。计算结果表明,用常规方式探测掩埋物时回声信混比总是很小, 探测是十分困难的。     

奇异点展开法(SEM)与共振散射理论(RST)之间的联系

近年来,在声散射问题中提出了两种理论:奇异点展开法(SEM)和共振散射理论(RST)。本文建立这两种理论之间的联系,以水中弹性柱和球的散射为例,我们证明RST可以直接从SEM导出,因此两者是等价的。首先从总散射波中分离出刚性背景,然后应用Mittag-Leffler定理将纯弹性散射波展开成严格共振公式。我们特别证明,对于大多数水中实弹性体,再辐射效率和共振宽度近似地正比于相应极点的虚部,这说明共振散射特性可以整个地由复频率极点确定。因此,目前的分析允许对RST有更深的理解。对于水中铝柱和钨碳球的情况,我们用新的共振公式计算了分波形态函数,其结果与严格计算符合良好。     

TBL压力起伏激励下粘弹性圆柱壳内的噪声场：Ⅰ．噪声产生机理

用波数-频率谱传递函数描述包括粘弹性圆柱壳和流体负荷在内的整个系统，导出了TBL（湍流边界层）压力起伏激励下管内噪声场互谱函数的一般表示式。存在着两种噪声产生机理：一种是压力起伏的迁移峰通过柱壳直接传递，另一种是压力起伏激励桂亮共振产生再辐射。在低频情况下。后一种机理产生的噪声起主要作用。通过求解带有流体负荷的圆柱壳的频散方程，得到复K平面上两个Stoneley型极点。它们是低频条件下管内噪声的主要源。最后，用数值积分方法计算了柱壳半径、壳厚、材料吸收及流速等因素对噪声降低值的影响。     

水中弹性圆柱壳的共振声辐射

研究了在内壁简谐法向线力激励下的水中弹性圆柱壳的振动和声辐射问题，这有助于深入认识水中结构的声辐射机理，验证水下结构共振声辐射理论。本文从经典Ｒａｙｌｅｉｇｈ简正级数解出发导出共振声辐射公式，然后分别用经典公式和共振声辐射公式计算钢圆柱壳的辐射声功率及壳体表面声压曲线。计算结果表明两者符合良好。     

一种辐射声场近似计算方法——单元辐射叠加法

提出一种基于表面振速预报辐射声场的近似方法--单元辐射叠加法.研究表明,声传递向量中的每项元素等于对应单元以单位速度振动、其它单元振速都为零时的辐射声压,即刚性障板上活塞面以单位速度振动时的辐射声压.在此基础上,利用刚性障板上单位速度振动活塞面的辐射声压直接建立表面振速与辐射声压之间的传递关系,根据这个传递关系对表面振速进行加权、求和便得到总的辐射声压.计算时采用规则形状障板面去拟合实际障板面,以规则形状障板上振动活塞面的辐射声压去近似实际障板上振动活塞面的辐射声压.相对于边界元方法,该方法在计算速度与存储空间上具有很大的优势.计算表明该近似方法是合理的、可行的.     

水中矩形板的共振声辐射

研究共振声辐射理论(Resonance Radiation Theory:RRT)在水中矩形板的应用。导出了矩形板的共振声辐射公式、并数值验证了其适用性。深入分析了有流体负荷矩形板的复共振频率的物理意义及其与导纳留数、模态辐射率的关系,复共振频率的实部表示实际共振频率,虚部反映模态辐射能力。根据复共振频率容易找到辐射能力相对较强的模态,为有针对性控制声辐射提供了新的思路。鉴于复平面搜根求解模态复共振频率的困难,针对矩形板的特点提出了一种求解复共振频率及留数的快速方法。结合该方法及RRT,提出了一种快速计算辐射声功率的方法,数值验证表明该方法精度高、速度快。      

外部加环肋有限长圆柱壳体声散射

为了深入理解双层加肋圆柱壳体的声散射机理,专门研究了两层壳体之间环肋的声散射。仅考虑模型的刚性散射,采用Kirchhoff近似推导了单个环肋的反向散射声场的解析解,并推广到等间距的环肋散射,结合圆柱壳刚性散射得到外部加周期性环肋的圆柱壳体的散射声场近似解。同时,利用图形声学方法(GRACO)对模型的目标强度进行数值计算。理论与实验的结果表明,刚性散射在反向散射声场中起主要作用,周期性环肋引起的Bragg散射对散射声场有重要贡献,同时遮挡效应在实际情况下有较大作用。      

充水管道声分隔片消声性能研究Ⅰ.理论分析

本文对在充水管道中加入声分隔片的消声结构的消声性能进行了理论研究,用模式匹配法计算了有限和蔗声分隔片的传递损失和功率反射系数。研究结果表明,声分隔片的消声效果优于通常所采用在管壁加吸声衬怪的结构,并且其功率反射系数很小。     

用时域积分方程法计算不规则形状目标的瞬态声散射

瞬态声散射信号包含有较丰富的目标信息。本文研究了克服时域积分方程法计算瞬态声散射中存在的长时间解发散问题的方法,给出了一种实用的算法,使得计算结果在时间较长时都稳定。将时域积分方程法推广到阻抗表面的情况,计算了带半椭球帽的阻抗圆柱体的瞬态反向声散射。计算结果表明,目标的瞬态回波具有亮点特征．     

平面声波斜入射到水中无限长圆柱壳体的纯弹性共振散射

斜入射情况下水中弹性圆柱壳体的共振声散射问题至今还很少被研究。本文导出了平面声波斜入射时水中无限长圆柱壳体纯弹性共振散射函数的简单而明显的表达式。针对中空铝圆柱壳体（ｂ／ａ＝０．８）详细计算了不同入射角时纯弹性共振散射的分波共振谱，同时还给出了远场反向散射形态函数及其刚硬背景隔离，发现形态函数受吻合频率的影响很大。文中详细计算了斜入射时无固次复频率平面上的共振复极点分布，并由此计算了不同入射角时各阶共振模式，特别是附加共振模式所对应螺旋环绕波的相速度频散曲线。这些结果十分有助于认识声波斜入射下圆柱壳体的共振和再辐射的物理本质。