水中双层无限长圆柱壳体声散射

研究水下双层无限长圆柱壳体的声散射。采用弹性薄壳理论和Fourier变换方法导出了散射声场的解析解。并分别计算了平面波正横和斜入射单层和双层无限长圆柱壳体的远场散射形态函数。计算表明在不同的入射角,由于不同类型的弹性波被激励,散射波呈现不同的特性。通常双层无限长圆柱壳体的散射特性由外壳、内壳和中间耦合水层共同作用决定。但外壳很薄、内壳较厚、水层较薄时,无限长充水双层圆柱壳体的低频散射特性主要由单层内壳决定。当然这时外壳的共振特性也不能忽略。     

沉底水雷目标强度与回声信混比

通过几何图形建模软件对沉底水雷目标精确建模,利用基于物理声学的板块元算法对界面附近目标回波特性进行理论计算。以某沉底水雷为例,对比无界面、淤泥和粘泥界面附近沉底水雷的目标强度,讨论了发射-接收波束宽度对沉底水雷目标强度的影响,比较不同波束角、俯仰角和方位角情况下的回声信混比。计算结果表明,在某些特定角度对沉底水雷进行探测会有比较好的效果。     

可分离变量的水下弹性体的纯弹性共振散射

理论上，共振散射谱的提取通过纯弹性散射函数来实现，它定义为总的散射函数和合适的背景项之差。本文导出具有可分离变量的水下弹性体的纯弹性散射函数的简单而明显的表示式。它取决于模态的机械阻抗和声阻抗，除了一个只依赖于形状的相位因子外。用新公式分析分波共振谱发现两类不同特性的共振：弹性波共振和流体波共振。前者主要取决于物体的弹性，流体负荷的作用是第二位的。后者紧密联系于流体负荷，当流体负荷消失时它也消失。这就允许我们对单个共振正确地分类。最后，计及流体波共振极点，应用奇异点展开法对传统的共振散射公式进行了修正。     

湍流边界层压力起伏激励下弹性板的噪声辐射

本文提出一个统一的理论计算湍流边界层压力起伏激励下无限大弹性板的噪声辐射。用波数-频率谱传递函数表征包括弹性板和流体负荷在内的整个系统的特性,导出了噪声场互谱函数的一般表示式。这是复波数平面上的一个积分,它可以归结为两类极点的留数和。由于压力起伏的迁移峰引入的极点产生直接传递的噪声场,它在流体中呈现为渐消的非均匀波,因为这个极点处在高波数区。另一些由于结构传递函数引起的极点产生带有流体负荷的板的共振辐射场。这些极点的位置和留数可以用共振散射理论进行近似计算。对于水动力噪声情况,感兴趣的频率厚度乘积相当低,这时零阶对称模式对噪声辐射起主要作用。     

水听器非轴线布放时的拖线阵流噪声响应

对拖线阵流噪声理论做出两项改进.(1)对Corcos/Carpenter两种压力起伏模型以及相应的拖线阵流噪声响应进行了全面的比较; (2)讨论了有限水听器非轴线布放时的拖线阵流噪声响应,并导出了噪声功率谱的解析表达式.结果表明,这两种压力起伏模型的波数谱、流噪声响应具有一定差别;流噪声响应与拖曳速度、套管外径以及轴线偏移距离有着密切关系.基于Carpenter模型的数值分析表明,拖曳速度提高一倍,噪声功率谱增加约24 dB,且随着套管外径的增大而减小、轴线偏移距离的增大而增大.套管外径以及轴线偏移距离对高频噪声的影响要大于其对低频噪声的影响.     

《水中目标声散射》

正科学出版社出版,2018年1月,北京,333页,定价:129元水中声学目标的回声或散射是有源声呐的信息源。由声呐方程知,在声呐工作的三大要素:目标特性、传输信道和接收、处理设备中,目标信息是声呐工作的基础。其中水下目标声散射的研究是最为实际应用所关注的,水声学著作,如R.J.尤立克《水声原理》、朱埜《主动声呐检测信息原理》等都设专门章节对水下目标声散射特性进行讨论。汤渭霖等《水中目标声散射》则为该领域第一部专门论著。     

充水有限长圆柱薄壳声散射:Ⅱ.实验

从实验和理论上研究了充水有限长圆柱薄壳的声散射。实验采用指向性尖锐的宽带收发合置换能器,发射宽带调频信号和单频窄脉冲信号进行测量,所得结果分别在时域和频域上与理论计算结果相对比,证明其吻合程度很好。理论和实验的结果表明,内部充水圆柱壳在频域上增加了一组由内部流体负载引起的附加波的共振;而在时域上增加了一系列由于声波在壳体内来回反射产生的"回音廊"式回波。频率-角度图中"碗"形亮线出现分簇的原因解释为前几种模式"回音廊"式回波叠加的结果。      

充水有限长圆柱薄壳声散射:Ⅰ.理论

研究水中充水有限长圆柱薄壳的声散射。采用弹性薄壳理论结合边界条件导出了有限长圆柱薄壳倾斜入射时散射声场的解析解,内部充水的作用反映在系统总阻抗中增加了内部流体阻抗。数值计算表明,在反向散射声场中,刚性散射部分仅在正横附近有比较大的贡献,而斜入射时起主要作用的是弹性散射部分。散射波相速度频散曲线的计算表明,与内部真空的情况相比内部充水后除正横附近的纵波和剪切波以外,增加了一组内部流体引起的附加波,其对散射声场贡献非常重要。在计算的频率-角度谱图中,内部流体附加波呈现"碗"形共振曲线。      

非刚性表面声呐目标回波的修正几何亮点模型

基于修正的Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ近似公式,本文提出了包括幅度、时延、相位跳变和局部平面波反射系数的非刚性表面声呐目标的修正四参数几何亮点模型。用原来的和修正的几何亮点模型对刚硬、裸露和敷设消声瓦的充水椭圆锥台壳体的目标强度进行了计算。结果表明原来的三参数几何亮点模型是在高频情况下未敷瓦壳体的一级近似。对于实际壳体,无论敷瓦还是未敷瓦都应采用修正的四参数几何亮点模型计算目标强度。     

考虑遮挡和二次散射的修正板块元算法

对外部加环肋圆柱壳体的声散射研究表明,部件之间的互散射(二次散射)对反向散射声场有重要贡献.本文在板块元算法基础上,加入对遮挡和二次散射的判段,得到修正的板块元算法.通过计算外部加环肋圆柱壳体的目标强度,展现了二次散射和遮挡效应在不同角度的交替作用;而在考虑透射效应后,在高频段和低频段呈现出不同的效果.修正板块元计算结...