由小斜率近似计算空气声经粗糙海面透射至深海中的声场

采用一级小斜率近似方法处理空气声经粗糙海面透射至深海中的声场问题,导出了透射场及其相干分量的表达式。假定海面高度一维变化且频谱满足PM谱,采用小斜率近似方法计算了相应的透射场。对于空气中的线源,小斜率近似与积分方程方法结果一致。当水下测量点距离较远且深度较浅时,平均声强随海面均方根高度增加而增加至一极限值,相干声强则随海面均方根高度增加而一致减小。对于空气中的点源,小斜率近似计算表明,水下平均声强还依赖于测量点相对于声源的方位,而相干声强则与测量点的方位无关。      

由小斜率近似计算粗糙海面对空气声源激发的浅海声场的影响

采用一级小斜率近似方法处理空气声经粗糙海面透射至浅海中的声场问题。假定空气、海水和海底为三层均匀介质,将海水层中声场分解为下行波和上行波,导出了粗糙海面条件下下行波和总声场的小斜率近似表达式。导出的声场表达式可由快速傅里叶变换计算,但会出现混叠问题。为了减轻混叠影响,提出了引入额外介质吸收的计算方法。针对高度一维变化且频谱满足PM谱的起伏海面,采用蒙特卡洛仿真计算了相应的水下声场。结果表明,随着海面起伏均方根高度的增加,水下相干场强度减小而均方声压则略有增大。      

大陆斜坡海域宽带声源的匹配场定位

2001年在东中国海大陆斜坡海域进行了中美联合浅海声学实验。基于该次海域数据对垂直阵接收的宽带爆炸声信号进行了匹配场定位研究。结果表明,若用水平海底模型计算拷贝场,声源的定位误差较大;考虑海底倾斜后,匹配定位结果就得到很大改善,在1.0～50.0km距离范围内,大多数信号的定位结果与GPS标称距离一致。     

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。     

近场声全息成像方法的研究

本文对近场声全息成像方法的基本理论及特点做了简单介绍。针对声源重建问题的不适定性,提出一种新的空间频率域滤波方法——带约束条件的最小二乘法,改善了重建结果的稳定性。运用近场声全息成像的数字方法,对圆板的振动及其辐射声场进行了计算机模拟研究并验证了滤波处理的效果。本文还用自制的32阵元线阵扫描实验系统,对一个在空气中辐射400赫声波的小型扬声器的振动及声场进行了近场声全息成像研究,给出初步实验结果。     

黄海中部内波特征及其引起的声起伏

用1996年中美联合黄海实验所取得的水文资料,对内波特征进行了分析,结果表明：（1）内波引起的质点垂直位移峰-峰值可达8m;（2）内波主要由第一阶模态控制;（3）内波谱能量密度随频率近似以－3／2次方律减小．根据实验得出的内波谱,给出了海水声速分布的数学模型,在此基础上,用PE方法对由内波引起的不同频率声信号强度起伏进行了数值模拟,并与实验测量结果进行了比较。     

海洋环境噪声场中声压和质点振速的空间相干

研究海洋环境噪声场中声压和质点振速的三个正交分量间的空间相干。假定海洋介质水平分层,非相关偶极子噪声源均匀分布于海面,由射线声学理论出发,导出了计算噪声场中声压和质点振速的空间相干矩阵的积分表示式。积分式中的被积函数包含一噪声强度垂直指向性因子,海洋介质分层条件通过该指向性因子影响噪声场的空间相干。针对浅海和均匀半空间环境,给出了相应的空间相干计算结果,发现海洋水文和海底对噪声场中声压和质点振速空间相干的影响不可忽略。     

一种新的快速衰落信道相干时间估计方法

快速衰落信道(FFD)是浅海中常见的畸变信道模型之一,通常用信道相干时间来描述其多普勒扩展程度。分段副本相关器(SRC)是FFD信道的最佳似然比检测器,但当信道相干时间未知时,其性能因失配受到较大影响。针对此种情况,提出了多重假设SRC,该方法能简单有效地估计FFD信道相干时间并解决SRC的失配问题。     

由简正波群延时及幅度反演海底参数

由简正波过滤技术得到1号与2号简正波群延时及幅度。通过匹配简正波群延时差来反演海底的声速、密度等参数,衰减系数由简正波的幅度反演得到。遗传算法用来在参数域内搜索待反演的参数。在 200～500 Hz频率范围内海底衰减系数随频率的变化关系为α=0.29f1.9dB/m（f的单位为 kHz）。最后给出由反演出的参数计算得到的传播损失与实验的声传播损失数据的比较,结果符合的较好。     

振动体及其辐射场的近场声全息实验研究

本文介绍我们自行研制的空气中近场声全息成像实验系统。用这一系统对单个扬声器，双扬声器及振动圆板等声源及其辐射场进行了测量，获得一些有意义的结果．这些结果与理论分析和计算机模拟良好地符合，表明近场声全息可以作为研究振动及其辐射场关系的有效手段．