一种基于声散射特性的有鳔鱼特征获取方法

鱼分类技术在渔业资源评估中的重要性日益凸显,而分类中能够得到不同鱼种的本质声散射特征尤为重要。文章基于鱼的声散射特性,提出一种有鳔鱼种特征获取新方法。鱼的目标强度反映了鱼的本质声散射特征,其主要取决于鱼鳔的大小、形状及声波入射角度、频率,文章基于基尔霍夫模式模型和图像处理方法进行建模,不仅可对鱼体和鱼鳔进行更真实的近似,而且可以得到精确的目标强度仿真结果。通过图像识别方法,对鱼体及鱼鳔图像进行灰度变换、二值化、边缘识别、轮廓提取等处理,得到鱼体及鱼鳔边缘坐标,利用得到的信息进行建模,并给出了相应的计算机仿真结果。最后进行了水池试验,对仿真数据与试验数据进行了对比分析,并提取得到有鳔鱼的目标强度特征,为鱼分类特征获取提供了一条新的途径。     

有限元/边界元耦合方法在海洋生物目标强度特性研究的应用*

目标强度特性是海洋生物声学识别与资源量评估的重要依据,其中,基于近似几何体和声阻抗特性的理论模型法是研究海洋生物目标强度的重要手段。由于对几何形态近似处理以及数值求解方法的限制,传统理论模型对声波频率、入射方位以及目标声阻抗、形态尺寸等均有各自不同的适用范围,单一模型难以满足不同种类或同一种类但不同尺寸海洋生物的目标强度求解。本文尝试将逐渐见诸应用的有限元/边界元耦合方法用于海洋生物目标强度特性研究,分别以球形生物、纺锤形鱼类尾明角灯鱼(Ceratoscopelus warmingii)和细长形浮游动物南极大磷虾(Euphausia superba)为例进行仿真计算,并与相适应的经典理论模型进行对比分析。结果表明,对于球形生物,有限元/边界元耦合方法与解析模型的目标强度频响曲线完全吻合;对于纺锤形鱼类,有限元/边界元耦合方法可有效弥补基于模态级数解的形变圆柱体模型在中低频和两端入射时的准确性问题;对于细长形浮游动物,有限元/边界元耦合方法与畸变波玻恩近似模型高度吻合。综上,有限元/边界元耦合方法对多种海洋生物目标强度求解均具有较好的适用性,未来有待进一步结合实验测定进行验证。     

双基地条件下目标强度实验研究

本文对双基地条件下，水下航行器的目标强度进行了实验研究，取得了很有价值的水池试验数据，根据试验结果，结合理论计算，证明双基地理论计算的可行性。研究结果对小型水下航行器的多基地研究有重要意义。     

近岸4种鱼的声散射特征提取及融合实验研究*

为了有效地提取表征鱼类间差异的声散射特征参数,该文通过绳系法实验研究了近岸4种经济鱼类的声散射信号特征提取及融合方法。首先,通过自研双频鱼探仪采集花鲈、许氏平鲉、黑鲷和斑石鲷的个体鱼声散射信号;然后,分别测定200 kHz和450 kHz换能器下鱼体的目标强度,同时提取鱼声散射信号的时频域统计特征;最后,将降维后的时频特征与频差特征融合组成新的特征向量。该文通过实验验证了该方法的有效性,基于组合特征的支持向量机识别准确率达93%。结果表明,鱼的频率响应特性和鱼声散射信号的时频域统计特征能一定程度上反映鱼的固有属性,有效地增加判别依据能显著提高以上4种鱼类的识别准确率。     

浅海环境中应答器法测量水下平台声目标强度的理论分析

应答器法是在浅海环境中测量水下运动平台声目标强度的常用方法。根据简正波理论分析浅海点源声场的空间特性,指出不同号简正波之间的相互干涉是导致声场空间起伏的主要原因。对基于应答器法的水平平均测量法(HAM法)进行了理论分析,并提出一种新的浅海环境中水下运动平台目标强度的测量方法,即垂直平均测量法(VAM法)。对比了HAM法和VAM法的有效性、物理意义、试验效率和技术难度,分析表明二者物理意义相同,VAM法比HAM法具有更高的有效性和试验效率,不过其技术难度更大。     

依赖强度耦合J-C模型中场的位相特性

应用Pegg-Barnett位相理论研究了依赖强度耦合JC模型中场位相的动力学和统计性质.在一定条件下,场可展示锁相和位相压缩效应以及保持光子数-位相最小确定态.     

随机起伏冰面三维声散射的Kirchhoff近似数值计算模型

针对随机起伏冰面的声散射问题,建立了随机起伏冰面三维声散射的Kirchhoff近似数值计算模型。利用Delaunay三角剖分方法对随机起伏冰面进行三角面元剖分,然后采用Z-buffer算法进行面元的遮挡消隐,得到处于声波照射亮区的面元,最后采用Gordon面元积分的板块元方法计算得到随机起伏冰面的散射强度。数值计算模型中,将冰面认为是局部阻抗表面,直接代入起伏冰面局部反射系数进行散射声场的计算,避免了解析计算模型中对反射系数的近似处理。对比分析了数值和解析计算模型在小粗糙起伏冰面、大粗糙起伏冰面及不同声波入射角和不同声波频率时的散射强度。相比解析模型计算结果,数值模型计算结果与实测结果更吻合。     

水下掩埋目标的散射声场计算与实验

水下掩埋目标声散射问题是识别和探测掩埋目标的理论基础, 是声散射研究领域的热点问题. 本文基于射线声学推导了掩埋情况下目标声散射计算的格林函数近似式, 并在此基础上进一步给出了相应的远场积分公式. 在有限元方法的基础上, 将推导得到的公式写入有限元仿真软件, 对软件功能进行拓展, 构建二维轴对称目标的声散射模型, 并计算掩埋情况下弹性实心球在不同条件下的目标强度, 获得了其散射声场随频率、掩埋深度、沙层吸收系数等参数的变化规律. 开展实心球的自由空间和浅掩埋条件下水池声散射实验, 利用共振隔离技术处理实验数据, 提取目标声散射的纯弹性共振特征进行分析, 结果表明可将其用于掩埋目标识别和探测. 最后利用总散射声场与理论计算结果进行对比, 验证了理论仿真的正确性.     

浅海小掠射角的海底界面声反向散射模型的简化

在浅海,尤其是负梯度声速剖面和海面较为平静的浅海波导,海底界面反向散射是浅海混响的主要来源.经验散射模型只适用于分析浅海混响平均强度衰减特性,而基于物理机理建立的反向散射模型克服了这一缺陷,但同时也引入了其受地声模型约束的问题.本文结合了海底反射系数的三参数模型,对浅海远场海底反向散射模型进行了简化,以减少地声模型的输入参数.理论分析了海底反射系数的相移参数可以描述海底对声场的散射作用,无需任何海底地声参数的先验知识.通过对海底反向散射模型近似简化,结果表明在临界角附近和甚小掠射角范围内的海底粗糙界面反向散射模型的角度特性和强度特性受海底沉积层的影响不同:在临界角附近,海底反向散射的角度特性受海底反射系数的相移参数加权,而其散射系数则近似与相移参数无关;对于甚小掠射角,海底反向散射的角度特性近似与海底反射系数的相移参数无关,其散射系数则近似与相移参数的4次方成正比.     

不同运动状态下的飞机目标雷达散射截面积统计特性分析

目标的运动状态对其动态雷达散射截面积(RCS)起伏特性具有十分重要的影响,同一目标在不同运动状态下,可能具有不同的RCS起伏模型。结合实测数据,对在平稳直线飞行和曲线机动飞行两种状态下的飞机动态RCS进行统计分析。分析结果表明：在平稳直线飞行状态下,飞机目标的动态RCS起伏模型与观测视角内的静态RCS起伏模型近似;在曲线机动飞行状态下,飞机目标的动态RCS起伏更显著、更随机,当观测时间足够长、目标的运动随机性更大时,其起伏模型更接近于指数分布。     

蛙人回波建模与实验研究

选用蛙人回波的简化模型,结合实验获得各主要因素对蛙人目标强度贡献的量值。分别选用简化的胸腔、躯干、大腿骨等人体器官和开式呼吸气泡群、干式潜水服、呼吸气瓶等的声散射模型。通过码头实验测量了蛙人的目标强度,频率为75kHz。在所有影响蛙人目标强度的因素中,开式呼吸气泡群对目标总强度贡献最大,其目标强度大于-16.9dB;其次是干式潜水服,约-17dB;再次是开式呼吸气瓶,约为-24dB;蛙人身体目标强度约-27.2dB;另外实验测量了肺部组织的目标强度,约-25.9dB,频率125kHz。理论模型和实验均表明,开式呼吸气泡群和潜水装备对蛙人回波的贡献远大于蛙人身体。     

Modeling chairs and occupants to closely approximate the sound absorption of occupied full scale theatre chairs

The present work reports on the process of modeling chairs and occupants to closely approximate the sound absorption of occupied full scale theatre chairs and explains how the best form of model listener was determined. Modifying the form of the model listeners to have shorter upper legs and narrower lower legs, led to improved agreement between model and full scale occupied chairs at all frequencies including at 125 Hz. The measured absorption coefficients of single blocks of model chairs with or without model listeners agreed well with the measured values for both full scale types E and G chairs. However, the estimated values for larger sample blocks of model chairs with P/A = 0.5 m⁻¹ showed better agreement with the measured values for full scale type G chairs than type E chairs due to the different slopes of the regression lines versus P/A. The present results demonstrate that the model chair and listener accurately simulate the sound absorption characteristics of a particular type of quite absorptive full scale occupied chairs for all sample sizes of the full scale chairs.     

近程目标距离的实时估计研究

本文首先介绍了两种利用近程目标辐射噪声实时被动测距的快速算法,理论仿真和实验分析的结果表明这两种算法都是可行的。     

Ti原子与氮掺杂金刚石(001) 界面结合强度的第一性原理研究

摘 要：金属钛原子在金刚石表面的结合强度直接影响金刚石真空介电窗口的使用性能和寿命. 本文通过基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Ti原子与不同氮掺杂位置的金刚石（001）界面的结合能、电荷分布和稳态几何结构. 结果表明：Ti原子与N原子取代掺杂在第二层C原子处金刚石表面的结合能比未掺杂和掺杂在第三层的结合能都高,达到-7.293 eV,使得金刚石表面形成的界面结构更加稳定,结合强度更好;通过电荷分布分析,N原子掺杂在第二层金刚石表面的Ti原子上的电荷转移最明显,对金刚石表面碳原子吸附最强,也具有更好的结合强度. 与未掺杂金刚石表面形成的Ti-C键键长相比,N掺杂在第二层和第三层C原子处金刚石表面形成的Ti-C键键长比前者分别长0.051 Å和0.042 Å,略有增加.     

Ocean circumstance effects on the sound scattering of thermocline

I.IntroductionTheformationofoccanthermoc1ineistheresultfromasea-atmosphereintcraction,whichdependsonvariousintensitiesanddepthsofthethermocline,andthedynamictransactionofthermoenergybetweenlayers.Thercfore,thetcmporalandspacialchangcofthethcrmoc1inebecomesanimportantparameterforrcsearchonuppcrboundary1ayerofsea.Thetempera-tUre,salinityandprcssurevarywithdcpth,whichhasformedthcvcrticalprofileofsoundvclooityintheuppcrboundarylaycrsofsca.A1ongthcshallowwatcrareaofChina,thereareobvi-ousnon-unifo…     

声学立靶弹着点测试数学模型与误差分析

本文根据空气动力学理论和超音速弹丸的激波特性，建立了在使用L型立靶基础上正向射击和任意角度射击时的数学模型，并进行了误差分析，提出了减小误差的修正方法。