海洋声学层析及其研究中的一种新方法

概述了海洋声学层析的基本理论,从射线传播时间、简正波传播时间、简正波相位等角度阐述了海洋声学层析研究中对海洋监测的具体实现方法。针对目前海洋声学层析研究的现状和不足之处提出了一种新的方法,利用声场的耦合简正波理论进行浅海声学层析研究。     

运动点声源声传播模型的数值算法

 从声传播的基础波动方程入手,推导了波导中运动点声源的声传播模型,并将推导结果发展为适用于计算机数值实现的简正波形式.该结果为采用匹配场处理技术对运动目标进行定位奠定了基础.     

2005黄海声起伏实验中声场结构的特征分析

2005年9月的黄海声起伏实验中记录了脉冲声传播的实验数据。对数据的初步处理和分析发现接收到的声场数据存在明显的“拖尾”,为进一步分析此“拖尾”产生的原因,根据傅立叶合成法建立了脉冲声传播的宽带计算模型,根据实验中记录的海洋环境数据进行了脉冲声传播的模拟计算。对脉冲声传播的实验数据和模拟计算结果进行了对比,发现“拖尾”主要为耦合的简正波,“拖尾”的相对时间位置与发生声场简正波耦合的相对空间（距离）位置是对应一致的。据此给出了一种利用脉冲声传播的实验数据反演声波导发生较大变化位置或进行水中目标探测的初步方法。     

北太平洋水下脉冲声传播仿真

由于信号波形中携带环境参数信息,可利用波形或包络结构反演环境参数,掌握信号波形的传输规律是实现信道匹配的物理基础.将WKBZ简正波方法用于水下声道中的脉冲传播波形的计算、群速的求解.并仿真了窄带脉冲在北太平洋水下声道中的传播波形,仿真结果反映出了明显的信号传输的多途效应.分析了简正波群速对脉冲波形的影响,在收发深度均位于声道轴上时,在远距离上实现了简正波的分离;同时分析了收发深度与简正波幅度的关系及对脉冲波形的影响,得出在某一深度不是所有简正波对脉冲波形有贡献的结论.     

海洋声图像——用于研究和监测

海洋声学是一个重要的研究领域，它为海底及其水下形态和过程的勘探提供了必不可少的工具。本书收录了来自22个国家的120名海洋专家提供的400幅声图像，展现了一个应用于海洋声图像的全面概要。本书综合了地球物理学的多个研究领域，包括海滨工业及经济活动、全国监视以及海洋和大陆架的保护等。本书在展示由图像揭示的复杂关联的同时，还配有简明的文字解释，将复杂的结果浓缩为精华的信息，以便让不同领域的专家都能够清晰地理解。这本地图集跨学科地阐释了水下声学及其详细描绘水下世界的卓越能力。     

光声成像理论基础

根据光声现象的基本物理过程,针对非气体介质,首次提出了光声成像理论,光声信号是用剩余压强来描述的,以迅速加热为条件研究了液态光声压强的一个解,对有限体积的物体提出了完备的光声成像再现理论,此理论根据安放在一个半球上的换能器件阵列所测得的压强信号,就能将一物体的辐射能量吸收密度经两步实现三维再现。第一步与三维背后投影法相似,第二步是一个线性变换,这种变换与求解具有对称核的第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分主     

基于耦合简正波到达时间结构的海洋锋面声学监测

AEYFI05（acoustics experiment of yellow sea oceanic front and internal waves）声起伏实验数据分析表明：实验区域明显存在海洋锋面、潮汐、海流变化,这些海洋学过程特别是浅海海流导致了声传播路径上温跃层深度位置、厚度显著变化;观测到跃层变化显著位置导致的简正波声场耦合现象.在脉冲声传播实验中,由于不同号简正波群速度存在差异,耦合信号与非耦合信号在时域上明显被分开,简正波声信号的到达时间结构包含了温跃层水平显著变化位置的信息.对AEYFI05声起伏实验数据进行了深入分析,提出了根据接收耦合简正波声信号的到达时间结构反演温跃层显著变化位置的方法,利用耦合简正波传播时间起伏数据定量反演了海流所致温跃层水平显著变化位置的起伏.     

基于剪切层扇形分层模型的射流声传播分析

通过计算流体力学建立一种扇形分层剪切层速度模型,并以此为基础用几何声学方法推导整个射流结构的声传播模型.以实际开口式风洞为研究对象,用数值仿真给出射流结构速度分布.建立速度随角度均匀变化的扇形分层剪切层速度模型.用声折射理论推导不同速度层之间的声传播.以声漂移量为指标对射流声传播模型进行声学风洞试验验证,证明本模型对声漂移量的预测精度更高,在高风速、剪切层较厚的情况下,优势尤为明显.     

液体中声吸收对光声信号波形的影响

研究液体中声吸收对三种具有不同波形的脉冲光声信号的影响，把吸声介质视为一个线性、时空不变的低通滤波器，得到了考虑声吸收后光声脉冲的幅值和波形随传播距离变化的表达式。     

孤立子内波存在下的声传播仿真研究

孤立子内波会对声传播产生巨大的影响,基于有限元方法利用COMSOL软件对孤立子内波影响下的声学问题进行求解,仿真研究.首先建立了孤立子内波模型,通过仿真分析了孤立子内波对声场的影响.结果显示,孤立子内波会影响声线的传播轨迹和传播损失,可使声场能量分布更均匀.孤立子内波还会对声矢量场产生影响,使水平质点振速传播损失减小,使垂向质点振速略微增加.     

倾斜海底情况下声矢量场的计算

根据质点运动方程,给出了基于抛物方程法和简正波法的质点振速表达式,并对水平海底和倾斜海底情况下的声矢量场进行了仿真计算.结果表明,抛物方程法能对倾斜海底情况下的声矢量场进行快速预报.     

海洋声传播二维PE算法对海底边界条件的改进处理

运用海洋声传播二维PE算法对不规则海底边界条件的处理，作者提出1种改进方法，即利用抛物方程和界面边界条件。对界面附近的抛物方程的差分形式进行修正，以考虑复杂海底边界的影响。通过实际的数值计算表明，运用该方法计算声场，在提高计算精度方面起到有益的作用。     

不同温度的水对海洋平台声发射传播特性的影响

针对海洋平台水下钢结构无损检测的需要,研究在空气和不同温度的水作为耦合介质的情况下,声发射波在钢结构传播过程中幅值和能量的变化趋势,以及声发射波幅值和能量损失的原因。基于声发射波反射原理,分析了声发射波在钢结构中传播的多径效应及波形转换特性,并解释了时域波形发生分离的原因。实验结果表明：水为耦合介质时声发射波幅值和能量损失较大;水温对声发射波幅值和能量几乎没有影响。     

声成像的研究进展及应用前景

声成像的研究进展及应用前景ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＡｃｏｕｓｔｉｃＩｍａｇｅａｎｄＩｔｓＰｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ￥／／张德俊（中国科学院武汉物理所，研究员武汉４３００７１）本文综述近代声成像的特点与基本分类...     

饱和流体多孔介质中的声传播

饱和流体多孔介质中声传播的Biot理论在地震勘探、声波测井资料解释中具有极大的应用价值。本文简要回顾了Biot理论、估计复合介质等效弹性模量的自洽理论、多孔介质界面波理论及支持这些理论的实验,并评价了多孔介质声学理论的研究、应用现状,强调了这种研究对资源的声波勘探的重要性。