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.     

2001南中国海实验温度场与声传播起伏及内潮(波)特征反演

对ASIAEX 2001南中国海声场与水体相互作用实验的温度场起伏数据和声传播起伏数据进行了分析,结果表明:(1) 内波引起的质点垂直平均位移的峰峰值超过40?m;(2) 由声脉冲前沿传播时间平均起伏所表征的声传播起伏,其峰峰值超过100?ms.在此基础上,对温度场起伏数据进行谱分析,得到影响海洋起伏的主要内波分量;声传播起伏数据经Burg法谱分析反演得到的内波主要周期,与温度场的结果一致.比较了垂直于大陆架方向和平行于大陆架方向的温度场起伏谱结构,以及两个方向的声传播起伏谱结构;利用脉冲多途结构和脉冲传播时间分别提取声传播起伏信息的参量,由其表征的声传播起伏谱结构也进行了比较.     

微机实现声强测量分析

本文以IBM-PC微机为核心,组成一套声强测量分析系统,用自编软件实现声强的测量分析。得到的结果不仅有声强谱和声功率谱(窄带和1/3倍频程,线性和A计权),而且还能给出三维声强图和等声强级图。利用该系统成功地进行了CA 6140车床和电机的噪声谱分析,用三维声强图和等声强级图直观地描述了车床前面的噪声辐射状况。     

二维矢量声强探头的设计计算与误差修正

一维声强探头测量二维空间方向声强需要测量两次,费时且有时时间上不允许。利用平行四边形曲柄机构的位置保持原理,设计了测量频率范围可调的二维矢量声强探头的机械结构。基于双传声器互谱声强法原理,采用三个传声器构成的二维矢量声强探头,给出了二维矢量声强的测量原理、二维矢量声强的计算公式和有限差分误差修正方法。修正后互谱声强计算值和理论值之间的误差要比修正前显著减小,表明有限差分误差修正方法可以明显降低互谱声强测量中由于有限差分导致的声强测量误差。     

利用海表动力高度资料反演次表层海温结构

为了解次表层温盐结构特征,提出基于谱空间重构的方法,利用海表动力高度资料对次表层海温进行反演,分析该方法的数学原理并给出计算步骤.反演结果表明该方法是可行的.反演均方根误差为0.8703 ℃,误差主要是由谱空间统计模式及只考虑海表动力高度影响造成的;反演得到的次表层海温场误差主要分布在温跃层附近区域.     

双通道互谱声强测量时不同步采样造成的测量误差及修正方法

本文讨论了双通道互谱声强测量时两通道不同步采样造成的相位失配误差；导出了由此而引起的声强测量误差；推导了声强测量时测量系统的误差特征函数，并给出了使用误差特征函数修正该测量误差的方法．实验结果表明，在两通道间不同步采样时，所产生的声强测量误差可以用误差修正的方法加以消除．修正后声强测量结果的精度令人十分满意．     

复Morlet小波方法遥感反演海浪波长和水深的仿真分析

利用海浪造成的遥感影像波纹状特征,可以基于小波方法反演海浪波长,进而利用海浪波长随水深变浅而变短的特点反演浅海水深.选择复Morlet小波方法,采用理想波面数据和FUNWAVE模式数值模拟的波面数据代替遥感资料进行仿真研究,讨论资料分辨率和子图分割对波长及水深反演的影响.理想波面数据反演波长的结果表明,在波长空间无变化的情况下,子图长度大于波长、子图内均匀分布的资料点数在9个以上时,资料分辨率对海浪波长反演结果基本无影响,可以用波长能量谱解释其原因;在波长空间变化的情况下,子图长度大于2倍波长、每个波长内资料点数在4个以上,可以得到较好的波长反演效果.数值模拟波面数据反演波长对子图长度和资料点数也有类似的要求,水深反演误差在子图尺度太大时略有增大,随资料分辨率降低也略有增大.     

声强测量的原理方法及应用

本文介绍了声强的互谱法和表面声强测试方法,导出用自谱函数代替互谱函数的计算方法及应用条件,并在IBM—PC/XT机上研制出声强测试软件,能较好地鉴别机器的噪声源,最后给出了测试实例。     

活塞型声源几何平均声压的声强计算方法

采用p-p法计算声强时,算术平均算法计算常规声压平均存在高频区误差较大、测量效率低等不足。针对这一情况,提出应用几何平均计算声压的方法,并以活塞声源为例,对两种声压计算方法得到的声强误差进行对比分析。结果表明：几何平均声强误差曲线随△r／r的变化更明显;随△r增大,两种计算方法测量频率上限均下降;与算术平均算法相比,几何平均算法更适合于宽频测量,且该算法计算机运算时间短,测量效率和测量实时性高。该研究提供了一种更为理想的声强计算方法。     

陆架斜坡海域信号水平纵向相关特性实验研究

对于复杂的海洋传播环境,如波导环境扰动、各阶模态之间的干涉、环境噪声等,声信号在传播过程中波形会随空间和时间起伏变化.接收信号之间的空间相关性是直接影响阵列处理增益的重要因素之一,因此研究信号的空间相关特性对提高信号处理的性能有重要意义.本文中,利用一次海上试验测量数据对陆架斜坡海域不同位置处接收信号的水平纵向相关特性以及水平纵向相关性随船运动的起伏变化情况进行了研究.海上试验在中国南海海域开展.试验中,接收阵为一个192元水平拖曳阵,以2 m/s的速度移动,声源为一个宽带声源,深度为95 m左右,用钢缆与发射船船尾相连.实验过程中发射船停机漂泊.声源发射信号为260–360 Hz的线性调频信号.为了降低环境噪声对水平纵向相关性测量结果的影响,数据处理过程中先对接收信号进行带通滤波和匹配滤波处理.然后,将接收阵划分若干个部分重叠的短的子阵列并对各子阵接收信号进行宽带波束形成处理.最后,利用各子阵宽带波束形成输出信号计算水平纵向相关系数.结果发现,该海域接收信号水平纵向相关长度的测量结果大体分布在13–60 m的范围内,普遍小于浅海波导环境,信号水平纵向相关特性易受斜坡海域声场干涉结构和海洋波导环境起伏的影响,随空间和时间变化明显.     

舟山以东浅水海域夏季水团及温盐日变化特征

为了探索舟山以东浅水海域夏季水团分布及温、盐日变化规律,基于舟山以东浅水区域时间分辨率为1h的温盐深(CTD)站点数据,首先对数据剖面取平均以研究其温、盐场结构特征,然后利用Fuzzy聚类法对该区域进行水团划分,最后根据水团划分结果分区域统计分析跃层特征,并计算温、盐日变幅极差值以研究其日变化空间的分布特征。结果表明:研究区域可分为沿岸流水团、近岸混合水团、黑潮水团、东海中-深层水团、东海中-深层混合水团;受黑潮支流与沿岸流混合下沉的影响,调查海域中部中-深层水体相对高温、低盐;沿岸流区与黑潮水区10~20m深度层的温、盐日变幅较大,与跃层深度对应较好,表层、次表层的较小,底层的近似为0;近岸混合水团跃层上界深度最大、平均强度最小,该区域表层、底层日变幅相对较大。     

河口海岸区悬沙输运量的声学多谱勒流速剖面（ADCP）观测技术的初步研究

基于ADCP的观测原理,推导出ADCP声学信息与水体中悬沙浓度的关系,从而提出用走航式ADCP在河口海岸区域进行悬沙输运量观测的方法。通过分析长江口的观测数据表明,在高悬沙浓度的河口区,用ADCP后向散射强度与采水样得到的悬沙浓度之间具有良好的数学关系。     

用声强测量法分析轮式装载机驾驶室内声场

声强的矢量性使声强测量在应用时受环境限制少 ,易于确定声源位置、声能流向等 ,已成为噪声源鉴别 ,声功率测定和声场分析的有效手段之一 笔者应用声强测量法对轮式装载机驾驶室内声能流和声强分布进行了测量及分析 ,指出了影响该驾驶室内噪声的主要原因 通过分析认为 ,就样机而言 ,轮式装载机驾驶室内的主要噪声源是发动机噪声和驾驶室壁面所辐射的噪声 ;在发动机噪声中 ,排气噪声对驾驶室内噪声的影响相对较大 ;此外 ,驾驶室自身的结构对其内部噪声的影响也不可忽略 在此基础上 ,提出了有效降低该驾驶室内噪声的措施 ,可为产品的低噪声改进设计提供参考     

变幅杆式超声波声场分布测量

以某钢厂180 t钢包为原型,在钢包水模内进行超声场空化强度及声场分布分析;采用金属薄膜腐蚀法,测量研究超声空化强度及其分布,从空化角度对形成的声场分布进行探讨。实验结果表明:超声波空化场在工具杆周围以径向辐射为主,在工具杆底端的空化场呈圆锥状分布;在超声搅拌的过程中,空化泡群产生在超声波的波腹位置,产生后沿任意方向作直线运动,在运动的过程中伴随着空化泡的聚集、长大、崩溃等过程,正是因为这些剧烈的变化以及崩溃过程产生的微射流改善搅拌效果。     

水磁化后物性参数的探讨

粘滞系数是流体的一个重要物理性质。通过实验观察并分析磁场强度、水波速度磁场类型以及温度等因素对磁化前后水的粘滞系数的影响。初步设想水磁化后粘滞系数变化的重要原因是由于离子、分子及分子团间的吸引力变化引起的。     

基于Argo资料的热带印度洋上层声场分析

为了解热带印度洋的水声场,利用2004-2013年10a的地转海洋学实时观测阵(Argo)资料,根据声速计算经验公式,对水声的水平分布、铅直断面分布、声跃层的分布、季节变化和铅直结构进行了较为全面的分析,并对强跃层区进行逐月研究。结果表明,50m深度层声速场呈北高南低的纬向带状分布形式,而200m深度层声速场由北向南呈现高—低—高—低分布;在85°E断面上,声速等值线在赤道以南存在较大的槽、脊,而在赤道以北较为平直;声跃层的深度冬季总体分布为南浅北深,夏季在10°N西印度洋和10°S东印度洋各有一部分明显的较深区域;跃层厚度普遍冬季大于夏季,东部大于西部,跃层强度的分布在冬季存在1个高值区,在夏季存在2个高值区;跃层的断面分布上,其结构、强度和位置都随季节有明显变化。     

高能超声在制备颗粒增强金属基复合材料中的作用

采用高能超声处理方法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的ＳｉＣ／ＺＡ２２基复合材料．对复合材料制备过程中高能超声的作用机理、有效作用范围进行了分析．结果表明,在试验所用高能超声处理条件下（２０ｋＨｚ,１ｋＷ）,熔液中能造成瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有较高速度和加速度的声流效应的协同作用,是高能超声处理技术在制备颗粒增强金属基复合材料时改善增强颗粒与基体合金润湿性,并使颗粒在合金中弥散分布的原因．而高能超声在熔体中有限的有效作用区域,要求利用该技术制备复合材料时,必须在工艺上保证熔体的各个部位均能受到高能超声的有效作用才能获得优质的复合材料     

苹果片超声波预干燥传质过程试验研究

对超声波作用下苹果片预干燥过程进行了试验研究,分析了超声声强对样品预干燥速率的影响.建立了超声波预干燥过程的数学模型,模型中引入修正系数γ来反映超声波对样品内部水分扩散系数的影响.结合试验中所得样品含水率数据,计算出不同超声强度对应的修正系数,并拟合出修正系数与超声强度的关系曲线.研究结果表明,超声波有效强化了苹果片的...     

台湾岛南部海域温跃层个例特征分析

利用台湾岛南部海域若干观测点的水温垂直分布资料,计算了各研究个例的温跃层要素,并进行了较为详细的分析.结果表明：台湾岛南部海域春、夏、秋、冬均有温跃层存在,其中以多跃层为主,每一跃层厚度较小.太阳辐射的强弱会影响跃层的强度;大风、寒潮等灾害性天气对第 1层温跃层的深度影响较大,但对强度和厚度的影响不明显;海流因素会影响到第 1层温跃层的深度和强度;地形也可能是影响第 1层温跃层深度和强度的重要原因之一.分析结果对认识该海域海洋温跃层的分布特征可以提供有益的参考.     

均压孔结构对p-p声强探头精度的影响

传声器均压孔在平衡腔体内外大气静压的同时,也为其建立了声学低频通道,因而影响到传声器的低频相位特性。基于传声器等效声学模型,对均压孔暴露和未暴露外部测试声场两种状态下的声强探头相位失配误差进行了讨论,并深入分析了驻波声场下均压孔结构对声强探头测试精度的影响。指出具有普通均压孔结构的声强探头通过传递函数修正完全可以达到IEC1043对I级声强探头在驻波声场中的测试精度要求。分析模型和结论的有效性最终通过试验得到了验证。