康颖[1]2004年在《海洋中尺度结构声传播特性分析》文中研究表明海洋中尺度结构能强烈影响声波在海水中的传播，因此，对海洋中尺度结构声传播特性进行分析，确定海洋中尺度结构影响声传播的基本规律，对快速声场预报和环境参数反演都具有十分重要的意义。本文对中尺度结构(中尺度涡、锋面)海洋中尺度结构引起的海水的不均匀性对声传播影响进行研究，建立海洋中尺度现象水声环境参数模型，分析声传播特性的中尺度现象水声环境模型参数变化对声传播的影响规律，对存在随机声速起伏的中尺度结构的声传播特性也进行了初步探讨。 本文利用南海海域声速场同化数据数值计算分析典型海域声传播基本规律，采用抛物方程模型计算程序FOR3D进行计算。其中包括，深海声传播，通过有海洋锋面的声传播，海底有海底山时的声传播，海底为下坡地形的声传播，以及黑潮暖涡下的声传播。结果显示弱锋对声传播的影响并不明显，而暖涡能引起涡区后强烈的声衰减。 根据实际涡、锋面的各项指标，结合南海海域声速场同化数据，建立了高斯涡模型和海洋锋面模型进行的声传播规律分析，系统计算不同频率下涡、锋面强度变化对声传播影响。数值模拟结果表明冷涡能够使声场传播的会聚区发生分散。暖涡则能使涡区声传播损失降低10dB左右。涡对低频声传播影响大于同样情况下的高频声传播。锋面模型分析结果为：暖锋的存在能使其后很长的区域形成声影区，传播损失增加10dB左右。 在建立的两个模型的基础上，进行了特征参数的灵敏度分析，并结合海上水声综合考察声传播实验数据进行验证。结果表明，前五阶EOF表示声速场所得声传播损失与实际声速场结果相比误差基本在±3dB以内，即前五阶EOF可作为这种海洋环境声速场的特征参数。 本工作还进行了存在随机声速起伏的中尺度结构声传播特性分析。我们采用随机耦合简正波方程理论计算存在随机声速扰动时各阶简正波展开系数幅值的变化特征。对四种随机声速场进行了计算。发现同样的正态分布的随机声速场影响下各简正波模态的展开系数幅值基本也呈现正态分布，且各简正波模态的展开系数幅值的均方差变化是不同的，其中一些模态展开系数幅值均方差值较大。另外深度方向的声速扰动对各阶简正波展开系数幅值的扰动影响较大。
赵越[2]2015年在《中尺度涡环境下声传播分析》文中认为自上世纪70年代海洋环境学家发现海洋中尺度涡以来,中尺度涡环境对声传播的影响引起了水声学界的极大关注。与近海环境相比,深海环境受环境等因素影响较小,具有较为稳定的温、盐结构。但由于探测不便等诸多原因,目前对于深海中尺度结构与声传播特性之间关系的研究还远远不够。因此,对于海洋中尺度涡环境对声传播的影响进行定性定量分析,研究海洋中尺度涡声场结构对声传播的影响,对声场环境反演、深海信道通信、海洋信息探测等具有十分重要的意义。本文参考实际西北太平洋和南海中尺度涡各项参数,建立高斯冷涡模型,分析冷涡参数变化对声传播造成的影响；在前人对中尺度涡对声传播影响的定性分析基础上,使用SPSS统计分析软件对冷涡环境下的汇聚区参数进行灵敏度分析,结果表明在冷涡环境下声场汇聚区跨距减小,且其变化随冷涡参数变化呈线性变化关系。文章中还讨论了射线与简正波理论间的联系。分析波导不变量与射线稳定性参数之间的关系,证明两个量相等。同时仿真分析了在存在冷涡时射线与简正波远距离传播稳定性,结果表明射线与简正波在仅考虑水体环境变化时具有较为一致的结果。而在深海环境中往往由于简正波号数过多而导致波导不变量在R一ω平面内无法提取的情况,射线稳定性参数从另一个角度反映出海洋环境的变化,并用于声传播特性的研究。本文中同时使用海洋数值同化结果所得南海温盐分布分析环境缓变情形中射线稳定性参数变化规律,结果表明,射线稳定性参数在存在冷涡时出现明显变化,并且其变化规律与声速场变化十分吻合。
刘阳洋[3]2015年在《海洋中尺度结构对空间相关和匹配时间相关的影响》文中研究指明目前,对海洋中尺度现象的研究方兴未艾。海洋中尺度结构在大洋中普遍分布,有时具有一定的周期性。中尺度结构主要包括中尺度涡、海洋锋、内波、上升流、流套等。本文主要研究分布较为广泛的前叁种中尺度结构对声场相关性的影响。声场的相关性包括时间相关和空间相关。其中时间相关在匹配场处理中作为衡量拷贝场有效性的主要参数。本文讨论的时间相关主要为匹配场时间相关。目前,对中尺度结构影响匹配场时间相关的研究主要集中于内波上对其他中尺度结构鲜有讨论。故本文讨论了中尺度涡、海洋锋对匹配场时间相关的影响,而内波的影响不中论述。空间相关在阵列设计等方面具有重要作用。在二维海洋中,空间相关包括垂直相关和水平相关。本文的主要内容如下：首先,在基本理论部分中,简单的介绍了抛物方程近似(PE)。对文章中使用的中尺度涡模型和海洋锋模型做详细的介绍并使用尺度分析讨论了有关模型的注意事项。对时间相关和空间相关作进一步论述。然后,仿真并分析了中尺度涡和海洋锋面对空间相关和匹配场时间相关的影响。讨论了传播路径上存在中尺度结构时,中尺度涡或温度锋的强度、移动速度、声源深度以及地形等参数对匹配场时间相关和空间相关的影响。结果表明,中尺度结构强度的绝对值越大,匹配场时间相关系数下降越快,相关半径越短。中尺度结构移动越快,声场的时间相关变化越快。在一定深度范围内以及适当的地形情况下,声源深度越深,时间相关半径越短。倾斜海底地形对应的声场相关性与平坦海底对应的声场相关性不同。在深海环境中,下坡海底对应的空间相关半径较平坦海底和上坡海底对应的相关半径短。而在浅海时,下坡海底环境具有更长的空间相关半径。最后,基于2001年亚洲海实验南海部分讨论了内波对声场空间相关的影响并与实验数据结果作比较。结果显示内波的存在使声场空间相关半径存在明显的时变性。空间相关半径的长短与声源中心频率也有关系。
关定华[4]1993年在《声学的进展》文中研究说明声学是近年来发展最快的学科之一,本文着重就当前活跃的分支学科,如:物理声学,海洋、大气及地壳中的声,超声检测、评价和成像,声与物质的相互作用,环境声学和与人类信息文化交流有关的声学等问题进行了较详细的论述.最后,对我国声学研究的发展提出了一些建议.
参考文献：
[1]. 海洋中尺度结构声传播特性分析[D]. 康颖. 中国海洋大学. 2004
[2]. 中尺度涡环境下声传播分析[D]. 赵越. 中国海洋大学. 2015
[3]. 海洋中尺度结构对空间相关和匹配时间相关的影响[D]. 刘阳洋. 中国海洋大学. 2015
[4]. 声学的进展[J]. 关定华. 中国科学院院刊. 1993