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理想负跃层浅海中脉冲波形的理论分析 被引量:15
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作者 朱业 张仁和 +1 位作者 鄢锦 金国亮 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第4期289-297,共9页
随着信号处理技术的发展,对信道传输特性的研究与利用日益受到重视。多途传输是水声信道的基本特征。在典型的负跃层浅海实验中早已观测到脉冲信号具有规则的多途结构,用射线理论可以定性地解释所观测到的脉冲多途结构,但射线理论不... 随着信号处理技术的发展,对信道传输特性的研究与利用日益受到重视。多途传输是水声信道的基本特征。在典型的负跃层浅海实验中早已观测到脉冲信号具有规则的多途结构,用射线理论可以定性地解释所观测到的脉冲多途结构,但射线理论不能精确地获得脉冲的相位与幅度信息。本文利用具有波束位移的射线-简正波(RMB)理论,计算了理想负跃层情况下带限信号的波形。为了检验本文方法的计算精度,我们用MOATL简正波算法计算了同一问题。比较表明,两种方法的计算结果是一致的,但本文方法的计算速度至少高两个数量级。研究表明,在跃变层情况下波束位移对于波形结构的计算起着关键作用。本文的结果进一步证明了具有波束位移的简正波衰减公式的正确性。利用本文方法研究了收发深度、距离、信号频率及海底参数对脉冲波形的影响。 展开更多
关键词 射线-简正 理想负跃层 形分析
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深海甚低频声场的空间分布特性研究 被引量:3
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作者 张海刚 马志康 +1 位作者 李楠松 刘清宇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1457-1463,共7页
深海环境下,甚低频声场的空间分布特性和频率有关,明确其形成的物理机理是进行声呐系统设计、目标定位的基础。本文利用射线-简正波理论,分析了深海中不同频率的声场特性,研究表明:不同频率下波导中占主导地位的模态(声线)能量大小不同... 深海环境下,甚低频声场的空间分布特性和频率有关,明确其形成的物理机理是进行声呐系统设计、目标定位的基础。本文利用射线-简正波理论,分析了深海中不同频率的声场特性,研究表明:不同频率下波导中占主导地位的模态(声线)能量大小不同,这会导致声传播损失大小随频率变化而变化;不同频率下占主导地位的模态干涉周期(声线水平跨距)不同,这会导致声场的空间分布规律随频率变化而变化;声源深度不同,声场空间分布特性也不同。 展开更多
关键词 深海 甚低频 射线-简正 传播损失 会聚区 模态干涉周期 声线跨距 掠射角 数值模拟
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三维水声传播建模及并行算法研究 被引量:3
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作者 张林 笪良龙 李玉阳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期54-57,共4页
宽带声传播、匹配场定位、水下环境仿真等技术的发展对水声传播提出了越来越高的要求,如何开发快速准确并与实际海洋环境条件相吻合的三维声传播模型,并充分利用现代计算机技术实现声传播的快速计算已成为水声技术的一个重要研究方向。... 宽带声传播、匹配场定位、水下环境仿真等技术的发展对水声传播提出了越来越高的要求,如何开发快速准确并与实际海洋环境条件相吻合的三维声传播模型,并充分利用现代计算机技术实现声传播的快速计算已成为水声技术的一个重要研究方向。基于波束位移射线简正波(BDRM)理论,将射线-简正波方法和简正波-抛物方程方法结合起来,建立三维射线-简正波-抛物方程模型,同时为满足三维声场计算的时间需求,设计了射线-简正波-抛物方程模型并行算法,在高性能集群系统上的测试分析结果表明,设计的并行算法具有较高的并行计算效率。 展开更多
关键词 水声传播 射线-简正 抛物方程 并行算法
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声衍射相移对深海会聚区焦散结构的影响
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作者 张海刚 马志康 +2 位作者 龚李佳 张明辉 周建波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第20期129-145,共17页
本文从射线-简正波理论出发,推导了计及衍射相移时声线跨距、传播时延与群速度的表达式,在此基础上给出了一种包含衍射相移影响的深海会聚区焦散结构计算模型.对典型深海声道中第一个上会聚区的仿真研究表明:高频条件下纯折射(refracted... 本文从射线-简正波理论出发,推导了计及衍射相移时声线跨距、传播时延与群速度的表达式,在此基础上给出了一种包含衍射相移影响的深海会聚区焦散结构计算模型.对典型深海声道中第一个上会聚区的仿真研究表明:高频条件下纯折射(refracted-refracted,RR)型会聚区有3条焦散线,海面反射(refracted surfacereflected,RSR)型会聚区有4条焦散线.通过与高频结果对比,低频条件下计及衍射相移后发现,界面反射相移引起的水平位移使RR型焦散线向靠近声源的方向水平偏移,使RSR型声线额外多产生数条焦散线,而声波以非均匀波形式传播时产生的位移使RR型焦散线向远离声源的方向水平偏移.频率升高后,声衍射效应减小,焦散结构趋于经典射线理论的计算结果.本文给出的模型物理意义清晰,计算简便准确,弥补了经典射线理论在低频条件下适用性不强的缺陷. 展开更多
关键词 深海 低频声传播 焦散结构 射线-简正
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简正波耦合机理与(广义)射线简正波转换 被引量:1
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作者 王宁 刘进忠 吴德星 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期821-825,共5页
结合广义射线 简正波转换、声场强度干涉结构研究了简正波耦合机理。给出了 1种简正波前向耦合矩阵的近似表示形式 ;引入“介质虚像”技法和图解法 ,讨论了简正波耦合的直观物理图象。证明简正波耦合强弱由声场强度干涉结构和环境扰动... 结合广义射线 简正波转换、声场强度干涉结构研究了简正波耦合机理。给出了 1种简正波前向耦合矩阵的近似表示形式 ;引入“介质虚像”技法和图解法 ,讨论了简正波耦合的直观物理图象。证明简正波耦合强弱由声场强度干涉结构和环境扰动所决定 ,并解释了一些文献中描述的现象。利用“介质虚像”技法 ,给出了时间反转镜技术原理的简明解释。 展开更多
关键词 广义射线-简正转换 干涉结构 耦合 时间反转镜
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浅海相干混响理论与混响强度的振荡现象 被引量:17
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作者 李风华 金国亮 张仁和 《中国科学(A辑)》 CSCD 2000年第6期560-566,共7页
分析了一次负跃层浅海声学实验的混响数据 .在实验中观测到当水听器位于负跃层中时 ,接收到的混响强度是时间的振荡函数 .这种振荡现象不能用目前被采用的非相干混响理论来解释 .为了解释所观测到的现象 ,提出了射线简正波相干混响理论 ... 分析了一次负跃层浅海声学实验的混响数据 .在实验中观测到当水听器位于负跃层中时 ,接收到的混响强度是时间的振荡函数 .这种振荡现象不能用目前被采用的非相干混响理论来解释 .为了解释所观测到的现象 ,提出了射线简正波相干混响理论 .数值计算表明 ,射线简正波相干混响理论可以较好地解释及预报这种混响强度的振荡现象 . 展开更多
关键词 负跃层 射线简正 相干 混响 浅海 传播
原文传递
波束位移射线简正波理论在浅海声传播损失数值预报中的应用 被引量:5
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作者 刘秋花 李风华 +2 位作者 郭良浩 宫在晓 李锡禄 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期410-416,共7页
波束位移射线简正波(BDRM)理论适用于一般分层浅海,具有计算精度高,计算速度快等优点.本文应用BDRM理论,并结合带宽信号相干声场的平均理论,预报了浅海传播损失。数值计算与实验数据比较表明,BDRM理论能较好的预报... 波束位移射线简正波(BDRM)理论适用于一般分层浅海,具有计算精度高,计算速度快等优点.本文应用BDRM理论,并结合带宽信号相干声场的平均理论,预报了浅海传播损失。数值计算与实验数据比较表明,BDRM理论能较好的预报浅海声传播损失. 展开更多
关键词 束位移射线简正 BDRM 海洋声学 水声传播损失 数值预报 数值模拟
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海底散射模型对浅海混响的影响研究 被引量:4
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作者 笪良龙 刘贝 +1 位作者 张林 臧涛 《海洋技术》 2008年第4期53-55,共3页
对于混响预报,散射强度是一个相当重要的物理量。在波束位移射线简正波理论的基础上推导了浅海混响模型,仿真比较了负跃层浅海情况四种海底散射模型对应的混响衰减曲线,结果表明海底散射模型对浅海混响的影响较为显著。
关键词 浅海混响 散射模型 束位移射线简正
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收发深度变化对浅海混响的影响研究 被引量:2
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作者 笪良龙 刘贝 +1 位作者 张林 臧涛 《指挥控制与仿真》 2009年第3期58-60,共3页
海洋中,由于种种原因可能造成声呐发射深度或接收深度发生变化,针对这一问题,研究了水听器的晃动给混响强度带来的影响。在波束位移射线简正波理论的基础上推导了浅海混响模型,仿真比较了负跃层浅海情况发射深度或接收深度上下变化1m时... 海洋中,由于种种原因可能造成声呐发射深度或接收深度发生变化,针对这一问题,研究了水听器的晃动给混响强度带来的影响。在波束位移射线简正波理论的基础上推导了浅海混响模型,仿真比较了负跃层浅海情况发射深度或接收深度上下变化1m时(小幅度变化)的混响衰减曲线,结果表明发射深度或接收深度上下变化1m时对混响衰减曲线的影响不大。可以认为水听器小幅度晃动时浅海混响相对于声源深度及接收深度是稳定的。 展开更多
关键词 浅海混响 发射深度 接收深度 束位移射线简正
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