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题名水下稳态涡流场声传播特性
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作者
喻敏
闫婧洁
王志鸿
王献忠
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机构
武汉理工大学船海与能源动力工程学院
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出处
《声学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1111-1118,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52271349)资助。
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文摘
基于射线声学理论研究了水下稳态涡流场的声传播特性。首先,根据移动介质中的程函方程,推导了二维稳态涡流场的射线微分方程组,实现了声波通过涡流场的声线轨迹模拟,获取了通过不同涡流场的声信号;然后,基于稳态涡流场的声传播特性,构建了接收声信号相位与涡流场特征参数之间的映射关系,通过数值仿真反演稳态涡流场特征参数,仿真结果与理论值的相对误差在15%以内。仿真结果表明:基于射线理论可以有效模拟声信号通过涡流场的声线轨迹及信号变化,具有直观、计算效率高的优势;随着涡环量增大,涡流对声传播的影响更为明显;利用声信号相位可实现对速度分布、涡核位置、涡环量等涡流场特征参数的估计。
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关键词
声传播特性
射线声学
稳态涡流场
涡环量
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Keywords
Sound propagation characteristics
Ray acoustics
Steady-state vortex field
Vortex circulation
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分类号
E91
[军事]
TB566
[交通运输工程—水声工程]
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题名水下稳态涡流场声传播的数值模拟和实验研究
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作者
喻敏
樊丁繁
张烨
刘航
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机构
武汉理工大学船海与能源动力工程学院
中国船舶集团有限公司系统工程研究院
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出处
《声学技术》
CSCD
北大核心
2023年第4期419-425,共7页
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基金
国家自然科学基金(面上基金,52271349)。
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文摘
声波穿过涡流场时声传播特性会发生改变,可由此判断涡流场的存在及其特征参数。文章首先推导了二维稳态涡流场的射线微分方程组,实现了声波通过涡流场的声线轨迹模拟。然后开展水池超声传感器实验,采用现代计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真方法获取涡流场参数。最后将通过涡流场声信号的时延结果,与实验测量值进行对比分析。结果表明,对于涡核半径为30 mm,最大切向速度为1.2 m·s^(-1)的涡流场,数值模拟误差小于10%,验证了基于射线声学的水下稳态涡流场声传播数值模拟的有效性。
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关键词
射线声学
稳态涡流场
声传播
时延
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Keywords
ray acoustics
steady vortex field
acoustic propagation
time delay
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分类号
TB566
[交通运输工程—水声工程]
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