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波导环境下水中目标矢量声场特性研究

作 者: 郝伟杰
导 师: 张揽月
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 水声工程
关键词: 波导环境?矢量声场?虚源法?简正波法?声压?质点振速
分类号: TB56
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 41次
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内容摘要


随着人类的目光转向海洋,对海洋的探索日益增多,目前为止,声波被认为是在海洋中传递信息最为有效的工具。为了更好的研究海洋,人类投入了大量人力物力到对海洋中声波传播特性的研究上。同样作为信息传递载体,与电磁波不同的是声波是同时拥有标量场和矢量场的物理场,在声场中传播时声波同时包含了声压质点振速信息,熟悉声场中的声传播特性,合理的分析处理声压和质点振速信息则可以获得更多的目标源和声场信息。结合我国大陆架平缓,沿海多为浅海的实际情况,为了从声波中获得更多的目标信息,本文采用声场建模方法对波导环境下水中目标矢量声场特性进行研究,分析波导中声场的标量信息和矢量信息之间的区别和联系,并研究声源频率和声源深度等因素对波导环境下声传播特性的影响。不同建模方法其适用的仿真条件不同,根据本文的具体研究内容,本文中采用了虚源法对近场处声场进行建模仿真分析,采用简正波法对远场处声场进行建模仿真分析。根据仿真条件和理论分析结果,文章中设计了水池实验和外场实验。通过对实验结果的处理分析,总结了实际波导环境中目标源的矢量声场特性,与理论分析结果进行了对比验证。

全文目录


摘要??5-6
ABSTRACT??6-9
第1章 绪论??9-12
??1.1 研究背景及意义??9-10
??1.2 国内外研究现状??10-11
??1.3 论文内容及结构??11-12
第2章 波导环境下矢量声场建模??12-27
??2.1 虚源法声场建模??12-17
????2.1.1 单极子声源声场理论计算建模??12-14
????2.1.2 偶极子声源声场理论计算建模??14-16
????2.1.3 复杂声源声场理论计算建模??16
????2.1.4 波导环境下的三维空间矢量声场??16-17
??2.2 简正波法声场建模??17-24
????2.2.1 声场理论计算建模??17-19
????2.2.2 数值方法??19-24
??2.3 矢量声场分析方法??24-26
??2.4 本章小结??26-27
第3章 波导环境下声场仿真与分析??27-57
??3.1 单极子声源??27-47
????3.1.1 虚元法仿真与分析??27-41
????3.1.2 简正波法仿真与分析??41-47
??3.2 偶极子声源??47-50
??3.3 复杂声源??50-56
??3.4 本章小结??56-57
第4章 实验研究与分析??57-72
??4.1 水池实验??57-64
????4.1.1 消声水池??58-62
????4.1.2 信道水池??62-64
??4.2 外场湖试??64-71
????4.2.1 实验概况??65
????4.2.2 实验数据处理及分析??65-71
??4.3 本章小结??71-72
结论??72-73
参考文献??73-77
致谢??77

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 声学工程 > 水声工程
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