|
||
|
浅海质点振速场强度的深度分布特性
上海交通大学学报
2024, 58 (7):
995-1005.
DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.073
质点振速场强度的深度分布特性对水声探测与估计具有重要影响.基于简正波非相干模态和变换到角度积分的近似条件,推导出质点振速的非相干简正波的角度积分形式,避免了本征值和本征函数的复杂计算,并揭示了质点振速强度在声源深度及对称深度具有显著变化特性的物理机理.数值结果表明:非相干质点振速的角度积分解析式可实现快速计算,并可较好地表征出质点振速强度的深度分布特性;同时,由于简正波模态幅度函数的叠加效应,垂直质点振速与水平质点振速的深度分布存在显著差异性;随后,以质点振速强度差为研究对象,分析了水平距离、声源频率、声速剖面及海水深度等参数对质点振速场强度的深度分布特性的影响.相关结论可为基于矢量场的被动目标深度估计提供理论依据.  View image in article
图5
强度差的深度-频率域分布
正文中引用本图/表的段落
声源参数(声源深度、声源频率)直接决定声场能量的分布,为此有必要分析声源频率及声源深度对质点振速场强度差的深度分布特性产生的影响.在水平距离2 km处,计算50~250 Hz频带内,声源深度为60 m和100 m的质点振速强度差的深度-频率(f)分布情况,结果如图5所示.在均匀介质环境下,由于简正波模态的位移幅值在深度方向上近似关于H/2对称,非相干质点振速强度差在声源对称深度表现出声源深度的特性.如声源深度为60 m时,在对称声源深度140 m处产生相同的声场效应;而声源深度为100 m时,声源在相同的深度产生声场能量叠加.同时,随着频率的升高,点声源激发声场的简正波个数增多,由各阶模态叠加引起的声能深度分布会更加聚焦于声源深度,且同时考虑水平质点振速的叠加增强和垂直质点振速叠加减弱效应,将会使得质点振速强度差的峰值随着频率的升高更加聚焦于声源深度.如图5(a)、5(b)中质点振速场强度差在50~250 Hz频段内随频率的增大,质点振速强度差明显增强的深度范围随着频率的升高逐渐变窄.
本文的其它图/表
|
