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《(范文)海洋鋒區(qū)聲傳播數(shù)值仿真研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、海洋鋒區(qū)聲傳播數(shù)值仿真研究Thenumericalsimulationofsoundpropagationinoceanfrontzone學生姓名學號所在學院海洋與氣象學院班級所在專業(yè)海洋技術申請學位理學學位指導教師職稱講師副指導教師職稱答辯時間摘要abstractII1引言12海洋鋒的定義及其對海水聲傳播的影響23鋒區(qū)聲場仿真模型33.1海洋鋒特性33.2聲學計算模型簡介43.3海洋鋒模型64鋒區(qū)聲場仿真74.1海洋鋒區(qū)對不同聲波頻率的影響74.1.1模型參數(shù)設置74.1.2仿真結果及討論85總結10鳴謝11參考文獻12摘要海洋鋒區(qū)的海洋環(huán)境參數(shù)在水平方向和豎直方向的梯度
2、變化對海洋聲傳播有重要的影響。環(huán)境參數(shù)在水平方向的梯度變化，特別是海水溫度的水平梯度變化，會導致海水聲速的改變。聲速的變化又會引起聲線結構、傳播損失、傳播距離的改變。本文通過建立海洋鋒聲場模型，應用RAM模型來研究海洋鋒區(qū)聲傳播特性。從仿真實驗中,觀察到以下現(xiàn)象：聲波穿越海洋鋒后，海洋鋒區(qū)會出現(xiàn)一個能量折射的現(xiàn)象，使得部分能量在原有的傳播方向上發(fā)生改變；海洋鋒對不同頻率的聲傳播影響不同，在經(jīng)過海洋鋒區(qū)吋，高頻聲波發(fā)生的能量折射現(xiàn)象比低頻聲波的更加強烈。關鍵詞：海洋鋒；聲傳播；RAM模型。ABSTRACTOceanfrontshaveagreateffectonacousti
3、cwavepropagationforitgenerateshorizontalandverticalinhomogeneityatsoundspeed,whichresultinsignificantfluctuationsofsoundenergy.Firstly,accordingtothecharacteristicsofoceanfronts,thispaperusedanoceanfrontmodeltosimulateacousticvelocitywhereoceanfrontshappen.Secondly,thepaperutilizesRAMtopro
4、duce2Dpicturesofacoustictransmissionlossintheareaofoceanfront.Thefollowingphenomenacouldbeobserved:Theenergyofsoundwavewillgeneraterefractionwhenitgoesthroughtheareaofoceanfront:.Thisimpactonthehigh-frequencysoundwavesismoresignificant.KEYWORDS:oceanfront;soundpropagation;RAM海洋鋒區(qū)聲傳播數(shù)值仿真研究海
5、洋技術，201212922229,曾志杰指導老師：屈科1引言聲波是人類迄今為止已知唯一能夠在水中遠距離傳播的能量形式，因其在在海水中的良好傳播特性使其成為人們進行海洋研究的主要信息載體，兩次世界人戰(zhàn)的爆發(fā)促進了水聲技術的發(fā)展，人們逐步認識了聲波在海水屮傳播的機理。海洋環(huán)境各種復雜的因素都會對聲信號的傳播產(chǎn)生影響。例如，潘長明等人用聲學調(diào)查實測傳播損失數(shù)據(jù)和UMPE(theUniversityofMiamiparabolic)模型仿真研究東海近海溫躍層對水聲場的影響，發(fā)現(xiàn)溫躍層對低頻聲場較高頻聲場影響大，夏季正躍層海洋環(huán)境中傳播損失隨深度增加而減小，春季逆躍層海洋環(huán)境屮傳播損
6、失隨深度增加而增大⑴；張旭等人(2014)應用KRAKEN簡正波模型對實測中層冷水環(huán)境下的聲場進行計算并分析，發(fā)現(xiàn)聲波在冷水層中傳播時形成波導聲場使其傳播損失較常規(guī)環(huán)境明顯減?、?。此外,海洋環(huán)境對水聲傳播的影響還包括水聲環(huán)境效應的不確定性，主要體現(xiàn)在：1、邊界條件變化引起的不確定性，包括海浪、潮汐運動、大洋環(huán)流潮流等引起的海面變化和地質運動造成的海底地質、地形發(fā)生的改變；2、海洋水體中由于某種特性引起的不確定性，如溫躍層的厚度變化；3、傳播過程引起的不確定性，主要包括聲波在海而、海底和海水中的折射反射造成的多路徑傳播⑶。海水中的聲傳播速度是最重要的聲學參數(shù)，是影響聲在海洋中
7、傳播的最基礎的物理量。在流體介質中聲波是彈性縱波，它可以表示為c=M網(wǎng)。其中，目是絕熱壓縮系數(shù)，P是海水密度，它們都是海水溫度、鹽度和靜壓力的函數(shù)。所以，海水聲速是溫度T(C°)、鹽度S(%。)和靜壓力P(kg/cm2)的函數(shù)，根據(jù)烏德公式(1)對上式進行溫度、鹽度和壓強求導，可得Qede=—=4.Z110,0074?=—=1.14a?=—=0.1751QT，'卅5,bqp由此可知，溫度對聲速的影響最大，每升高1C。，聲速變化可達到4m/s；鹽度每增加1%0,聲速增加1.14m/s；壓強每增加1atm,聲速僅增加0
