海洋中尺度結(jié)構(gòu)聲傳播特性分析.pdf

1、海洋中尺度結(jié)構(gòu)能強(qiáng)烈影響聲波在海水中的傳播,因此,對(duì)海洋中尺度結(jié)構(gòu)聲傳播特性進(jìn)行分析,確定海洋中尺度結(jié)構(gòu)影響聲傳播的基本規(guī)律,對(duì)快速聲場(chǎng)預(yù)報(bào)和環(huán)境參數(shù)反演都具有十分重要的意義.該文對(duì)中尺度結(jié)構(gòu)(中尺度渦、鋒面)海洋中尺度結(jié)構(gòu)引起的海水的不均勻性對(duì)聲傳播影響進(jìn)行研究,建立海洋中尺度現(xiàn)象水聲環(huán)境參數(shù)模型,分析聲傳播特性的中尺度現(xiàn)象水聲環(huán)境模型參數(shù)變化對(duì)聲傳播的影響規(guī)律,對(duì)存在隨機(jī)聲速起伏的中尺度結(jié)構(gòu)的聲傳播特性也進(jìn)行了初步探討.該文利用南海

2、海域聲速場(chǎng)同化數(shù)據(jù)數(shù)值計(jì)算分析典型海域聲傳播基本規(guī)律,采用拋物方程模型計(jì)算程序FOR3D進(jìn)行計(jì)算.其中包括,深海聲傳播,通過(guò)有海洋鋒面的聲傳播,海底有海底山時(shí)的聲傳播,海底為下坡地形的聲傳播,以及黑潮暖渦下的聲傳播.結(jié)果顯示弱鋒對(duì)聲傳播的影響并不明顯,而暖渦能引起渦區(qū)后強(qiáng)烈的聲衰減.根據(jù)實(shí)際渦、鋒面的各項(xiàng)指標(biāo),結(jié)合南海海域聲速場(chǎng)同化數(shù)據(jù),建立了高斯渦模型和海洋鋒面模型進(jìn)行的聲傳播規(guī)律分析,系統(tǒng)計(jì)算不同頻率下渦、鋒面強(qiáng)度變化對(duì)聲傳播影響.

3、數(shù)值模擬結(jié)果表明冷渦能夠使聲場(chǎng)傳播的會(huì)聚區(qū)發(fā)生分散.暖渦則能使渦區(qū)聲傳播損失降低10dB左右.渦對(duì)低頻聲傳播影響大于同樣情況下的高頻聲傳播.鋒面模型分析結(jié)果為:暖鋒的存在能使其后很長(zhǎng)的區(qū)域形成聲影區(qū),傳播損失增加10dB左右.在建立的兩個(gè)模型的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了特征參數(shù)的靈敏度分析,并結(jié)合海上水聲綜合考察聲傳播實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證.結(jié)果表明,前五階EOF表示聲速場(chǎng)所得聲傳播損失與實(shí)際聲速場(chǎng)結(jié)果相比誤差基本在±3dB以內(nèi),即前五階EOF可作為這種