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浅海内波引起声场起伏的规律研究

刘进忠  
【摘要】:声波是唯一能在海洋中进行有效远距离传播的波动形式;浅海声传播环境水平变化取决于海底声参数和水体声速剖面水平变化,海洋内波(潮)是引起环境声速分布结构变化的主要原因之一。海洋内波是活动于海洋内部的一种波动现象,广泛出现在密度分层结构稳定的海水中,海洋内波的存在导致浅海声场的起伏。研究内波存在下的声传播规律一方面具有重要实用价值和军事意义,另一方面利用内波导致的声场起伏信息可以反演内波的特征。 本文主要分为四部分,第一部分(第二章)研究声场数值计算的模型,提出了一种提高声场简正波计算速度的新方法。第二部分(第三章)对ASIAEX2001东海实验的数据进行了分析,观测到双跃层双非线性内波。第三部分(第四章)分析了内波引起的环境参数变化与声传播起伏的对应关系,利用局地简正波的波数、简正波群速度、简正波耦合特征等声场参数探讨了高频线性内波、非线性内波和内潮波对声场影响的特征。并初步提出了几种可用于内波反演的方法。第四部分(第五章)提出并检验了三种反演内波的方法,得出了一些初步的理论观点:第一种是利用内波的传播特征反演简正波耦合系数矩阵;第二种是利用内波对简正波群速度的影响反演内波引起的水体声速起伏;第三种是利用内波对简正波激发强度的影响反演内波引起的水体声速起伏。


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