导读:本文包含了声矢量场论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:弹性海底,楔形海区,声传播,水平折射
声矢量场论文文献综述
唐骏[1]（2019）在《弹性海底楔形海区声场建模与水平折射对声矢量场影响分析》一文中研究指出声场建模与声场分析是水声学的重要内容。由于声呐工作频率逐渐降低,而低频声波可透入海底较深处并经弹性海底反射回到海水中,故声场建模时需考虑弹性海底横波的影响。同时,声呐作用距离日益增加,而远程声传播过程中由介质水平不均匀性与海底起伏引起的水平折射效应不可忽略,故声场建模时还应考虑水平折射效应。本文围绕楔形海域声场建模及水平折射影响展开研究。首先,建立了可计算弹性海底情况下楔形海区声场的抛物方程模型。其次,为检验抛物方程模型,对计算楔形海区声场的经典方法——虚源法——进行了改进,并对比分析了抛物方程模型与虚源法的计算结果。最后,针对矢量水听器的应用需求,分析了声波水平折射对声矢量场特性的影响。具体研究内容如下:(1)具有弹性海底的楔形海区中抛物方程声场建模研究针对具有弹性海底的楔形海区,建立了基于抛物方程的声场计算模型。首先,根据弹性运动方程推导出了弹性抛物方程表达式;其次,采用坐标映射法处理倾斜海底边界条件;然后,结合楔形海区的特点对方程作Fourier变换,使叁维声场求解问题简化为二维声场求解问题,再通过逆Fourier变换合成叁维声场。水平波导与楔形波导中声场计算结果表明,本文模型的计算结果在一定水平开角范围内较为准确。利用Padé近似理论分析得出,Padé近似阶数取8阶时水平开角可达70~80度,且声场递推步长越小时开角越大。对楔形波导及大陆坡/大陆架过渡海域的声场计算结果表明,在水平方位角越大的方向,声波水平折射对声场的影响越大。大陆坡/大陆架过渡海域声场计算结果还表明,海底倾斜区域中的水平折射会对后续水平区域中声场造成持续影响。此外,将抛物方程模型的声场预报结果与水池实验测量结果进行对比,进一步验证了模型的精度。(2)虚源法中反射系数单值分支选取方法研究虚源法适用于楔形波导声场计算,是检验叁维声场计算模型的标准模型。现有的文献仅指出虚源法中反射系数单值分支的选取应遵循“无穷远辐射条件”。学者P.S.Petrov公布了虚源法程序,并在程序中给出了一种具体的分支选取方法。不过目前公开发表的文献中未见关于Petrov程序中分支选取方法的严格证明,且该程序的声场计算结果仍存在一些扰动。因此,本文对分支选取问题进行深入分析。对于海底无吸收的情况,利用无穷远辐射条件并结合一系列数值算例,分析总结出分支选取应遵循以下原则,即透射波垂直波数与入射波垂直波数位于复平面同一象限,其物理意义是透射波垂直分量的传播方向和衰减方向总是与入射波垂直分量的传播方向和衰减方向保持一致。Petrov分支选取方法在海底无吸收时选出的分支符合上述原则,故Petrov分支选取方法适用于海底无吸收情况。海底有吸收情况下,一小部分平面波的反射系数分支无法通过上述原则来判断,不过若按照透射波垂直波数与入射波垂直波数实部同号的原则进行分支选取,仍能得到较为准确的声场解。海底有吸收情况下楔形海区叁维声场计算结果表明,基于本文分支选取原则的虚源法计算结果比Petrov虚源法程序计算结果更为光滑。最后,仿真并分析了一系列海底横波声速不同的楔形波导中的叁维声场,这些计算结果可用于检验其他叁维声场计算模型。(3)水平折射对声矢量场特性的影响分析考虑到近年来矢量水听器的广泛应用,而声矢量场特性是矢量信号处理的理论基础,故研究了声波水平折射对声矢量场特性的影响。根据叁维声传播问题与柱对称二维声传播问题的基本差异,即环境参数是否与水平方位角有关,分析出水平折射对声矢量场特性的两点影响,即质点水平位移的椭圆偏振与声能流方向的水平偏转。一方面,分析处理了质点位移轨迹测量的海上实验数据,发现不同声源位置情况下接收点处质点水平位移均成椭圆偏振。由此可知,在实际海洋环境中由于介质水平不均匀性与地形起伏,声波传播过程中总是伴随着水平折射效应。另一方面,仿真计算了ASA楔形波导空间各点处的声能流水平偏转角,结果显示部分区域声能流水平偏转角达10度以上。结合这一仿真结果,并考虑到声能流的水平偏转会导致声能流方向偏离于目标真实水平方位,可知声波的水平折射可对目标水平方位估计造成显着影响。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2019-01-01）
祝捍皓,朴胜春,张海刚,刘伟[2]（2016）在《一种浅海声矢量场干涉结构提取方法》一文中研究指出针对浅海Pekeris环境下声矢量场的干涉特征,基于简正波理论分析了在频率-距离域上声强谱、质点振速自谱、复声强谱和波阻抗谱干涉结构的形成机理,探讨了对干涉结构的波导不变量表征,并进行了宽带辐射声场干涉结构的海上测量试验。仿真研究和海试数据分析均表明,在频率-距离域上,上述4类物理量都会呈现稳定的、可用波导不变量β表征的干涉结构,而复声强独有的纯干涉分量更能体现波导的干涉效应。最后引入多尺度线性滤波器对海试实测LOFAR图进行处理,处理结果表明该滤波器可有效地增强干涉特征,更利于检测和提取干涉图案中的条纹信息。(本文来源于《声学学报》期刊2016年01期）
祝捍皓[3]（2014）在《基于声矢量场阻抗特征的地声参数反演研究》一文中研究指出浅海环境中,海底地声参数对水声信号的传输具有巨大的影响,因而对其获取方法的研究也一直是水声工程中的热点问题。随着矢量水听器制作技术和矢量信号处理技术的不断发展、完善,对于矢量水听器的应用也已成为水声领域最重要的研究内容之一,但针对浅海声矢量场各物理量在地声参数反演中的应用研究则仍较为少见。鉴于此本文以浅海声矢量场的理论建模与物理特性研究为核心,探讨了矢量场中各物理量在传播中的能量衰减规律、空间分布特性及相应的物理机理,研究中还开展了大量的实验测量工作,为理论建模和物理规律分析提供了有力的支持。本文主要研究工作如下:首先,在理论建模时从波动方程出发,分别利用简正波方法(Normal Mode Method)和快速场方法(Fast Field Method)对具有弹性海底的浅海Pekeris波导进行了矢量场建模。在简正波方法建模中主要对比了两类基于复相位函数(Complex Phase Function,CPF)的本征值求解方法——路径追踪法和复有效深度法,计算结果证明复有效深度法具有更高的计算效率和计算精度,更适于工程应用;在对快速场方法的研究中,利用其易于求解的特点,依据各层波导中的势函数与边界条件建立方程组,实现了对具有声速剖面、多层弹性海底的浅海声矢量场的建模。其次,在对矢量场中各物理量的研究中,除对声矢量场中的常规物理量——声压场p与振速场v进行讨论外,结合公式推导与数值算例着重对二者联合处理得到的叁类物理量:复声强I、同点互相关函数ρ和波阻抗Z的传播规律进行了系统的分析与讨论。由于波阻抗Z抵消了传播中声源级与波阵面扩展的影响,更有利于在整段传播距离上对其传播特性进行利用,其垂直分量Zz由于垂直振速vz的作用也更能体现海底声学特性。鉴于此本文将多频点垂直波阻抗Zz(fi)作为反演模型并进行深入研究,理论推导和仿真结果证明,在液态沉积层和半无限弹性海底中各类声学参数变化时,Zz(fi)相比矢量场中其他物理量均具有更高的敏感度和更好的分辨力,更适合被应用于地声参数的反演研究中。再次,利用简正波理论对声矢量场中各物理在频率-距离域上的分布特性进行了研究。理论推导和数值计算结果均表明,无论是声强I、振速自谱|v|2,还是本文研究的波阻抗Z和同点互相关函数ρ均会在频率-距离域上形成稳定的、可用波导不变量β表征的干涉结构,但由于受到非干涉项的影响其干涉结构均会受到一定抑制。从复声强I的定义式中可以看到,垂直复声强的实部Re(Iz)与水平复声强的虚部Im(Ir)中均只包含有干涉项,二者在频率-距离域上形成的干涉结构将更清晰和易于提取。从仿真结果来看,频率-距离域上的Re(Iz)和Im(Ir)虽然在分布上一定程度的差别,但均能用波导不变量β来表征,本文利用海试数据结合基于图像Hessian矩阵的多尺度线性滤波器,对这一结论进行了验证。最后,利用水池缩比实验和海上声矢量场测量实验对上述研究结果进行了验证。在水池实验中,根据简正波理论验证了缩比声传播实验的可行性,并成功进行了模拟具有弹性海底海洋环境下的声传播测量实验,对本文中的声场建模结果进行了验证;鉴于缩比实验测量数据可等效为一水平阵测量结果,提出了基于F-K变换的流体层频散曲线提取方法,获得了更多的高阶简正波频散特性。海试中,利用舰船辐射噪声作为宽带声源进行了声矢量场测量实验,从测量数据中提取多个频点下的垂直波阻抗Zz(fi)进行地声参数反演,并利用实测干涉结构对反演结果进行了验证,结果令人满意。除上述工作外,本文还针对大尺寸弹性材料中纵、横波声速的同时测量问题,基于分层介质中的Snell定律,并结合传统穿透测量法,利用消声水池环境设计了一种新的弹性材料中声速的测量方法。为弹性介质中声速的测量研究提供了一种新思路。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2014-06-01）
孙梅[4]（2014）在《倾斜海底情况下声矢量场的计算》一文中研究指出根据质点运动方程,给出了基于抛物方程法和简正波法的质点振速表达式,并对水平海底和倾斜海底情况下的声矢量场进行了仿真计算.结果表明,抛物方程法能对倾斜海底情况下的声矢量场进行快速预报.(本文来源于《泰山学院学报》期刊2014年03期）
周建波[5]（2014）在《海洋信道中声矢量场建模》一文中研究指出研究声在海洋中的传播,是理解与预测各种水声现象的基础,也是实现目标估计与探测等声呐活动的前提。相对于传统的声压信号处理方法,声压与振速联合处理的信号处理能够提供更多的声场信息。但是目前大部分声场模型都是标量场模型,只能提供声压场场信息而不提供振速场信息,本文将给出一种声矢量场模型。本文基于简正波理论建立浅海水平分层海洋环境下声矢量场模型,并和抛物模型进行对比,验证了模型的有效性,在建立模型基础上分析了浅海声矢量场传播规律,重点研究了声矢量场传播损失以及声能量的空间分布规律。在建立的模型基础上进行声矢量场空间相关性仿真与分析,研究了海洋环境参数对浅海声矢量场空间相关性的影响。其次,本文还利用抛物理论建立了倾斜海底环境下的声矢量场模型,分析了海底地形对声矢量场的影响。最后还基于抛物模型研究了倾斜海底环境下声矢量场空间相关特性,给出了不同海底地形下声矢量场空间相关性仿真。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2014-02-01）
邢传玺,朴胜春,刘振江,张虎[6]（2013）在《一种新型低频声矢量场采集系统的设计与实现》一文中研究指出针对低频声矢量场测量技术,设计和实现了一种声矢量场探测系统。其特点是将矢量水听器、信号采集设备、罗经与电源集成一体,传感器输出的模拟信号直接在其内部进行模数转换,避免了模拟信号由于长距离传输所造成的衰减和干扰,且易于布放回收。该系统可同步测量声场空间的声压和质点振速3个正交分量的数据,所得到的数据即可以采用自容式存储在系统内部TF卡中,亦可通过经优化设计的带宽3 MB/s的高速RS485总线实时传输。回收内部数据时可通过Mass storage协议利用预留USB接口来实现读取数据,无需开启罐体。该系统进行了实验室验证实验,并以潜标的形式进行了海上试验,对爆炸声信号进行了测量并对获得数据进行处理。结果表明,该系统工作可靠稳定,系统平均功率为350 mW,准确地获取了声矢量信号数据,可广泛应用于低频声矢量场探测领域。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2013年12期）
刘坤,刘福臣,田玲爱[7]（2012）在《声矢量场数据仿真系统》一文中研究指出本文依据矢量声场简正波理论,讨论了矢量声场的传播规律,研究了矢量声场声强、水平振速强度、垂直振速强度、水平声能流矢量以及垂直声能流矢量的距离频率干涉结构,发现:矢量声场的水平声能流矢量和垂直声能流矢量干涉结构更加清晰,信息更加丰富,更能体现浅海波导的相干特性,联合利用声压和振速信息,对利用声场相干信息进行水声探测技术来说,具有一定的帮助作用。同时,利用频率解的Fourier变换法产生矢量声场的时域数据,构建声矢量场数据仿真系统,为矢量信号处理提供仿真平台。(本文来源于《中国造船工程学会电子技术学术委员会——2012年水下复杂战场环境目标识别与对抗及仿真技术学术交流论文集》期刊2012-08-01）
张海刚,朴胜春,杨士莪,安旭东[8]（2011）在《楔形弹性海底声矢量场分布规律研究》一文中研究指出提出了基于弹性抛物方程的声矢量场计算方法,计算了楔形弹性海底的海洋环境中甚低频声矢量场和弹性海底地震波场分布,研究了声源深度和声源频率对声场分布的影响,仿真结果表明声波在具有弹性楔形海底的海洋环境中传播时存在能量泄漏现象,利用简正波理论解释了能量泄漏位置可由水深—波长比确定。(本文来源于《声学学报》期刊2011年04期）
焦伟奇[9]（2011）在《基于虚源法的声矢量场建模与预报及软件实现》一文中研究指出实际海洋环境中接收到的声场除了以声压为代表的标量信息外,还包括质点振速、位移、加速度和声压梯度等矢量信息,结合声压和质点振速的联合信号处理方法与传统的声压信号处理方法相比则表现出诸多的优势；声矢量场的研究在运用矢量水听器进行目标探测和估计中具有重要的作用。目前,大多数的声场建模理论和传播特性研究都是基于声压场的,所以,有必要建立一种声矢量场的理论模型对水声传播的声压场和声矢量场进行研究。本文主要采用虚源法建立了水平和倾斜海底情况下的声矢量场模型,进而计算出声场中的声压、质点振速以及质点位移,并分析了各物理量的传播损失。与简正波模型、抛物近似和射线理论等典型的水下声传播模型得到的结果相比,验证了虚源法的准确性和有效性。为了便于声场数值计算的实现,本文对KRAKEN、RAM和HARPO等基于不同计算模型编写的声场计算软件进行了系统研究,并与虚源法计算程序集成在一起,在VC++6.0环境下开发出声场预报平台软件,实现声场的声压、质点振速和位移传播损失曲线、声场伪彩图、声线轨迹、声速剖面、发射信号和接收信号的时域波形等界面显示,该软件具有易于操作,功能丰富,界面友好等特点。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2011-02-25）
张海刚,杨士莪,朴胜春,任群言,马树青[10]（2010）在《声矢量场计算方法》一文中研究指出随着声矢量传感器和矢量信号处理技术的快速发展,声矢量场的建模和准确快速预报也逐渐成为学者们研究的热点.利用反转算子算法,研究了基于弹性抛物方程方法的声矢量场建模和预报方法,计算并分析了具有弹性海底的浅海波导中质点位移场的分布情况,并与基于尤拉公式的数值差分求解声矢量场的方法做了对比,结果显示该方法具有准确性和稳健性,适合声矢量场的快速预报.(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2010年04期）
声矢量场论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对浅海Pekeris环境下声矢量场的干涉特征,基于简正波理论分析了在频率-距离域上声强谱、质点振速自谱、复声强谱和波阻抗谱干涉结构的形成机理,探讨了对干涉结构的波导不变量表征,并进行了宽带辐射声场干涉结构的海上测量试验。仿真研究和海试数据分析均表明,在频率-距离域上,上述4类物理量都会呈现稳定的、可用波导不变量β表征的干涉结构,而复声强独有的纯干涉分量更能体现波导的干涉效应。最后引入多尺度线性滤波器对海试实测LOFAR图进行处理,处理结果表明该滤波器可有效地增强干涉特征,更利于检测和提取干涉图案中的条纹信息。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
声矢量场论文参考文献
[1].唐骏.弹性海底楔形海区声场建模与水平折射对声矢量场影响分析[D].哈尔滨工程大学.2019
[2].祝捍皓,朴胜春,张海刚,刘伟.一种浅海声矢量场干涉结构提取方法[J].声学学报.2016
[3].祝捍皓.基于声矢量场阻抗特征的地声参数反演研究[D].哈尔滨工程大学.2014
[4].孙梅.倾斜海底情况下声矢量场的计算[J].泰山学院学报.2014
[5].周建波.海洋信道中声矢量场建模[D].哈尔滨工程大学.2014
[6].邢传玺,朴胜春,刘振江,张虎.一种新型低频声矢量场采集系统的设计与实现[J].仪器仪表学报.2013
[7].刘坤,刘福臣,田玲爱.声矢量场数据仿真系统[C].中国造船工程学会电子技术学术委员会——2012年水下复杂战场环境目标识别与对抗及仿真技术学术交流论文集.2012
[8].张海刚,朴胜春,杨士莪,安旭东.楔形弹性海底声矢量场分布规律研究[J].声学学报.2011
[9].焦伟奇.基于虚源法的声矢量场建模与预报及软件实现[D].哈尔滨工程大学.2011
[10].张海刚,杨士莪,朴胜春,任群言,马树青.声矢量场计算方法[J].哈尔滨工程大学学报.2010