参量阵声场相位特性及其海上测量方法研究

发布时间：2021-06-01 03:49

　　为与常规声源联合应用,研究参量阵在海水环境中的相位稳定性。本文基于Westervelt公式,计算得到声速频散介质中,参量阵差频波相位与介质参数的量化公式;以此为基础,分析了差频波相位获取的直接法、与常规声源对比的比较法以及与空间分布水听器对比的比较法,得到了不同测量方法对介质参数的敏感程度和测量偏差。海上测量数据与分析结论一致。计算和测试表明:周期性涌浪是导致测量装置不稳定影响相位测量的主要因素;含气泡浅层海水对参量阵相位有显著影响,比较法测量可得到不同环境下差频波相位的数值,该方法的测量不确定度可达到2°。 

【文章来源】：哈尔滨工程大学学报. 2020,41(10)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

差频波声场模型

直接测量意在发现浅海中的参量阵差频波相位的平稳性和起伏规律。海底或海面固定一个不随浪流变动的测量装置是极其困难的。同大多采用的方法类似,采用由铅鱼拉紧的软绳,在其末端固定水听器。如图2所示。参量阵固定于开阔海域南向码头,水听器由码头延伸的钢架悬挂。水听器深度4 m,水深8 m,水听器与参量阵间距6.3 m。矩形参量阵,尺寸0.6 m×0.5 m,原波频率f=40 kHz,其瑞利区计算为8.0 m。差频波频率F=4、2 kHz,信号长度L=30 ms,发射周期T=1 s。

由于波长的增大,水听器0.2 m的摆动范围对应2 kHz 频率0.27倍波长,该频率下差频波的相位变动范围为100°。如图6所示。图4 涌浪作用下水听器位置变动


本文编号：3209613