多层冰雪覆盖界面下水声信道特性研究

发布时间：2024-04-11 23:19

　　随着全球气温变暖,北极海冰急剧消融,北极航道有望被开发,不论在战略方面还是民用方面,北极地区都有着十分重要的意义。北极表面覆盖的冰层,导致对北极的研究存在一定的难度。北极表面覆盖冰层,形成了北极独特的正声速梯度剖面,声源靠近冰面时,声线向上折射弯曲,与冰面下表面反射,再折射,以此往复,形成表面声道。冰层的反射对声传播起到了至关重要的作用,从而影响北极冰下声场。本文研究了一种基于边界条件计算多层冰雪声波反射系数的方法,简称为全局矩阵法。将全局矩阵法与经典的使用阻抗转移方法的结果进行对比,验证了全局矩阵法的正确性。分析了不同频率、冰厚、雪层等条件对声波反射系数的影响。将反射系数结合声场仿真模型,对北极声场进行仿真。根据文献中实测的北极冰层参数建立了分层冰雪声反射模型,以此模型为基础对冰层覆盖下水中的传播损失、声线图以及冲激响应进行了分析。对比分层冰与单层冰声反射模型条件下的信道区别,远距离处两种声反射模型条件下的信道相关性很差,说明了分层冰声反射模型的合理性。此外对比了不同频率、冰厚、雪层条件下的声传播特性,分析了影响声场的因素。分别进行了北极试验与俄罗斯冬季试验,测量了接收距离不变情况下...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.5分层冰模型示意图

[47]。由Weeks实验数据所得海冰参数如表2.3所示，基于这些参数建立冰厚为3m的分层冰模型。为了直观地表示，示意图如图2.5所示。图2.5分层冰模型示意图对比不同频率下单层冰模型与分层冰模型反射系数结果(两种模型厚度相同)，通过图2.6可以看出，不同频率下，单层冰模型与多....

图2.9分层冰和分层冰雪示意图

dBmkHz，3.6-1dBmkHz。为了更清晰地说明，图2.9为分层冰和分层冰雪模型示意图。图2.9分层冰和分层冰雪示意图对比冰厚分别为0.5m、1m、2.5m、3m时，有无雪层对反射系数的影响，冰面参数采用表2.3中冰厚的参数，雪层参数同上，声波频率....

图3.6不同频率传播损失对比图

33(c)3kHz(d)5kHz图3.6不同频率传播损失对比图3.2.2冰雪界面对声场的影响对比不同频率下雪层对声传播的影响如图3.7所示，其中冰厚为0.5m，声波频率分别为0.5kHz、1kHz、8kHz，声源深度为30m，声波入射角范围为-90°至90°。(a)无雪层0....

图3.7不同频率有无雪层传播损失对比图

图3.6不同频率传播损失对比图3.2.2冰雪界面对声场的影响对比不同频率下雪层对声传播的影响如图3.7所示，其中冰厚为0.5m，声波频率分别为0.5kHz、1kHz、8kHz，声源深度为30m，声波入射角范围为-90°至90°。(a)无雪层0.5kHz(b)无雪层1kHz....

本文编号：3951299