考虑非共振影响的气泡分布参数声学反演方法

发布时间：2021-11-22 14:11

　　为了在利用或规避气泡的影响时能够估计获取介质中气泡的尺寸分布参数,需要考虑含气泡介质中,气泡的大小、分布和浓度对介质的物理特性以及在介质受到声波激励时呈现出的复杂声学特性的影响。通过综合分析非共振气泡对含气泡介质中的声频散、声衰减和声散射等声学特性的影响,得出仅考虑共振气泡影响是传统气泡分布参数线性声学反演方法的重要误差来源的结论。建立气泡群声散射数理模型并利用B样条插值求解不适定的逆散射问题方程,获得了正确的气泡分布参数反演结果,抑制了经典线性反演方法的"伪峰"问题。 

【文章来源】：哈尔滨工程大学学报. 2020,41(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

单一分布下是否考虑非共振气泡对声特性影响对比

在气泡单一分布情况时(图1),不存在非共振气泡,因此是否考虑非共振气泡影响的声速曲线和衰减曲线基本重合(图1(b)、1(c))。图2中,在激励为100 μm气泡的共振频率时,非共振气泡比单一分布时增加,声速曲线(图2(b))发生畸变。衰减曲线(图2(c))普遍升高,峰值向大于共振频率方向偏移。对于图3和图4的情况,随着非共振气泡进一步增多,声速曲线(图3(b)、4(b))畸变更加明显,声衰减曲线(图3(c)和4(c))与考虑共振气泡的声衰减曲线差异越来越大。图3 高斯分布(σ=0.5)下是否考虑非共振气泡对声特性影响对比

图2 高斯分布(σ=0.15)下是否考虑非共振气泡对声特性影响对比声速频散和衰减的变化可以用来综合反映非共振气泡对等效波数的影响程度。可见随着非共振气泡比重的增大,对声速频散和衰减的影响越来越大。在实际的海洋环境中,气泡的尺寸分布具有较宽的尺度分布范围。这说明当使用声速和衰减对气泡尺寸进行反演时,如果忽略了非共振气泡的影响一定会带来较大的误差。

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑非共振影响的气泡分布参数声学反演方法[J]. 时洁,刘宇林,邓安定,田鸿兴.  哈尔滨工程大学学报. 2020(09)
[2]声学反演法分析海中气泡的有关参数[J]. 钱祖文.  声学学报. 1997(04)
[3]气泡幕中的声传播及其反演[J]. 钱祖文,李保文,郑晓瑜,邵道远.  中国科学（A辑 数学 物理学 天文学 技术科学）. 1992(02)



本文编号：3511857