海洋的聲學(xué)特性ppt課件-wenkub.com
2025-05-01 04:23 本頁面
【正文】 列舉三種常用傳播損失表達(dá)式，并說明適用條件 ? 作業(yè) 1 曲線 。 海洋內(nèi)部的不均勻性（自學(xué)） 深水散射層： 海洋中某些深度上水平聚居的生物群。它對低頻、遠(yuǎn)距離的聲傳播信號有中大影響。 它是一種隨機運動的旋轉(zhuǎn)流。對于非均勻聲速分布，該干涉現(xiàn)象仍存在 。 NRp 2? 海面的聲反射及對聲傳播影響 聲壓振幅隨距離的變化 （ 2） 聲壓取極小值 。 海面的聲反射及對聲傳播影響 波動表示方法 x o S S1 z P(x,y,z) (0,z1) (0,z1) R1 R2 R 設(shè)點源 S靠近海面，視海面為絕對軟平面，根據(jù)鏡反射原理引入虛源 S1。 海面 （ 2）波浪譜 PM（ PiersonMoskowity）譜： 波浪統(tǒng)計特征 ? ?????????????????4052e x p????? agS ???a ?? ug?? 海面 有風(fēng)浪的海面下經(jīng)常形成一層空氣泡，它的厚度和濃度取決于波浪要素、表層水的湍動混合強度、空化強度以及溶解在水中的空氣飽和程度。 海面 （ 3）波浪形成和等級 波浪形成： 與風(fēng)速、風(fēng)持續(xù)時間、風(fēng)區(qū)等因素有關(guān)。 海底 （ 4）三參數(shù)模型 參數(shù)計算： ??0VQ分界掠射角 全內(nèi)反射角 掠射角等于 反射系數(shù)模 2?? ?na r c c o s???nmnmV???0? ?? ? 0ln ????? ??? VQ? ?222122 MMmMQ ??分析聲場的平均結(jié)構(gòu) 海面 海面波浪特征描述： 周期性 —— 周期、波長、波速和波高 隨機起伏性 —— 概率密度函數(shù)、方差、譜和相關(guān)函數(shù) 海面 （ 1）重力波 以重力作為恢復(fù)力的波動 波浪基本特征 cT?? ck ??? ?? 2忽略粘滯性的影響，水深 h的均勻海洋波速： ? ?khkgc t a n h2 ? 海面 （ 2）表面張力波 以表面張力作為恢復(fù)力的波動。 是海底反射損失的一個特征參數(shù)。 12 cc ? 1?n 海底 （ 2）低聲速海底 特點： 聲速小于海水聲速。 A曲線為近陸地沉積層； B曲線為沿海粘土沙地； C曲線為海底。 物理性質(zhì) （ 1）密度 沉積層密度（指飽和容積密度：水＋無機物）： ? ? sw nn ??? ??? 1 孔隙度 n －體積百分比 3/0 2 cmgw ??s?深海平原和丘陵，粉砂粘土是主要沉積物類型 。 ②在入射角大于 15o時， 10lgms與cos2θ成正比 — 蘭伯特散射定律 。 1節(jié)＝ 1海里 /小時＝ /秒（ 1海里＝ 1852米） 海水中的聲吸收 海水中的聲吸收 海底 海底對聲傳播影響 海底結(jié)構(gòu)、地形和沉積層 聲波吸收、散射和反射 水聲設(shè)備作用距離 海底 實驗研究表明 ：海底聲波反射系數(shù)與海底地形有明顯依賴關(guān)系。 海水中的聲吸收 非均勻液體中的聲衰減 ?海洋內(nèi)部氣泡密度很小，可以忽略它對聲吸收影響。 海水中的聲吸收 非均勻液體中的聲衰減 一般海水含有各種雜質(zhì)，如氣泡、浮游生物、懸浮粒子以及湍流形成溫度不均勻區(qū)域等，它將增加海水的聲傳播損失。在高頻，NaCI濃度越大，吸收越小。 在聲波作用下， MgSO4化學(xué)反應(yīng)的平衡被破壞，達(dá)到新的動態(tài)平衡，這種化學(xué)的馳豫過程，導(dǎo)致聲波的吸收。 海水中的聲吸收 吸收系數(shù) 聲強可以寫成： ? ? 100 10 xIxI ???? ? ? ? ??????????????xppxxIIx00 lg20lg10? 吸收系數(shù)： 單位距離的分貝數(shù)， dB/m ? ? ??? 20 0 ?????????? exppex聲強之比的以 10為底的對數(shù)為貝爾（ Bel），貝爾值的 10倍稱為分貝（ dB）。 rTL lg20?（ 5） n=3 聲波通過淺海聲速負(fù)躍變層后的聲傳播。包括：海洋中泥沙、氣泡、浮游生物等懸浮粒子以及介質(zhì)本身不均勻性和海水界面對聲波散射。 形成原因： 海洋上部的海水受到太陽強烈照射的結(jié)果 。 形成原因： 在秋冬季節(jié)，水面溫度較低，加上風(fēng)浪攪拌，海表面層溫度均勻分布，在層內(nèi)形成正聲速梯度分布。 ? 溫度起伏在下午和靠近海面最大。 ? 在高緯度海域，聲速正梯度一直延伸到接近海洋表面。 海水中的聲速 海洋中聲速的基本結(jié)構(gòu) 溫度的季節(jié)變化、日變化和緯度變化： （ 2）日變化： ?高風(fēng)速：中午表面溫度受高風(fēng)速的作用，出現(xiàn)明顯的混合層。 海水中的聲速 海洋中聲速的基本結(jié)構(gòu) 典型深海聲速剖面： （ 4）深海等溫層： 在深海內(nèi)部，水溫比較低而且穩(wěn)定，特征是 正聲速梯度。 ? ? ? ?zczyxc ?, 海水中的聲速 海洋中聲速的垂直分層性質(zhì)和聲速梯度 聲速梯度： PPSSTTc gagagadzdcg ????根據(jù)烏德
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