水下振动,噪声及相关问题研究
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大洋测温布置图
檀香山
★ 声源
水声工程学院
Harbin Engineering University
大洋测温布置图
水声工程学院
Harbin Engineering University 水声工程学院
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本课程所引用的地图旨在说明课 程所讲述的内容，不涉及国家和地区 的领土、边界等立场和观点。界限只 是示意，不代表实际划界。
➢海水中还存在湍流、内波、涡漩、锋面、 微观不均匀体等。
➢随声波频率的增加,逐步增大对声波的吸收 衰减。
➢因而从信息传递的角度来说，水声信道常 被视作为时变、空变滤波器。
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水声信道特性 多途效应： 由于声波在海中的折射，和在上下界面处的反
➢因而声在传播时将在界面上反射，并在海水 内部发生折射。
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声在倾斜海底传播图
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声在深海传播图
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脉冲波形传播畸变图
指数脉冲在两层介质情况下传播时的接收波形
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水声信道特性 声传播方向偏转 当声波沿倾斜海底斜向传播时，其传播方向将
发生偏转。 声传播起伏 声在随机起伏海水介质中传播，及随机界面上
反射，将引起声波幅度及相位的随机起伏。
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主讲人：杨士莪 院士
水声工程学院
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任何能量在介质中传播时,都将受到介质的影响，例 如由于介质的不均匀,或边界的存在,而改变其传播的 途径。海市蜃楼现象，就是由于光线在不均匀大气 中折射所产生。声波传播同样也受到介质和周边环 境的影响，古人云：“顺风而呼闻者彰”，北京天 坛回音壁更是一种典型的声传播效应。
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声在倾斜海底环境斜向传播时传播方向的偏转
声线水平方向折射情况
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水声信道特性 声在浅海传播时的低频截止现象 当海深小于声波的半波长时，声继续向前传播
时，其幅度将随向前距离，迅速依指数率衰 减。 声在深海传播时的会聚现象 由于深海声道效应，声传播过程中，将出现周 期性会聚现象。
水声工程学院
➢利用声的传播规律，也可以通过反演，获
得介质及海底海面环境条件。
➢；
测深仪、 测冰仪、 旁侧声纳
海洋层析 术、大洋 测温计划
海底堪探、 海底底质 参数测量
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大洋测温布置图
★
水声工程学院
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水声工Βιβλιοθήκη Baidu学院
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➢海洋上有涌浪起伏的海面，下有凸凹不平的 海底；海水中各点处的声速，受该点处温度、 盐度、和压力的影响而不同：
➢ 温度每增加1℃，声速增加4.2m/s. ➢ 盐度每增加1‰, 声速增加1.3m/s. ➢ 压力每增加1atm.声速增加0.17m/s.
射，将产生传播过程中的多途现象。 频散效应： 不同频率的声波，在海中传播的群速度也不同，
因而将造成脉冲信号传播变形。
水声工程学院
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水声传播中的多途现象图
Sound Speed Profile
VLA
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声波的传播方式图
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➢声纳是一种可用来进行水下 探测、导航、定位的设备， 它利用声波作为信息载体， 实现对水下目标信息的主动 或被动感知；
➢既服务于不同的海洋活动， 也同时受制于复杂的海洋环 境条件。
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简正波群速度随频率变化图
c 前三阶简正波群速度 u(i) 与相速度 (i)与频率的关系
水声工程学院
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深海声传播衰减规律图
声道中不同深度接收时声强与距离的关系
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➢海水中还存在湍流、内波、涡漩、锋面、 微观不均匀体等。
➢随声波频率的增加,逐步增大对声波的吸收 衰减。
➢因而从信息传递的角度来说，水声信道常 被视作为时变、空变滤波器。
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➢因而声在传播时将在界面上反射，并在海水 内部发生折射。
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反射，将引起声波幅度及相位的随机起伏。
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任何能量在介质中传播时,都将受到介质的影响，例 如由于介质的不均匀,或边界的存在,而改变其传播的 途径。海市蜃楼现象，就是由于光线在不均匀大气 中折射所产生。声波传播同样也受到介质和周边环 境的影响，古人云：“顺风而呼闻者彰”，北京天 坛回音壁更是一种典型的声传播效应。
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水声信道特性 声在浅海传播时的低频截止现象 当海深小于声波的半波长时，声继续向前传播
时，其幅度将随向前距离，迅速依指数率衰 减。 声在深海传播时的会聚现象 由于深海声道效应，声传播过程中，将出现周 期性会聚现象。
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➢海洋上有涌浪起伏的海面，下有凸凹不平的 海底；海水中各点处的声速，受该点处温度、 盐度、和压力的影响而不同：
➢ 温度每增加1℃，声速增加4.2m/s. ➢ 盐度每增加1‰, 声速增加1.3m/s. ➢ 压力每增加1atm.声速增加0.17m/s.
射，将产生传播过程中的多途现象。 频散效应： 不同频率的声波，在海中传播的群速度也不同，
因而将造成脉冲信号传播变形。
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➢声纳是一种可用来进行水下 探测、导航、定位的设备， 它利用声波作为信息载体， 实现对水下目标信息的主动 或被动感知；
➢既服务于不同的海洋活动， 也同时受制于复杂的海洋环 境条件。
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c 前三阶简正波群速度 u(i) 与相速度 (i)与频率的关系
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声道中不同深度接收时声强与距离的关系
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