水声学

水声学

1. 试写出混响干扰背景的主动声呐方程，说明各符号的物理意义。

2. 试写出噪声干扰背景的主动声呐方程，说明各符号的物理意义。

3. 试写出被动声呐方程，说明各符号的物理意义。

4. 海水中，引起声传播损失的原因为何？

5. 海水中，引起声吸收的原因为何？

6. 舰船航行噪声有哪些主要噪声源，舰船航行噪声的频谱如何？

7．海洋混响是如何形成的？按形成原因如何分类?

8．为何在水下噪声研究中将舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声？

9．射线声学的适用条件为何？试表述射线声学的两个基本方程。

10．简述实验测量水下物体目标强度（TS值）的“比较法”

11．海洋中什么样的声速分布能形成表面声道。为什么声波在表面声道中能远距离传播？

12．比较主动声纳和被动声纳的优缺点。

13．海洋中什么样的声速分布能形成深海声道。为什么声波在深海声道中能远距离传播？

14．何谓点声源？

15．如果波阵面为球面扩张，试写出海水中声传播损失的一般表示式。

16．如果波阵面为柱面扩张，试写出海水中声传播损失的一般表示式。

17．半径为a的刚性球体的目标强度为何？简述潜艇的目标强度随潜艇方位角的变化规律。

18．请问用水声学中的乌德公式能计算什么值？

19．简述实验测量水下物体目标强度（TS值）的“应答器”法。

20．请介绍一种实验测量水中声速的方法。

21．近代声纳设备的工作频率向低频发展，试分析这会有什么好处以及会带来什么问题？

22．试描述海洋混响的物理现象。

23．螺旋桨噪声产生的机理为何？定性给出潜艇的螺旋桨噪声与航速和潜深的关系。

24．机械噪声产生的机理为何？机械噪声的特点为何？

25．何谓简正波的截止频率？某阶简正波出现于波场中的条件为何？

26．定性解释‘下午效应’。

27．等声速梯度的海洋环境下，声线轨迹是何种几何形状？

28．如果在表面声道中，发射一个脉冲声信号；问：在远处接收，此信号有何变化？为什么？

29．试定性描述海面附近的一个点声源的声场特点。

30．试定性画出均匀浅海中声传播时，前三阶简正波沿深度方向的振幅分布。

水声学答题要点：

1.DT=EL-RL=SL-2TL+TS -RL

DT-检测阈；EL-目标回声级；RL-等效平面波混响级；SL-声源级；TL-传播损失；TS-目标强度；

2．DT=EL-（NL-DI）= SL-2TL+TS -（NL-DI）

DT-检测阈；EL-目标回声级；NL-噪声干扰级；DI-接收指向性指数；SL-声源级；TL-传播损失；TS-目标强度；3．DT= SL-TL -（NL-DI）

DT-检测阈；SL-目标声源级；TL-传播损失；NL-噪声干扰级；DI-接收指向性指数；

4．海水中，声传播损失的原因为（1）波阵面扩张引起的几何衰减；（2）海水声吸收引起的物理衰减和（3）海水不均匀引起的声散射。

5．海水中，引起声吸收的原因为（1）海水的粘滞、热传导引起的声吸收；（2）海水的弛豫声吸收（在声纳频段，海水的弛豫声吸收以化学弛豫声吸收为主）。

6．舰船航行噪声的主要噪声源有：机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声。舰船航行噪声的频谱特点为：连续谱上迭加线谱。

7．海洋混响的形成是因为：海底的随机起伏表面、海水体中大量不均匀散射体、海面的随机起伏以及海面附近气泡产

生的随机声散射的迭加。按形成原因分为：海底混响、体积混响和海面混响。

8．在水下噪声研究中将舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声是因为：（1）二者是声纳方程中的两个不同的物理量；

（2）尽管二者产生的原因相同，但，一个是近场另一个是远场二者有不同的性质。

9．射线声学的适用条件为：声场幅值在波长范围内变化不大（高频远场）、介质折射率在波长范围内变化不大。射线声学的两个基本方程：程函方程和强度方程。

10．11．12．13．（略）

14．要点两个：（1）声源尺度远小于波长；（2）辐射的声场各向均匀（无指向性）。

15．16．（略）

17．半径为a 的刚性球体的目标强度为20lg （a/2）；潜艇的目标强度随潜艇方位角的变化呈‘蝶’形。

18．乌德公式是计算海水中声速的经验公式。

19．20．21．（略）

22．海水中声期发射信号结束后，在接收器接收的直达波信号的后面接收到的连续不断幅度起伏并逐渐减弱的信号为混响。

23．螺旋桨噪声产生的机理为：气泡破裂、空化；脉动压力、螺旋桨叶片唱音等。潜艇的螺旋桨噪声与航速和潜深的关系如下图：

临界航速

v

24．机械噪声产生主要由：不平衡转动对轴承的周期作用力；往复的不连续机械运动；机械撞击；艇上管道中流体的流动噪声；内燃机产生的噪声等。机械噪声的频谱特点为：弱连续谱迭加低频强线谱。

25．某一阶简正波开始蜕化为非均匀波时的声波频率为该阶简正波的截止频率。N 阶简正波出现于波场中的条件为：

(1)f>f N ；并且（2）A N 不为0。

26．声线向声速减小的方向弯曲；在海面附近，探测较近的距离上出现‘声影区’。

27．等声速梯度的海洋环境下，声线轨迹是圆。

28．信号畸变。因为‘频散’。

29．具有‘偶极子’声场的特点。

30．（略）