声脉冲传播法在测试化纤动态弹性模量上的研究

声脉冲传播法测试化纤长丝的动态弹性模量(以下简称声模量)能够反映材料的刚性,测试过程试样无损,操作方法简便、快捷、可靠,针对性强,适用面广,即使试样密度未知也能确定声模量。用该方法测试了不同纤维的声模量,得出:声模量最大值从大到小依次是涤纶、黏胶纤维、腈纶、丙纶、锦纶,符合初始模量从大到小依次是涤纶、黏胶纤维、腈纶、丙纶、锦纶的认知。对于涤纶而言,因为加工工艺不同、截面不同,声模量测试结果从大到小排序为:圆形截面涤纶牵伸丝,异形截面涤纶牵伸丝;涤纶高取向丝,涤纶预取向丝,涤纶中取向丝。该测试结果与加工工艺是一致的。研究表明,声脉冲传播法能够区分不同品种、不同工艺纤维的刚性。

浅海双跃层脉冲声传播

利用在东海测量的双跃层声速剖面和修改的单跃层声速剖面,数值模拟了2种跃层条件下不同收发深度声脉冲传播的波形。模拟结果表明,当声源或接收器位于上混合层时,信号波形在2种条件下都出现梳状多途结构。当声源和接收器都位于下混合层时,信号波形在2种条件下均相似。当声源位于中间均匀层时,信号波形在除上混合层以外的4层都有显著差异。用简正波的深度-简正波号域的幅度和相应的群速度解释了双跃层和单跃层声速剖面条件下信号波形特点以及异同的原因。

基于波束跟踪的运动声源和接收器宽带脉冲传播仿真

应用傅立叶综合方法和波束跟踪理论,研究了分层介质中运动声源和接收器的宽带脉冲声传播,根据运动声源和接收器声传播的简正波理论,导出了基于波束跟踪方法的运动声源和接收器宽带脉冲声传播表达式。结合实例计算分析了宽带脉冲声传播的特点,并与宽带简正波的计算结果进行了比较,二者符合较好,证明了这一仿真模型的有效性。

浅海周期起伏海底环境下的声传播

海底粗糙对水下声传播及水声探测等应用具有重要影响.利用黄海夏季典型海洋环境,分析了同时存在海底周期起伏和强温跃层条件下的声传播特性,结果表明:由于海底周期起伏的存在,对于低频(<1 kHz)、近程(10 km)的声信号,传播损失可增大5—30 dB.总结了声传播损失及脉冲到达结构随声源深度、海底起伏周期及起伏高度等因素变化的规律.当海底起伏周期不变时,起伏高度越大引起的异常声传播的影响随之变大;当起伏高度不变时,随着起伏周期变大,其对声传播的影响逐渐变小.用射线理论分析了其影响机理,由于海底周期起伏改变了声波与海底的入射和反射角度,使得原本小掠射角入射到海底的声线变为大掠射角,导致海底的反射损失增大;另一方面,声线反射角度的改变会使得原本可以到达接收点的声能量,由于与海底作用次数增加或变为反向传播而大幅度衰减.在浅海负跃层环境下,声源位于跃层上比位于跃层下对声传播影响更大.周期起伏海底对脉冲声传播的影响表现在引起不同角度的声线(或简正波号数)之间的能量发生转化,一些大角度声线能量衰减加大,多途结构变少.多途结构到达时间及相对幅度的变化进而影响声场的频谱,会使得基于匹配场定位的方法性能受到影响.所以,声呐在实际浅海环境中应用时,应对起伏海底的影响予以重视.此外,研究结果对海底地形测绘空间精度的提高也具有重要参考意义.

海洋声学传播新模型

正海洋声学模型将我们对海洋中传播的声音在物理上的理解转换为数学表示,进而利用计算机进行模拟计算。海洋声学模型主要包括环境模型、传播模型、噪声模型、混响模型和声纳性能模型。水平变化传播模型研究,包括二维(距离和深度)和三维(距离、深度和方位角)模型研究,是目前海洋声学的重要研究方向之一。

浅地层剖面记录地质解释的若干问题

本文从浅地层剖面仪的简单原理入手,结合多年来的实践经验,对地质解释时的声脉冲传播速度选择问题、各种干扰源的识别问题以及识别若干地质现象等,作了深入浅出的论述。

浅海声传播的波束位移射线简正波理论

适用于一般分层浅海的波束位移射线简正波 (BDRM)理论 ,该理论的特点是将边界对声场的影响通过等效边界反射系数来表示 ,因而容易推广到具有切变弹性的海底 .对浅海声场的理论计算表明 ,BDRM理论具有计算精度较高、计算速度较快等优点 .利用BDRM理论计算了浅海中脉冲波形传播 ,理论与实验数据符合比较好 .

基于耦合简正波到达时间结构的海洋锋面声学监测

AEYFI05(acoustics experiment of yellow sea oceanic front and internal waves)声起伏实验数据分析表明:实验区域明显存在海洋锋面、潮汐、海流变化,这些海洋学过程特别是浅海海流导致了声传播路径上温跃层深度位置、厚度显著变化;观测到跃层变化显著位置导致的简正波声场耦合现象.在脉冲声传播实验中,由于不同号简正波群速度存在差异,耦合信号与非耦合信号在时域上明显被分开,简正波声信号的到达时间结构包含了温跃层水平显著变化位置的信息.对AEYFI05声起伏实验数据进行了深入分析,提出了根据接收耦合简正波声信号的到达时间结构反演温跃层显著变化位置的方法,利用耦合简正波传播时间起伏数据定量反演了海流所致温跃层水平显著变化位置的起伏.