海面冰层对声波的反射和散射特性

北极海面冰层复杂多变,其对声波的反射和散射严重影响冰下水声信道的传输特性,建立海面冰层的声波反射和散射模型对冰下水声通信研究具有重要意义.假设海面冰层为多层固体弹性介质且冰-水界面粗糙,满足微扰边界条件,导出声波从海水介质入射到海面冰层时相干反射系数满足的线性方程组.对相干反射系数随声波频率、掠射角、冰层厚度的变化进行数值分析.进一步引入根据散射声场功率谱密度计算散射系数的方法,改变掠射角,对冰层厚度、散射掠角对散射系数的影响进行研究.

波浪起伏对噪声场空间特性的影响

风成噪声是海洋环境噪声的重要组成部分,现有的噪声预报模型基本都是基于海面为绝对软平坦边界的假设建立的,然而海面波浪起伏引起的散射必然造成声波能量的衰减,改变声场的空间分布。本文通过引进P-M波浪谱模型来描述海面粗糙度,利用小斜率近似求解二维粗糙海面下相干反射系数,然后将海面相干反射系数引入到声传播模型中,使得模型能够考虑界面粗糙对噪声传播的影响,基于简正波理论建立了粗糙界面下噪声场空间特性预报模型。仿真分析了海面粗糙度对噪声场空间特性的影响。结果表明:海面起伏会引起噪声强度的衰减,并影响空间相关函数的幅度,还会改变噪声场的水平相关半径。