一种基于简正波模态频散的远距离宽带海底参数反演方法

在浅海环境中,海底环境参数对声传播有着重要的影响.由于利用单个宽带声源进行海底参数反演时,随着距离的增大,误差变大,本文提出利用warping变换对在浅海波导中传播的,不同距离上的两个宽带爆炸声源进行简正波的有效分离,实现了宽带爆炸声源的远距离海底参数反演.采用全局寻优遗传算法对提取出的模态频散到达时间差与理论计算的模态频散到达时间差进行匹配处理,并结合随距离连续变化的声传播损失,实现了利用单水听器进行海底参数的反演.实验结果表明:运用反演出的海底参数提取模态频散时间差和实测数据提取出的模态频散时间差吻合得较好;而通过传播损失反演得到的海底衰减系数与频率呈指数关系.最后,对反演结果进行了后验概率分析,并将本组爆炸声源的反演结果用于另一组不同距离上爆炸声源时仍然有效,来评价反演结果的有效性.

联合简正波水波和底波频散特性的贝叶斯地声参数反演

大多数基于浅海简正波模态频散数据的地声参数反演方法无法对深层底质声学参数进行可靠估计,究其原因是仅利用了简正波水波频散特征,忽略了与深层底质声学参数密切相关的底波频散特征,因此,本文在分析了包含水波和底波的浅海宽带数据的基础上,结合底波频散特征对深层底质声学参数变化更加敏感的物理特性,实现了基于完整简正波频散特性的贝叶斯地声参数反演,并针对简正波宽带声场模型计算复杂度较高的现实问题,利用变分贝叶斯蒙特卡罗方法的推断优势,完成了未知参数的可靠估计和快速后验分析.仿真和海上实验结果表明:联合简正波水波和底波频散特征数据的贝叶斯地声参数反演,不仅可以有效估计深层底质声学参数,而且降低了其他相关环境参数的估计不确定性.

声-超声检测技术

声-超声技术用以评估弥散缺陷分布以及由此产生的材料力学性质变化,已成功应用于金属、复合材料、粘接结构和木材等的无损检测。综述了声-超声检测技术发展现状。在阐述声-超声技术基本思想的基础上,分析了声-超声检测系统的组成及影响检测结果的各种因素。重点讨论了传播模型研究中的自然模态和频散模态分析,以及信号处理方法中的应力波因子法、超声波衰减率法和统计分析法等。最后对声-超声技术进一步研究的关键技术进行了展望。