文章目录

1 理论概述

1.1 声场的有限元形式

1.2 波导中声能流的计算

2 有限元法声场计算结果验证

3 海底地形变化对声信号传播特性的影响

3.1 楔形海底

3.2 小型海底山，小型海沟

4 结论

文章摘要:针对浅海水平变化波导下的低频声能量传输问题,基于有限元方法,在柱坐标系下,以声能流为研究对象,结合具体仿真算例讨论了楔形海底、海底山及海沟三类典型复杂海底地形对声场能量传输特性的影响规律及机理.仿真结果表明,利用有限元方法可以准确计算各类水平变化地形情况下的声场分布.对于楔形上坡海底,海底倾斜角度越大,声能量向海底"泄漏"效应越强,水体层中声能量也相应衰减越快,而楔形下坡海底的影响则正好相反.小型海底山的存在会提高其上方声能量,但同时阻碍其后方声能量的接收.小型海沟对声传播的影响与声波的掠射角相关,仅当海沟水平夹角小于各阶简正波掠射角时才影响声能量的传输.

文章关键词:浅海波导,低频,有限元方法,声能流,

项目基金:国家自然科学基金(11704337),声场声信息国家重点实验室开放课题研究基金(SKLA201907),浙江省海洋观察-成像试验区重点实验室资助项目(OOIT2018OF05)；