随机浅海声传播简正波起伏

随机浅海环境中声传播起伏的研究,对于随机海洋环境声场预报及海洋环境参数反演和遥测都有十分重要的意义。文中对随机浅海中声传播的简正波起伏进行了研究,利用L.B.Dozier统计耦合模式方程,通过MonteCarlo数值模拟分析声速场随机变化所产生的声场起伏规律。随机声速场模型由海上温度链测量数据统计规律分析得到。结果表明,声速场随机起伏所导致的简正波幅度起伏远高于声压的起伏;当声源处在某一阶简正波的敏感深度位置时,该阶简正波的闪烁系数会比简正波幅度起伏方差高2～3个量级;在所分析随机声速场模型下,声压起伏方差、简正波幅度起伏方差及简正波闪烁系数随距离的增加基本上是线性增大。     

浅海内波对环境噪声水平方向凹槽的影响

典型夏季海洋环境噪声垂直指向性水平方向经常出现一显著凹槽。采用三维声速场海洋环境噪声理论模型,分析了各阶简正波对垂直指向性的贡献,指出不同阶简正波的贡献不同,高阶简正波是形成水平方向凹槽的主因,低阶简正波起填补环凹槽的主要作用,无内波时海面噪声源激发低号简正波的能量较低,填补能力较差,水平凹槽显著;内波活动期,内波改变了声信号的传播路径,引起不同阶简正波耦合,低号简正波能量增强,其填补噪声水平凹槽的作用明显加强,高阶简正波能量减少,凹槽变浅。还探讨了凹槽填补程度与内波强度之间的关系,以及有内波时环境噪声垂直指向性随时间的变化。     

基于简正波分析的海底参数反演

由于不同简正波存在的群速度差异,可以从到达时间结构上将它们分离开,提取相应的简正波参数.本文主要是对2002年1月黄海北部海域声传播实验数据进行处理,利用接收到的爆炸声传播信号,分析低阶简正波的频散关系,并根据其反演得到海底声速,结果同以前利用声传播损失的参数反演结果吻合.     

以简正波解为初始场的抛物方程算法应用于深海声传播预报

在深海中,环境参数不仅在深度上起伏变化,在水平方向上也会因内波、涡旋、锋面、洋流等现象而发生变化。对于深海声传播的预报,仍是一个值得进一步探讨的问题。简正波方法具有物理意义明确、但仅适用于水平方向环境参数不变的波导的特点,而抛物方程方法能够便捷地处理与深度、距离有关的声速、地形等环境,但其解缺乏清晰的物理意义。采用简正波解为抛物方程法的初始场,利用Ram随距离逐步递推的数值方法计算整个海域的声能量,计算存在涡旋等复杂海洋环境下的声传播特点。结果表明,该方法不仅可以计算各种环境条件下的各阶简正波的传播特点以及能量变化,而且便于深入地分析深海环境中各阶简正波的耦合特点与能量变化,计算效率大大提高且具有很高的准确性。可以作为浅海和深海中高、低频传播的通用模型。     

浅海低频声场的水平纵向相关性

基于一次浅海声学实验数据,研究了浅海低频声场的水平纵向相关特性。利用简正波干涉理论,对实验结果中声场水平纵向相关的振荡结构与强烈起伏现象进行了分析与解释。声场水平纵向相关的振荡结构是由简正波干涉所致,该实验结果进一步验证了该现象在浅海低频条件下的普遍性。当实验中采用的爆炸声源的标称深度位于声场中某号有效简正波的一个波节附近,声源实际爆炸深度的较小变化引起该号与其它号有效简正波幅度比值的较大变化,从而在有效简正波号数较少的情况下引起了声场水平纵向相关的强烈起伏现象,该现象表明在一定条件下声源深度是浅海低频声场水平纵向相关的一个敏感参数。     

波束位移射线简正波理论在双轴海洋声道中的应用

由于表面声道与深海声道间的耦合效应，声波在双轴海洋声道中的传播比较复杂，因此求解双轴海洋声道中的声场就比较困难。文章将浅海声传播的波束位移射线简正波（BDRM）理论应用于计算双轴海洋声道中的声场，进行了数值模拟并与传统简正波方法进行比较，结果表明应用BDRM理论计算的传播损失具有很高的精度和速度，可以对双轴海洋声道内声传播问题进行分析和预报。     

孤子内波对声场水平纵向相干特性的影响

运用抛物方程计算模型,研究了浅海孤子内波对声场水平纵向相干特性的影响。仿真结果表明,孤子内波会引起水平纵向相关系数随时间出现起伏。起伏的幅度与收发深度有关,起伏周期与孤子内波的传播速度有关。理论分析给出了在孤子内波的传播方向与水平阵平行时,水平纵向相关系数随时间变化的简明表达式。     

浅海负跃层对声传播影响的仿真研究

0引言夏秋季节,在浅海常常存在强烈的季节跃层,季节跃层对声传播具有重要影响。在负跃层海域,海水可以分成三层,在上层和下层声速随深度变化缓慢,而在中间层变化剧烈。在这种环境下,声传播特性强烈的依赖于跃层的深度、厚度和强度。本文采用浅海声传播的波束位移射线简正波(BDRM)理论[1,2]定量分析浅海负跃层对声传播的     

三维耦合简正波-抛物方程理论

引言 海洋中存在着非常复杂的海底地形、底质变化、以及声速剖面的三维变化.这些环境变化会对声传播产生强烈的影响,人们因此不得不考虑三维海洋环境中声场计算的问题.Abawi等[1]将耦合简正波理论和抛物方程方法结合起来,提出了耦合简正波-抛物方程(CMPE)理论.CMPE理论在垂直方向采用本地简正波分析,在水平与方位角方向采用抛物方程方法求解简正波幅度方程,可以充分发挥抛物方程法水平方向计算速度快的优点,并克服抛物方程在频率增高和海深增加时计算速度急剧下降的缺点.彭朝晖等[2]在此基础上,结合我国学者提出的广义相积分(WKBZ)理论[3]和波束位移射线简正波(BDRM)理论[4],提出了一个快速预报声在水平变化海洋环境中传播的数值方法.本文在文献[2]工作的基础上,将二维问题推广至三维(CMPE3D).     

电噪声峰值测量法的精确度分析

本文从理论上探讨了线性电路中噪声峰值的形成机理及统计起伏特性,证明了用噪声峰峰值来计算噪声有效值及功率的可行性。但由于与噪声电压的大小,网络频率特性及噪声源功率谱形式有关,故测量准确度较低。为了提高测量精确度,减少随机误差,对噪声峰值测量应采用统计平均方法,所以也需要一定的测量时间。     

潜艇目标强度起伏统计模型

研究潜艇目标强度动态起伏规律,从统计意义上对目标强度进行分析,建立合适的目标强度起伏统计预报模型,并获得其统计参数。依据水下目标亮点理论,从散射截面起伏统计模型推导出目标强度起伏统计模型(Ts分布模型),并通过单壳体和双壳体Benchmark潜艇模型进行实验验证。目标强度动态起伏规律实验结果与Ts分布模型吻合较好,得出Ts分布模型能够准确地描述潜艇目标强度起伏特性。     

基于EEMD-Fast ICA-STFT的车用起动电机噪声源识别

提出基于集成经验模态分解(EEMD)、快速独立分量分析(Fast ICA)和短时傅里叶变换(STFT)的噪声源识别方法,对起动电机噪声信号进行声源识别研究。首先采用集成经验模态分解法将单一通道的电机噪声信号分解为一系列本征模态分量,随后用Fast ICA算法提取独立成分,最后利用短时傅里叶变换良好的时频分析特性,对Fast ICA分离结果进行时频分析,结合时频分析结果和电机噪声的先验知识,确定了各独立分量与电机不同噪声源的对应关系。     

基于EMD-SVD模型和SVM滚动轴承故障模式识别

针对滚动轴承振动信号的非平稳特性和在现实条件下难以获取大量故障样本的实际情况,提出一种经验模态分解、奇异值分解、Renyi熵和支持向量机相结合的故障诊断方法。运用经验模态分解方法对其去噪信号进行分析,利用互相关系数准则对固有模式分量进行筛选,再对所选分量重构相空间得到吸引子轨道矩阵;对矩阵进行奇异值分解求取奇异值,再计算这些奇异值的Renyi熵以组成故障特征向量,并将其作为支持向量机的输入以识别滚动轴承的故障类型。最后,利用实际滚动轴承试验数据的诊断与对比试验验证了该方法的有效性和泛化能力。     

烟草实验室恒温恒湿机送回风气流方式的改进

环境温湿度的波动性对烟草实验室检测设备及测试结果的准确性有重要影响。本文对某烟草实验室温湿度波动度、空气流速、噪声等参数无法达标的原因进行分析,对实验室恒温恒湿机的送回风气流方式进行改进:由散流器送风改为孔板送风,并设计制作静压室,降低风速和噪声。改进后,实验室温度短时波动度由原来的2.5℃降为0.9℃,相对湿度短时波动度由原来的5.6%降为2.2%,空气流速由原来的0.8 m/s降为0.2 m/s,噪声由原来的65 dB(A)降为54 dB(A),达到标准要求。     

水热-溶剂热法制备纳米CdS

硫化镉（CdS）是典型的半导体材料之一，因其在光电、光学和催化方面的应用前景，引起了广泛的重视．文中结合水热法和溶剂热法，在高压釜中形成以水和正已烷为溶剂的两相溶剂，并借助超声分散，以氯化镉（CdCl2）和硫代乙酰胺（TAA）为原料，在不同的加热时间和加热温度条件下成功制得CdS纳米粒子和纳米棒，并用X射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）、扫描电镜（SEM）、能谱及荧光光谱（LS）对其晶型、形貌、尺寸、组成进行了袁征，结果表明，制得的CdS纳米粒子与纳米棒尺寸分布均匀，分散性好；加热时间和加热温度是CdS晶型的主要影响因素，即较低的温度有利于CdS立方晶的形成，较高的温度有利于六方晶的形成；同时，延长加热时间有利于晶型的完善，但颗粒粒径会随之增大．     

EMD的LabVIEW实现及其在滚动轴承故障诊断中的应用

针对LabVIEW工具箱中缺少EMD算法的问题，对LabVIEW进行二次开发，实现EMD（EmpiricalMode Decomposition）的算法及HHT（Hilbert Huang Transform）分析方法。并且提出利用EMD的高频IMF（Intnnsic Mode Function）进行共振解调提取轴承故障特征信息的方法。故障诊断实例证明，该方法与传统共振解调方法相比，具有较大的优势。     

匹配场反演阵形估计算法的试验研究

传统的阵形估计算法都基于这样一个假设,即声传播为平面波或球面波模型,在浅海应用条件下,多途效应显著,该假设失效,造成此类算法的性能下降。提出了一种基于匹配场反演的阵形估计算法,采用简正波模型对声场建模,将多途建模为不同号数的简正波,从而消除了多途效应的影响;并且通过合理地选择目标函数,使算法对环境参数的扰动具有一定的宽容性;利用柔性阵的线性约束,将阵形畸变用弧线建模,使问题简化,在缺少声源精确位置等先验知识的前提下,仍能实现阵形的准确估计。理论仿真和试验结果表明,该算法是有效的。     

基于声学法测温的声波飞渡时间研究

声波飞渡时间的准确测量是声学法测温中影响温度场测温准确性的主要因素。采用互相关分析法计算单一频率声波信号及宽带频率声波信号的声波飞渡时间,仿真结果表明宽带频率信号由于具有较强的抗噪能力在计算声波飞渡时间时不受声波信号周期、信号延时时间等因素的限制,可用于工程实践。同时采用频率为40kHz的正弦波超声波探测器在均匀温场条件下对超声波信号的衰减程度进行试验研究,试验结果表明40kHz的正弦波超声信号在不经过放大处理条件下,其可测温场的距离仅为160mm。     

利用磁控溅射及热蒸发法制备SnO2纳米线及结构表征

以Sn为原料,采用磁控溅射及热蒸发法制得SnO2纳米线,用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、能量弥散X射线谱（EDS）、傅氏转换红外线光谱分析（FTIR）、拉曼光谱分析（Raman）等测试手段对纳米结构进行表征,结果表明,合成的二氧化锡纳米结构具有金红石结构,二氧化锡纳米材料的生长机制遵循气一液一固生长机制,生长过程中的温度和退火时间对二氧化锡纳米结构的形貌起着极其重要的作用,可以通过这些因素对二氧化锡纳米材料实行可控生长。     

小温差情况下温度梯度铁电材料零极化偏移现象的理论验证

采用平均场近似下的横场伊辛模型理论,引入描述铁电畸变的分布函数,同时考虑量子起伏效应,研究了温度梯度铁电材料的极化偏移特性,重点针对小温差情况下温度梯度铁电材料极化偏移消失的实验现象进行了理论验证。研究表明,温度梯度的存在导致了材料内部的极化强度的梯度分布,量子起伏效应对温度梯度铁电材料的性质有十分重要的影响,本工作关于温度梯度铁电材料极化偏移的研究结果与实验研究取得了定性一致的结论。当同时在考虑铁电畸变和量子起伏效应时,小温差情况下温度梯度铁电材料极化偏移消失的实验现象得以验证。