广义波导不变量

海洋波导中声场在空间-频率域形成明暗相间的干涉条纹,Chuprov根据距离-频率(r-ω)域干涉条纹定义了波导不变量。一直以来,科研工作者探讨波导不变量定义式均未考虑声源-接收器方位角对波导不变量β值的影响,传统的声场干涉研究也忽略方位角变化对干涉条纹的影响。通过实验和仿真发现,对于我国近海大陆架常见的水平缓变楔形波导,方位角变化对干涉条纹的影响显著,因此将Chuprov给出的仅考虑传播距离变化对干涉条纹影响的波导不变量定义式推广为同时考虑方位角变化对干涉条纹影响的波导不变量定义式,并将之称为广义波导不变量。通过理论推导、数值仿真及海上实验数据分析发现,在水平缓变楔形波导环境下,传统波导不变量定义式无法解释干涉现象时,广义波导不变量可很好地解释数值仿真及海上实验声场干涉现象。     

AEYFI 05实验‘温度-声简正波传播时间'起伏特性研究

处理分析AEYFI 05声学实验温度链和声传播数据,研究温度时-空间统计、相关特性及其声传播时间统计特性。分析表明1号声简正波的传播时间起伏的功率谱与温跃层附近温度时间序列的功率谱存在明显的相似：在高频区域f〉30cpd呈ω-β（β≌1.7-1.8）的幂次衰减,包含相干结构。应用简正波传播时间与声速起伏的对应关系式,给出了上述对应关系的理论解释。     

“招鹤回鸣”:布拉格共振声学景观

自然界存在各种各样的声学现象,譬如著名的天坛回音壁、三音石。这些现象一般与当地的自然声学环境密切相关,形成独特的声学景观。为解开青岛即墨鹤山声学景观"招鹤回鸣"之谜,进行了三次现场试验和测试。测试数据谱分析结果表明:当在景点北面47级石阶正前方16~20 m区域击掌或发射一定频率的CW脉冲声波时,石阶所构成的准周期性结构形成布拉格声反(散)射体回波,在某些频率附近相长干涉,明显加强,另一些频率则相消干涉而削弱,回波各频率叠加后形成宛如"鹤鸣"声。采用布拉格散射原理分析该石阶结构的回波,数值计算所获得的接收点回波增强频带和回波削弱"带隙"频带区,和上述测试分析结果完全一致。声学景观"招鹤回鸣"源于准周期结构回波特性,不同于天坛回音壁的声学机理。文章所述方法可为类似声景观的设计及分析提供借鉴。     

频散、声场干涉结构、波导不变量与消频散变换

浅海低频声场具有稳定的干涉结构,在距离-频率平面干涉结构可以由波导不变量概念统一刻画.回顾了频散、干涉结构和波导不变量概念的关系.综述、解释了作者等人新近引入的消频散变换,一种类似Fourier变换的双参数酉变换,变换可以同时消除多模频散.变换的惟一先验输入参数是β-不变量.给出了初步实验数据处理结果.首次将消频散变换引入处理耦合简正波和混响问题,解释并证明了消频散变换在这些问题中的有效性.     

圈养环境下瓶鼻海豚、白鲸、伪虎鲸click脉冲信号特征分析

通过实地采样采集到的瓶鼻海豚、白鲸、伪虎鲸的click脉冲信号数据,对所采集信号分别从时域、频域、时频特性以及距离分辨力等方面分别进行了分析对比。结果表明,三种海洋哺乳类动物均通过不断发射click脉冲串实现对目标的探测,在这过程中可以调节脉冲间隔或信号波形,其中伪虎鲸一部分click脉冲信号的频谱具有双峰的特殊性质。通过对这三种海洋哺乳动物click脉冲信号模糊函数的分析,发现瓶鼻海豚与白鲸的距离分辨力可以达到毫米量级,伪虎鲸相对较差,但也可以达到厘米量级。而随着频谱双峰信号的出现,伪虎鲸click脉冲信号的距离分辨力有明显提高,也达到了毫米量级。