混浊海水声吸收与温度、盐度、压强关系

混浊海水的声吸收和声散射特性对水声探测设备工作性能的影响较大。通过经验公式仿真分析了温度、盐度和压强对低频段、低悬浮泥沙颗粒浓度混浊海水声吸收的影响。结果表明:温度和盐度对混浊海水声吸收的影响较大,而压强对混浊海水声吸收的影响可以忽略。构建并研制了一套混浊海水声吸收特性测量系统,实验研究了温度对混浊海水声吸收的影响,声吸收系数随温度的变化规律与仿真结果吻合较好。此研究成果可对混浊海水中的声传播建模、声纳探测系统设计及声纳性能的评估等提供一定参考。     

模拟近海混浊水声吸收的实验测量方法

混浊海水的声吸收研究对改善在近海环境下工作的声纳性能具有重要意义.基于混响法建立了一套测量近海混浊水声吸收的实验测量系统.理论分析表明,实验测量系统满足混响法测声吸收的实验要求.采用厦门海滩泥沙与海水混合配制模拟近海混浊水,测量了模拟近海混浊水在50～100kHz的声吸收,实验测量结果符合近海混浊水的声吸收规律,与理论...     

养殖海水固体颗粒物含量分布及其对铜质板式换热器腐蚀影响分析

铜质板式换热器是一种新型换热节能材料,在水产养殖、船舶运输、地热资源、化工等领域,具有广阔的应用前景。本文结合其在海水养殖领域的使用情况,对养殖海水固体颗粒物含量和分布进行了调查,并通过现场调查和模拟冲刷实验分析了固体颗粒物对铜质板式换热器的腐蚀影响。结果表明:养殖系统海水固体颗粒物含量很低,其中天然、砂滤和养殖池内3种海水颗粒物含量范围分别在1.3~2.7 mg/L,0.04~0.4mg/L,0.02~0.26 mg/L。天然海水含有大量不规则细小颗粒,池内海水含有大量片状颗粒物,砂滤海水的颗粒特征不明显。许多大颗粒是由纳米颗粒团聚堆积而成的。由于颗粒物含量低,海水流速小,冲刷力小,养殖海水固体颗粒物对铜质板式换热器腐蚀影响轻微。现场腐蚀调查和模拟冲刷实验结果也证明这一点。该研究结果可为铜质板式换热器在海水养殖领域的推广应用提供参考。     

声阻抗梯度变化介质的吸声性能研究

0引言近年来,声阻抗梯度变化介质已经成为人们研究的热点问题。朱金华[1]设计合成了多种不同配方的聚氨酯材料,并详细研究了梯度聚氨酯介质中的声吸收。王源升[2-3]等人对梯度聚氨酯材料进行了研究。虽然国内外学者对声阻抗梯度变化介质结构很关注,但没有对其吸声机理进行研究,因此对声阻抗梯度变化介质中的声传播特性和参数分析进行研究具有非常重要的意义。     

海水吸收对远距离水下声场计算的影响

低频声波在海水中短距离传播时,海水吸收对声场的影响几乎可以忽略.但是在实际传播中,传播距离可能达到数百甚至数千千米,此时海水吸收会对声场带来较大影响.在这种情况下,如果选用的水下声场计算程序忽略海水吸收,则远距离的声场计算结果会存在明显误差.分别比较了全反射理想波导和深海Munk声速剖面环境下几种常用声场计算模型的结果...     

考虑淤砂层的理想流体层中悬浮隧道管体动力水荷载研究—SV波

为研究地震SV波对复杂海水环境中悬浮隧道管体动力水荷载的影响，考虑海洋沉积淤砂层的作用构建理论分析模型。根据不同介质材料的波动方程和位移势函数，结合地震SV波传播过程中的边界条件，基于MATLAB推导并求解了不同交界面处地震SV波的透射和反射系数理论方程。通过数值算例，分析了淤砂层饱和程度、入射波角度和锚索布置形式等参数对悬浮隧道管体动力水荷载的影响。计算结果表明:悬浮隧道结构在非饱和淤砂层体系中，相比在饱和淤砂层体系中承受更大动力水荷载的影响；较厚淤砂层对悬浮隧道在地震SV波作用下更为有利；增加锚索支撑刚度和减小锚索布置间距，能够降低地震SV波对悬浮隧道动力水荷载的影响。     

滨海地区悬浮颗粒在饱和多孔介质中的迁移特性

在净化污染物、开采石油、处理核废料、保持水土等过程中,悬浮颗粒物是广泛存在的问题。本试验采用室内土柱进行研究,利用超声波对海浪对悬浮颗粒物的迁移特性的影响进行了模拟,研究了波浪和渗流速度对悬浮颗粒物迁移的影响。结果表明:悬浮颗粒浓度不变时,随着流速的增加,浓度也随之增大,增加量随着流速的增加而减小,当流速增大到一定值时,其浓度不明显影响;超声波对浓度影响明显,并且随着频率的增加,峰值也增加。     

JX-1型声相关计程仪的研制

在海水低频声吸收中由硼酸弛豫引起的声吸收起着决定性的作用。硼酸弛豫吸收显著地依赖于海水的PH值已得到确认。由于海上测量数据未显示出硼酸弛豫吸收与温度和压力有明显关系,因此在预报海水声吸收的经验公式中通常都将硼酸弛豫的最大波长吸收(αλ),仅表示为PH的函数,将弛豫频率fr.表示为温度的函数。作者曾用圆柱共振器法研究了硼酸弛豫吸收的机理,提出了硼酸吸收的反应模型,并给出过鹏酸弛豫的(αλ),与温度有关的实验证明。本文利用作者先前导出的硼酸弛豫的(αλ),和弛豫频率fr的表达式及有关的海洋学文献资料(硼酸表观第一离解常…     

水中声波非线性相互作用的声吸收声研究

为研究声波非线性变参数相作用后的能量转移问题,本文利用谱分解方法对整倍频声波相互作用后的幅度解进行了理论研究和仿真分析。研究表明：高频声源级大于低频声源级,且高频声源级取定值时,频率比N越大,声吸收声效果越小。频率比N 3时,两列声波的初始相位关系对声吸收声的影响可忽略不计。高频泵源越强,高频对低频声的声吸收声效果越弱;相反,低频泵源越强,高频声波对低频声的声吸收声效果越强。非线性累积效应在间断距离处达到最强。     

声悬浮的研究应用进展

声悬浮是一种新型无容器处理技术，悬浮力及悬浮稳定性是声悬浮研究的两个重要方面。本文在查阅大量文献的基础上，阐述了声悬浮的机理，论述了声悬浮技术的研究应用进展，最后讨论了声悬浮技术尚需解决的问题。     

斜坡海底海洋环境噪声垂直指向性研究

为了解决斜坡海底地形的环境噪声高频建模问题,为三维环境噪声的进一步计算奠定了基础。在射线法的基础上,采用N×2D的近似算法,研究了斜坡海底情况下,均匀分布在海面上的噪声源所产生的环境噪声垂直指向性。考虑了海水吸收,海底反射,声速剖面对垂直指向性计算结果的影响。研究表明：三种因素均会对斜坡海底的噪声垂直指向性产生影响,其中声速剖面对其影响要大一些。     

福州城区道路大气PM10单颗粒形貌分析

本文应用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDX)技术分析福州城区道路大气中PM10颗粒物的形貌特征、粒径分布和元素组成.研究表明,福州城区道路大气中PM10颗粒物形貌多样,以小于0.5μm的细粒子为主,粒子数量随着粒径增大而减少.大气颗粒物类型主要有烟尘集合体、飞灰颗粒、矿物颗粒、生物颗粒等.福州城区道路大气颗粒物污染...     

Modeling the inherent optical properties of the ocean based on the detailed composition of the planktonic community

We describe an approach to modeling the ocean's inherent optical properties (IOPs) that permits extensive analyses of IOPs as the detailed composition of suspended particulate matter is varied in a controlled manner. Example simulations of the IOP model, which includes 18 planktonic components covering a size range from submicrometer viruses and heterotrophic bacteria to microplanktonic species of 30-mum cell diameter, are discussed. Input data to the model include the spectral optical cross sections on a per particle basis and the particle-number concentration for each individual component. This approach represents a significant departure from traditional IOP and bio-optical models in which the composition of seawater is described in terms of a few components only or chlorophyll concentration alone. The simulations illustrate how the separation and understanding of the effects of various types of particle present within a water body can be achieved. In an example simulation representing an oligotrophic water body with a chlorophyll a concentration of 0.18 mg m(-3), the planktonic microorganisms altogether are the dominant particulate component in the process of light absorption, but their relative contribution to light scattering is smaller than that of nonliving particles. A series of simulations of water bodies with the same chlorophyll a concentration but dominated by different phytoplankton species shows that composition of the planktonic community is an important source of optical variability in the ocean.     

Motion of a viscous fluid with suspended particles in a curved tube

In this paper we have discussed the motion of a viscous fluid with suspended particles through a curved tube of small curvature ratio. The system is treated as two separate interacting continua. Solutions for axial and secondary velocities are obtained in the form of asymptotic expansions in powers of Dean Number. The streamline pattern for the particulate phase reveals many interesting features. The influence of the particulate continium on the fluid is described by the parameter τ which depends on the density ratio of the two continua. The concentration distribution of the particles in a given cross section is determined. It is noticed that the particles move closer to the wall for certain values of the concentration and the density ratio.     

倾斜海底反射时声线水平偏转问题研究

三维浅海环境下,声线在倾斜海底反射时,会在水平方向上发生偏转。在远距离传播问题中,由于累积效应,接收声线的方位角与发射声线产生较大的偏差。若忽略不计,将会给声源定向等工作带来较大的误差。因此,研究声线在倾斜海底反射时的水平偏转问题,并总结其规律具有重要意义。采用射线声学的方法系统地研究了不同参数情况下倾斜海底声线水平偏转的问题,得到了在海底变化较缓时的近似公式,并进行了数值仿真分析。结果表明,声线的水平偏转的大小和方向由海底深度梯度和入射声线方位角与掠射角共同决定。     

基于参考点之间水声传播的声速剖面反演

针对海洋声速剖面测量成本高、长期观测困难的难题,文章初步研究了利用水下固定参考点与水面已知位置之间的声信号传播时延来反演海水声速剖面的方法,提出了一种等声速分层模型下的声速剖面反演方法。将海水分层,对声信号传播过程进行建模,推导反演声速的非线性方程组;再利用牛顿迭代法,对非线性方程组进行求解。通过仿真和海试试验数据处理,分层数不同时,反演声速与实际声速之间的误差随着分层数的增加而变小,声速误差最小为0.80 m·s^-1左右,验证了反演方法的有效性与准确性。     

Inversion of irradiance and remote sensing reflectance in shallow water between 400 and 800 nm for calculations of water and bottom properties

What we believe to be a new inversion procedure for multi- and hyperspectral data in shallow water, represented by the subsurface irradiance and remote sensing reflectance spectra, was developed based on analytical equations by using the method of nonlinear curve fitting. The iteration starts using an automatic determination of the initial values of the fit parameters: concentration of phytoplankton and suspended matter, absorption of gelbstoff, bottom depth, and the fractions of up to six bottom types. Initial values of the bottom depth and suspended matter concentration are estimated analytically. Phytoplankton concentration and gelbstoff absorption are initially calculated by the method of nested intervals. A sensitivity analysis was made to estimate the accuracy of the entire inversion procedure including model error, error propagation, and influence of instrument characteristics such as noise, and radiometric and spectral resolution. The entire inversion technique is included in a public-domain software (WASI) to provide a fast and user-friendly tool of forward and inverse modeling.