| 【中文题名】 | 浅海距离有关波导耦合简正波数值建模 |
| 【英文题名】 | Coupled Normal Mode Numerical Modeling in Shallow-water Range-dependent Waveguide |
| 【学科专业】 | 船舶与海洋工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-10-13 |
| 【中关键词】 | 耦合简正波,声传播,特征函数,建模,, |
| 【英关键词】 | Coupled normal mode,Acoustic propagation,eigen-vector,model, |
| 【分类导航】 | 交通运输>水路运输>船舶工程>导航设备、水声设备>水声设备> |
| 【论文摘要】 | 声传播是海洋声学研究的基本内容，作为正问题，它是声探测与声层析等逆问题的基础。在实际的海洋信道中，界面与水体都存在不容忽视的空一时变异性，使得在其中传播的声波存在强烈的畸变和起伏。为掌握声传播的规律，进行快速准确的声场建模，本文利用耦合简正波方法对界面存在空间变异的距离有关信道进行了建模研究。在波动传播理论的基础上，简要介绍了几种主要声传播模型的基本原理，并着重对简正波模型进行了研究。比较详细地讨论了简正波模型的理论基础，不同近似条件下的解，给出距离无关和距离有关简正波解。详细地讨论了耦合简正波的计算过程，并针对Couple97模型计算时间较长的缺点，将广义相积分简正波理论用于特征值与特征函数的求解，大大提高了计算速度，并使得计算精度也有所提高。最后，本文的耦合简正波方法与其它方法进行了分析比较，并用JASA Benchmark问题和亚洲海实验几种环境下的声传播数据进行了验证，结果表明，本文耦合简正波方法计算精度高，计算速度快。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第1章 绪论 |
8-12 |
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1.1 研究意义 |
8 |
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1.2 历史背景与研究现状 |
8-10 |
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1.3 本文研究的主要内容 |
10-11 |
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1.4 本章小结 |
11-12 |
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第2章 波动传播理论 |
12-17 |
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2.1 波动方程 |
12-13 |
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2.2 亥姆霍兹方程 |
13-14 |
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2.3 传播数值模型 |
14-16 |
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2.4 本章小结 |
16-17 |
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第3章 简正波模型 |
17-42 |
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3.1 基本理论 |
17-19 |
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3.2 距离无关的简正波模型 |
19-25 |
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3.2.1 Pekris波导解 |
20-22 |
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3.2.2 WKB近似解 |
22-24 |
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3.2.3 广义相积分(WKBZ)近似解 |
24-25 |
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3.3 距离有关的简正波模型 |
25-32 |
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3.3.1 耦合简正波 |
26-30 |
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3.3.2 绝热近似 |
30-32 |
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3.4 三维环境简正波模型 |
32-34 |
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3.5 特征值的计算 |
34-40 |
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3.6 特征函数的计算 |
40-41 |
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3.7 本章小结 |
41-42 |
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第4章 数值仿真与亚洲海海试数据验证 |
42-60 |
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4.1 特征值的数值仿真分析 |
42-59 |
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4.1.1 解析问题 |
42-44 |
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4.1.2 典型浅海问题 |
44-46 |
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4.1.3 楔形海区声传播分析 |
46-50 |
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4.1.4 亚洲海实验数据验证 |
50-59 |
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4.2 本章小结 |
59-60 |
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结论与展望 |
60-61 |
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参考文献 |
61-64 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
64-65 |
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致谢 |
65-66 |
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个人简历 |
66 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.112496 |
