漂浮冰球高频声散射特性研究

发布时间：2020-12-03 01:10

　　极地冰区海域漂浮着许多从冰架剥离的海冰,它们会随着洋流作用向低纬度海洋飘荡,这对在海上航行的舰船存在极大威胁。对海水界面处的海冰散射特性的研究是舰船潜艇探测、躲避海冰的前提条件。海冰漂浮在水面上,在物理模型中属于界面附近的目标,界面附近的目标回波由于界面的存在,相比于自由场中的目标回波引入了两个附加波,其回波特性也较为复杂,该种在界面附近的目标散射特性是目标声散射领域的重要研究内容。本文在此背景下研究了漂浮冰球在高频情况下的目标散射特性,旨在为极地海域航行船只与航线开发提供技术支持。围绕研究目标,首先研究了冰层的表面声阻抗值,推导出了冰球表面在不同入射角度和不同频率下的反射系数。其次针对自由场中的球目标,基于Kirchhoff近似理论研究了用于计算目标散射场的板块元法,并使用特征函数展开法加以验证。通过仿真验证板块元法对目标强度的计算精度,由此建立目标强度计算理论模型,将该模型应用于漂浮水面刚性球和冰球。水面对目标散射场的影响较大,会直接引入两个附加波:双站散射波和虚源散射波。考虑到特征函数展开法对界面附近目标散射声场计算的局限,因此将板块元法推广至水面漂浮目标的散射场计算中。最后,进... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

北极航道在地理意义上，我国并不属于环北极国家，但是我国的纬度跨度大，北极航

至存在界面时的球体散射场计算chhoff 近似的板块元法理中，冰山体积巨大，水下冰体棱分离变量法不适用。形状规则的声场，本论文作为浮冰探测的前能应对后期复杂目标的声散射理声散射，该方法也被称为物理声形状物体的目标强度就是用物理题的 Kirchhoff 公式为：( )2 j 22 14kr s sSe r π n r φ φ = 表面，n是目标表面外法线，2r

函数和纵波势函数可写为：j -jj( )=( + )' αz '' αzξx ωtφ φ e φe e ，22α+ ξ=kj -jj( )=( + )' βz '' βzξx ωtφ φ e φ e e ，22β +ξ=κ示纵波和横波的波矢量，α 、β 分别表ξ 表示波矢量沿 x 方向的分量。略去j -j=( + )' αz '' αzφ φ e φ e( )jzjzeeββ = '+''量为：xzux =φ ,zxuz + =φ


本文编号：2895743