双基地冰-水界面混响强度的理论预报

发布时间：2024-03-30 13:15

　　针对北极冰层冰水界面具有小尺度粗糙界面的情况,给出由冰层造成的混响平均强度的理论预报公式。首先将北极冰层等效为具有粗糙界面的弹性介质,并且采用小粗糙度微扰理论在精细拟合粗糙度谱的基础上,建立粗糙冰层的三维散射强度模型,然后建立三维双基地声呐几何模型确定有效散射区域,最后给出双基地冰下混响平均强度的估算公式,并在所拟合的粗糙度谱的情况下,利用该预报公式计算双基地声呐配置参数和海冰物理及声学特性对冰下混响强度的影响算例。数值仿真表明该公式能够估算出北极冰下双基地声呐产生的混响平均强度,并且分析出了时延、基线长度等声呐配置参数和冰层声速比、密度比等海冰物理参数会对混响强度造成的影响。声呐的配置参数主要影响散射的有效面积,海冰的物理参数则影响着冰层的散射强度。其中,冰层声速比不仅影响混响强度的大小,还会影响混响强度随时间的衰减速度。

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【部分图文】：

图２粗糙冰层散射示意图??

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图1对实验数据的拟合

θs和θi分别是散射元处的散射角和入射角,φs为散射的方位角,散射示意图如图2所示。该式在物理上表示水中波数虽然相同,但是由于入射角角度和散射角度存在差异,界面表现出的粗糙程度也会不同。由于上节的粗糙度谱在波数范围上受限,因此需满足lg|ΔK|<-0.2,并且如果散射区域发生变化....

图2粗糙冰层散射示意图

图1对实验数据的拟合对于弹性理论,Aww的表达式为:

本文编号：3942409