浅海海域圆柱壳形换能器瞬态辐射声场

【摘要】指向性声源在水声工程中被大量使用,如圆柱形换能器作为发射机被广泛应用于水声通讯系统,故对海下指向性声源瞬态辐射声场作深入研究非常必要。然而,长期以来,关于水下声源辐射声场的研究多集中于无指向性点源所辐射声场,而关于水下指向性声源瞬态辐射声场的研究较为匮乏。本文将围绕浅海水下圆柱壳式换能器瞬态辐射声场展开研究。由于获得一些常用水下指向性声源的势函数并非易事,故本文在研究水下圆柱壳形换能器瞬态辐射声场时,采用瞬态矢量位移波动方程,而非瞬态声压波动方程。在此基础上,首先,导出均匀浅海中简谐波频散方程,通过数值计算对不同深度浅海中导波频散特性进行分析；然后,利用本征函数展开法(简正波法)导出均匀浅海中圆柱壳形换能器瞬态辐射声压解析解,进一步,通过数值计算得到圆柱壳形换能器瞬态辐射声场幅度的空间分布,以及瞬态径向位移,瞬态轴向位移和瞬态声压的时域波形。最后,导出分层浅海中简谐波频散方程,并进行求解,此外,导出了分层浅海中圆柱壳形换能器瞬态辐射声场解析解。本文创新点在于采用本征函数展开法(简正波法)对瞬态矢量位移波动方程进行求解,导出了形式简洁,物理概念清晰的水下圆柱壳形换能器瞬态辐射声场解析解。论文研究成果对水声通讯等实际应用具有一定的理论参考价值。
【作者】汤雅玲；
【导师】汤立国；
【作者基本信息】厦门大学，海洋物理，2014，硕士
【关键词】频散；浅海；圆柱壳形换能器；本征函数展开法；瞬态声场；

【参考文献】
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