典型传播条件下的声场

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1、第五章典型传播条件下的声场第四章知识要点定解条件第一类齐次边界条件（绝对软）第二类齐次边界条件（绝对硬）边界上密度或声速的有限间断（压力和法向质点振速连续）波动声学简正波临界频率简正波截止频率简正波的特征2CollegeofUnderwaterAcousticEngineering简正波相速度简正波群速度射线声学基本物理量的描述射线声学声线、声线的传播时间、传播距离平面波、球面波的声线图程函方程射线声学的应用条件Snell折射定律恒定声速梯度下声线轨迹方程求解一般采用曲率半径，结合平面几何的方法3CollegeofUn

2、derwaterAcousticEngineering恒定声速梯度下声线水平传播距离求解曲率半径和平面几何法已知掠射角时的传播距离公式已知深度时的传播距离公式声线图绘制聚焦因子物理意义4CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容邻近海面的水下点源声场解的表示（重点）声压振幅随距离的变化（重点）表面声道声线参数反转深度（了解）临界声线（重点）跨度（了解）循环数（了解）5CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容传播时间（了解）截止频

3、率（了解）传播损失（了解）传播损失的经验公式（了解）深海声道概述（了解）深海声道的典型声速分布（了解）MUNK的SOFAR声道声速剖面标准分布线性模型6CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容声道信号的基本特征（了解）声线和信号波形汇聚区和声影区深海声道典型声线轨迹（补充内容）（了解）深海声道中的平均场和传播损失（了解）深海负梯度（了解）深海负跃层（了解）7CollegeofUnderwaterAcousticEngineering本章主要内容浅海平均声强（了解）硬底、声速

4、均匀浅海海底有吸收的均匀浅海3/2次方衰减律的适用距离时的声强衰减规律传播损失传播损失的分段表示浅海传播的Mash和Schulkin半经验公式浅海声场的虚源表示式从虚源表示式求传播损失8CollegeofUnderwaterAcousticEngineering邻近海面的水下点源声场解的表示靠近海面的点源在S点，接收点在P点。将海面视为绝对软的平面，根据镜反射原理引入一个虚源S1，问接收点P的声压为多少？9CollegeofUnderwaterAcousticEngineering注意：这里利用平面声波的反射系数代替球面

5、波的反射系数，对于平整海面来说是正确的。声压振幅随距离的变化已知二项式展开式：则：10CollegeofUnderwaterAcousticEngineering声压振幅随距离的变化则：声压振幅近似为：11CollegeofUnderwaterAcousticEngineering讨论1）当，时，声压取极大值，且是单个点源的两倍。解释：直达声与海面反射声同相叠加。2）当，时，声压取极小值解释：直达声与海面反射声反相叠加。12CollegeofUnderwaterAcousticEngineering讨论3）近场菲涅耳（F

6、resnel）干涉区向远场夫朗和费（Fraunhofer）区过渡点，即：4）当时，声压振幅为13CollegeofUnderwaterAcousticEngineering菲涅耳区夫朗和费区注意：近场菲涅耳区声压振幅起伏变化，远场夫朗和费区声压振幅单调变化；对于非均匀声速分布，上述干涉现象仍然存在。14CollegeofUnderwaterAcousticEngineering传播损失根据定义：1）近场当，时，当，时，2）远场，15CollegeofUnderwaterAcousticEngineering非绝对反射海面

7、下的传播损失接收点处声压：声压振幅：传播损失：此处不是1而是16CollegeofUnderwaterAcousticEngineering表面声道声线参数问题：表面声道如何形成？有何特征？17CollegeofUnderwaterAcousticEngineering声道的“线性”模型和声传播声速模型由Snell定律知：18CollegeofUnderwaterAcousticEngineering反转深度1）概念：在表面声道中传播的声线发生反转的深度2）反转深度处声线的特点：声线的掠射角为零19CollegeofUn

8、derwaterAcousticEngineering根据折射定律同理可得：一般情况下，声线掠射角是小量，因此反转深度可近似为：和20CollegeofUnderwaterAcousticEngineering临界角概念：在表面声道下边界发生反转的声线，其声源处和海面处的掠射角都达到极大值，该角称为临界角；该声线称为