[發(fā)明專利]基于射線簡正波理論的深海完整聲道下焦散線會(huì)聚區(qū)增益計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911338927.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110968830B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸勝春;栗子洋;張明輝;雷亞輝;宋揚(yáng);王笑寒;郭俊媛;龔李佳;張海剛
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.基于射線簡正波理論的深海完整聲道下焦散線會(huì)聚區(qū)增益計(jì)算方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟一：假設(shè)海水為分層介質(zhì)，聲速為典型的Munk深海聲速剖面，表達(dá)式如下：

c(z)＝c₀{1+ε[e^-η-(1-η)]}?????(1)

其中，c(z)表示深度在z處的聲速，z指的是深度，η＝2(z-z₀)/B，z₀為聲道軸的深度，B為波導(dǎo)寬度，c₀為聲速極小值，ε為偏離極小值的量級；

對于簡諧點(diǎn)源激發(fā)的聲場，聲壓能夠表示為各階簡正波之和的形式：

其中，P(r,z)指的是水平距離r處，深度為z處的聲壓值；ρ為海水的密度，i為虛數(shù)單位，為聲源處的本征函數(shù)值，為z處的本征函數(shù)值，k_m為本征值；

聲強(qiáng)的定義為聲壓模的平方，即：

其中，I(r,z)為水平距離r處，深度為z處的聲強(qiáng)；

步驟二：對于寬帶信號，根據(jù)步驟一中得出的聲強(qiáng)值，以中心頻率的三分之一倍頻程帶寬進(jìn)行平滑平均，頻帶內(nèi)聲場能量平均計(jì)算公式為：

其中，表示中心頻率為f₀的平均聲強(qiáng)，Δf為頻帶寬度；f為頻率；

在得到頻帶內(nèi)聲場平均能量后，根據(jù)傳播損失計(jì)算公式計(jì)算頻帶內(nèi)的頻率平均傳播損失：

其中，表示中心頻率為f₀的平均傳播損失；

根據(jù)下焦散線會(huì)聚區(qū)的位置，從頻帶內(nèi)的頻率平均傳播損失中提取出下焦散線會(huì)聚區(qū)處的傳播損失值；

步驟三：根據(jù)球面波擴(kuò)展損失的理論公式以及下焦散線會(huì)聚區(qū)的位置公式，計(jì)算下焦散線會(huì)聚區(qū)處球面波擴(kuò)展損失的值，將下焦散線會(huì)聚區(qū)處頻率平均傳播損失與球面波擴(kuò)展損失對比，得出下焦散線會(huì)聚區(qū)的增益；

其中，TL_球表示球面波擴(kuò)展損失，r為水平距離，z為垂直深度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：海洋環(huán)境為完整聲道，即海底聲速大于海面聲速，且海洋環(huán)境為分層環(huán)境。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：對頻帶內(nèi)聲場進(jìn)行能量平均時(shí)的步長為1Hz。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述下焦散線會(huì)聚區(qū)為能夠達(dá)到海底的RSR型焦散線會(huì)聚區(qū)。