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浅海涌浪对表面声道声传播的影响

物理学报 2021年第5期70卷 189-198页

作者：刘今彭朝晖张灵珊刘若芸李整林中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049

受海面强风和海-气相互作用影响,表面声道普遍存在于冬季海洋环境中,是一种天然有利于声传播的波导.但是海面波浪使得海表形成粗糙界面,会严重破坏这种优良性能.本文利用南海北部海区的一次冬季声传播实验数据,研究表面声道声传播特性.... 详细信息

受海面强风和海-气相互作用影响,表面声道普遍存在于冬季海洋环境中,是一种天然有利于声传播的波导.但是海面波浪使得海表形成粗糙界面,会严重破坏这种优良性能.本文利用南海北部海区的一次冬季声传播实验数据,研究表面声道声传播特性.研究表明,海底底质对表面声道内声传播的影响较弱,当海面风较小时,涌浪造成的影响为主要原因.实验数据显示,考虑涌浪后的粗糙海面给70km远处带来了10dB的传播损失增长.因此在考察南海北部海区冬季声场特性时,不仅要考虑海面风浪的影响,更需要考虑周围海域传来的涌浪的影响.研究涌浪存在时的声传播特性对提升声纳设备在海况较差时的使用性能具有重要意义.

关键词：涌浪粗糙海面表面声道声传播

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地球曲率对远距离声传播的影响

物理学报 2021年第11期70卷 116-126页

作者：毕思昭彭朝晖中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学物理学院北京100049

对于远程声传播问题,地球曲率的影响不可忽略.为分析地球曲率对远距离声传播的影响,本文提出了一种地球曲率影响下环境参数的修正方法,该修正方法无需改动现有声场计算模型,具有可移植性好、计算简便的特点.典型环境下的仿真结果表明,... 详细信息

对于远程声传播问题,地球曲率的影响不可忽略.为分析地球曲率对远距离声传播的影响,本文提出了一种地球曲率影响下环境参数的修正方法,该修正方法无需改动现有声场计算模型,具有可移植性好、计算简便的特点.典型环境下的仿真结果表明,由于地球曲率的影响,在会聚区传播中,会聚区的位置向声源方向偏移,会聚区移动随着距离变换近似为线性关系, 1000 km距离上偏移可达10 km;而深海声道传播中,到达结构在时间轴上整体前移,并伴随着在深度和时间轴上的扩展,影响均随着传播距离的增加而逐步增大,1000 km距离上整体前移的幅度可达136 ms.

关键词：地球曲率声传播会聚区到达结构

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飞机发动机短舱声传播预计方法研究

计算机仿真 2023年第2期40卷 64-69页

作者：薛东文燕群李卓瀚航空工业飞机强度研究所航空声学与振动航空科技重点实验室陕西西安710065

针对飞机发动机短舱的声传播预计方法开展研究。应用有限元方法求解时域线化欧拉方程方程,用Ingard边界条件模拟声衬;特别的,应用流动梯度去除方法抑制发动机排气道噪声预计中产生的Kelvin-Helmholtz不稳定波。针对飞机发动机短舱进气... 详细信息

针对飞机发动机短舱的声传播预计方法开展研究。应用有限元方法求解时域线化欧拉方程方程,用Ingard边界条件模拟声衬;特别的,应用流动梯度去除方法抑制发动机排气道噪声预计中产生的Kelvin-Helmholtz不稳定波。针对飞机发动机短舱进气道噪声、排气道噪声在有/无声衬作用下的声传播开展了预测,通过与国际上公开的试验结果进行了对比。结果表明,数值预测噪声指向性与试验基本吻合,误差低于3dB,Kelvin-Helmholtz不稳定波被有效抑制。文章给出的飞机发动机短舱声传播预计方法精度高,结果可信,可用于短舱声传播研究。

关键词：短舱声传播预计不稳定波

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南海东北部中尺度暖涡对声传播的影响

哈尔滨工程大学学报 2021年第10期42卷 1496-1502页

作者：朱凤芹张海刚屈科哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524000

中尺度涡是引起海洋声速水平非均匀分布以及声传播起伏的主要因素之一,本文研究了南海东北部单个中尺度暖涡的声传播效应。根据暖涡现场观测数据,利用涡旋动力学模型求解流函数,进而获得声速场数据,再结合PE方法计算了中尺度暖涡对声传... 详细信息

中尺度涡是引起海洋声速水平非均匀分布以及声传播起伏的主要因素之一,本文研究了南海东北部单个中尺度暖涡的声传播效应。根据暖涡现场观测数据,利用涡旋动力学模型求解流函数,进而获得声速场数据,再结合PE方法计算了中尺度暖涡对声传播的影响,并给出了声源处于不同位置处声传播效应。结果表明:暖涡的存在,改变了声道轴深度,从而对声线传播方向产生影响,暖涡的存在使从暖涡中心出发的声线会聚区宽度减小,汇聚位置前移,暖涡引起的传播损失在有涡和无涡时可以达到30 dB以上。

关键词：南海东北部暖涡声传播 PE方法传播损失会聚区观测数据理论模型

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基于PIES观测东沙群岛附近声传播变化

应用海洋学学报 2024年第2期43卷 333-341页

作者：郭平徐永生黄超张林张庆君张利强彭泳卿张祥光徐立军王黎明袁延茂马树青杨亮尹善明中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 崂山实验室山东青岛266071 海军潜艇学院海军战术水声数据中心山东青岛266071 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 北京遥测技术研究所北京100076 北京理工大学北京100081 中国人民解放军海军工程大学湖北武汉430033 92859部队天津300061 国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 91001部队北京100181 91650部队广东广州510200

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据,反演得到温盐剖面,进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证。结果表明,PIES能够在长期连续观测中较为敏感地捕... 详细信息

本研究旨在将PIES观测数据应用于海洋水声环境的监测。利用一次南海PIES观测数据,反演得到温盐剖面,进而计算声场信息。结合观测期间的暖涡及台风事件对反演及计算结果进行了分析验证。结果表明,PIES能够在长期连续观测中较为敏感地捕获上层水体及表面声道的变化特征,为水声通信、探测及潜航路径规划等提供参考,在水声研究及海洋军事环境保障中都具有良好的应用前景。

关键词：海洋声学 PIES 声传播表面声道截止频率声速剖面

微通道内声传播格子Boltzmann建模及其特性研究

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应用声学 2024年

作者：杨雨余江波苏娜娜张新翠单鸣雷韩庆邦中兴通讯股份有限公司金陵科技学院河海大学南京林业大学

吸声材料在抑制噪声污染方面发挥重要作用，其吸声性能受到内部微通道结构影响。然而微通道尺寸小且结构复杂，有必要采用合适的数值工具来研究微通道内声传播特性。该文采用介观的格子Boltzmann方法构建了微通道内声传播模型，并引入... 详细信息

吸声材料在抑制噪声污染方面发挥重要作用，其吸声性能受到内部微通道结构影响。然而微通道尺寸小且结构复杂，有必要采用合适的数值工具来研究微通道内声传播特性。该文采用介观的格子Boltzmann方法构建了微通道内声传播模型，并引入了声学无反射边界以消除声波反射的影响。通过构建单/双层微通道声传播模型，探究了波长、通道宽度对声传播的影响及水平声压幅值的分布情况。进而通过在微通道上放置凹凸固体块模拟粗糙微通道环境，研究声波经过粗糙微通道后的变化，分析固体块的长度对声传播的影响，并将声波经过两种固体块的声压幅值差进行对比。研究结果证明格子Boltzmann方法可以有效地描述微观尺度下通道内声波的传播过程，从流体力学角度描述声场的分布，为声流固耦合相关领域的模拟计算的应用提供参考。

关键词：格子Boltzmann方法微通道声传播多松弛模型

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北极双声道波导声传播特性分析

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：李卿基韩笑曹然魏泽勋哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室海洋信息获取与安全工业和信息化重点实验室(哈尔滨工程大学) 自然资源部第一海洋研究所哈尔滨工程大学水声工程学院

北极波弗特海域下特殊的双声道声速结构对水下声传播产生深刻影响，本文利用第9次北极科学考察数据，研究了双声道波导的声传播特性，并重点分析了波弗特声道显著声捕获能力的机理。研究发现：当声源频率足够高时，一些模态会被捕获在... 详细信息

北极波弗特海域下特殊的双声道声速结构对水下声传播产生深刻影响，本文利用第9次北极科学考察数据，研究了双声道波导的声传播特性，并重点分析了波弗特声道显著声捕获能力的机理。研究发现：当声源频率足够高时，一些模态会被捕获在波弗特声道中，这些被捕获模态将不受海冰或海床影响，能量损失较小。当声源位于声道内时，激发出的被捕获模态使得声波能够远距离传播。另外，这些被捕获模态的声学特性仅与波弗特声道内的声速变化有关，在声场中传播较为稳定，能够形成稳定的干涉结构。

关键词：北极波弗特透镜声传播模态传播损失相速度群速度干涉结构

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二维含多孔介质周期复合结构声传播分析

物理学报 2019年第12期68卷 239-253页

作者：乔厚何锃张恒堃彭伟才江雯华中科技大学力学系结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074 中国舰船研究设计中心武汉430064

为取得理想的隔声性能,本文结合多孔介质和周期结构两类声振调控方案,讨论了一种新型含多孔介质周期复合结构;采用等效模型描述振子系统,利用薄板理论和Biot理论建立了相应的声振耦合理论模型.利用此模型计算得出的结果与文献中数据吻... 详细信息

为取得理想的隔声性能,本文结合多孔介质和周期结构两类声振调控方案,讨论了一种新型含多孔介质周期复合结构;采用等效模型描述振子系统,利用薄板理论和Biot理论建立了相应的声振耦合理论模型.利用此模型计算得出的结果与文献中数据吻合良好.研究结果表明,采用简单振子系统或组合振子系统都可以在其特征频率决定的频域提升复合结构的声传递损失(STL);然而,在越过相应频域后,STL会急剧下降,选取合适的振子参数,可以拓展隔声带宽而又保持其STL水平.对比振子系统结果发现,相对简单振子系统,组合振子系统能在获得更宽STL提升频域同时减弱特征频率域后的STL下降趋势.这些结果可以为宽频减振降噪提供思路,为中低频域隔声应用设计提供理论参考.

关键词：多孔介质周期结构声传播

基于声传播模拟的多孔沥青混合料吸声性能与孔结构关系

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2023年第8期42卷 38-44页

作者：陈俊孙振浩李嘉浩王俊鹏河海大学土木与交通学院江苏南京210098 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041

为分析多孔沥青混合料孔隙对噪声吸收效果的影响,利用XCT扫描了多孔沥青混合料试件,重构并分离了不同空隙率OGFC-13三维连通孔隙,分析了连通孔隙曲率、长度、内壁粗糙度、横截面面积、椭圆率等形状特征;运用有限元软件模拟了声波在驻波... 详细信息

为分析多孔沥青混合料孔隙对噪声吸收效果的影响,利用XCT扫描了多孔沥青混合料试件,重构并分离了不同空隙率OGFC-13三维连通孔隙,分析了连通孔隙曲率、长度、内壁粗糙度、横截面面积、椭圆率等形状特征;运用有限元软件模拟了声波在驻波管内的传播,得到了不同声波频率下多孔沥青混合料的吸声系数;分析了混合料孔隙形状特征与高、中、低频吸声系数之间的关系。结果表明:尽管OGFC-13内连通孔隙曲率在0.25~0.35 mm-1,但三维连通孔隙极其丰富,边长3 cm立方体内连通孔隙长度在980 mm以上;近30%孔隙横断面的椭圆率在0.9左右,且连通孔隙内壁粗糙度极不均匀,呈明显的“双峰”分布;孔隙横截面大小、内壁粗糙度与高频段(2 000~3 000 Hz)吸声系数具有一定的线性关系,孔隙越大内壁越粗糙,混合料对高频声波的吸声能力越强。

关键词：道路工程声传播吸声系数多孔沥青混合料有限元法连通孔隙