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文檔簡介
1、海洋環(huán)境復雜多變,而聲波作為海洋環(huán)境中唯一可以遠距離傳播的波動形式,它在海洋中的傳播可以通過建立數(shù)值模型進行計算,快速聲場預報模式對于聲納性能預報和海洋壞境參數(shù)層析反演十分重要。如何建立快速、精確的聲場計算模型是提高聲場預報質(zhì)量的前提。 本文首先回顧了現(xiàn)有的聲場計算模型,并總結(jié)了各自的優(yōu)缺點及其適用范圍,并對目前比較流行的兩種計算模型——簡正波方法和拋物方程方法作了詳細的介紹,它們也是我們提出的聲場計算模型的基礎。 對于
2、水平均勻和水平緩變的海洋波導來說,現(xiàn)有的聲場計算模型已經(jīng)比較成熟,絕熱簡正波理論、拋物方程(PE)方法都能給出快速、精確的聲場預報。對于水平變化較大的海洋環(huán)境,由于水平變化對聲場的影響,用絕熱近似方法來計算聲場會產(chǎn)生較大的偏差;而耦合簡正波理論,雖然計算精度高,但計算時間太長;拋物方程方法計算精度比耦合簡正波的稍差,只能計算遠場,且處理向后散射有困難,但計算速度快。耦合簡正波-拋物方程(CMPE)方法在水平方向采用拋物方程法求解簡正波系
3、數(shù)方程,可以克服由于耦合簡正波理論的分段水平均勻近似帶來的缺陷,耦合系數(shù)中考慮了海底傾斜的影響,可以加大水平步長,同時可以很方便地應用于三維聲傳播問題。 耦合簡正波計算機算量繁多的關鍵在于耦合矩陣的計算,需要逐點計算局地簡正波及其微分系數(shù),高精度計算要求水平分區(qū)多,結(jié)果在精度和計算量之間存在一定的矛盾。本文借鑒CMPE的諸多優(yōu)點,探討了一種基于簡正波理論的局地簡正波聲場計算方法,基本思想是:利用求解低維矩陣問題代替現(xiàn)有簡正波模型
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