舰船地震波特性及传播规律研究

发布时间：2024-03-25 23:08

　　本文介绍了传统声场、磁场在海水目标探测中的优点和不足,提出了利用浅海舰船海底地震波对水中目标进行探测的一种方法。舰船地震波作为一种新的物理场,在水中目标探测和水雷引信设计方面有重要的应用前景。在这样的背景下,本文对简单浅海海洋环境进行建模以及对舰船地震波特性及传播规律进行了研究。首先建立了流体运动方程、结构运动方程以及流-固界面处的有限元方程,通过有限元方程,建立了简单浅海海洋环境的有限元几何模型。在数值模型的周围施加无反射边界条件用来模拟无限海域;在流-固交界面处施加流-固耦合条件,用来模拟海水和海底介质的相互作用,进而对点声源作用下引起的海底地震波进行了仿真。通过提取地震波场的有效数据,对横波、纵波、Scholte波进行了分析研究。对海底舰船地震波在基岩、砂岩、沙土三种不同海底介质中的传播规律进行了研究。分别在海底界面处水平方向和界面以下垂直方向上,对海底地震波在水平分量和垂直分量上的传播和衰减特性进行了分析研究,得到了在流-固界面处,纵波在各个波列中传播速度最快,且随着距离的增加,其振幅按1/r²衰减;横波的传播速度介于纵波和Scholte波之间,且振幅也按...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1OBS测量系统布置

图1.1OBS测量系统布置Fig.1.1OBSmeasurementsystemlayout（a）地震波时域波形（a）Timewaveformofseismicwaves

图1.2海底地震波时域波形与质点运动轨迹

-3-（b）质点运动轨迹（b）Particlemotiontrajectory图1.2海底地震波时域波形与质点运动轨迹Fig.1.2TimeDomainWaveformandParticleTrajectoryofSeabedSeismicWav....

图2.1流体微元Fig.2.1FluidMicroelement当流体不可压缩时，K→∞，C→∞，得到：

Kpzwyvxu=++K为流体的压缩模量。式（2-2），把式（2-1）代入，得到如下式子：=++pzKpypxpρ222222为：0122=pCpρKC=为流体的压缩波速度。

图2.2流体域的边界Fig.2.2Fluiddomainboundaries

中：为流体域体积。将上式用Green公式化为：01*2**ΩΩ=ΩΩddpdCSnpNSNpN中：S为流体域的边界面积。把式（2-12）带入到上式中，可以得到01***1*21=Ω+Ω....

本文编号：3938982