复杂地形对风关海洋环境噪声特性影响

发布时间：2024-03-25 05:53

　　海山/岛礁附近的海底地形往往复杂多变,起伏海底对海洋波导中的声传播具有重要影响,使海底地形多变海域的海洋环境噪声建模和仿真计算的难度增加。本文采用射线理论的N×2D和3D三维算法,依据变化海底地形海域的地形数据,建立了复杂海底地形海域的风关海洋环境噪声模型。模型的计算结果表明:在负梯度声速剖面条件下,接收点各方位扇区的海洋环境噪声级和垂直指向性,在海山/岛礁方位与平坦海底方位的结果明显不同;距海山/岛礁较近接收点的总噪声级略高于较远的接收点;在声速不随距离和方位变化的情况下,N×2D三维近似和3D算法所得到的风关噪声级的深度分布、噪声垂直指向性,以及扇区风关噪声级和垂直指向性虽有所区别,但变化趋势相同,对于复杂地形海域如水平方向声速不发生剧变,当计算时间有限制时,可选用N×2D算法计算风关海洋环境噪声特征。

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【部分图文】：

图1水平方位分区示意

式中ψj和ψl是0～2π均匀分布的随机数,代表距离和方位2个方向的随机相位信息。噪声场空间分布特征通常用两点声场复共轭积的系综平均表示,称为噪声互谱密度,它代表了噪声场的空间特性,定义为:

图2海底地形、接收位置和计算范围

依据海底地形数据,选取某海山/岛礁海域用于数值仿真计算海洋环境噪声特性,其海底地形见图2,垂直接收阵所在位置用★表示,该处海深为1368m;考虑50km范围(在图中使用圆形标注)内的海面噪声源进行模型仿真计算,接收点正北方向的方位角为0°,按1°的步长将360°方位角沿顺时....

图3声速剖面

图2海底地形、接收位置和计算范围2.2不同方位的声传播损失

图4不同方位角区间的海底地形

图4是不同方位区间的海底地形变化图,方位范围分别为144°～160°、200°～220°、300°～320°,对应方位区间内最高海山的高度分别约为1300、600和150m。图5分别是N×2D算法计算的不同方位角区域内声源深度为200、800m时,3条不同掠射角度的声线轨迹....

本文编号：3938636