论文部分内容阅读
海洋蕴藏着大量的的能源、生物资源和矿产资源,将会是人类未来生活的主要场地。近年来,由于人类活动和近海海域逐步开发的需求,浅海声学问题又成为了海洋声学研究的重点。潮汐是近海岸海洋环境中的重要影响因素,因此获取潮汐流流速,掌握其分布及流动规律,可以有效服务于各种海上活动。 本文基于射线理论推导了运动介质中的程函方程,建立了运动介质中的声线传播模型,通过对模型方程的求解得到声线传播轨迹和传播时间,讨论了运动介质对声线传播轨迹的影响。通过仿真实现了本征声线的跟踪和传播时间计算。在此理论模型的基础上建立双向声传播实验模型,利用声线的双向传播时间差与流速的关系构造代价函数,用量子粒子群算法得到方程的最优解,从而得到反演的流速。通过仿真验证了该方法的可行性,并分析了阵元个数、阵元间距和水平接收距离等因素对反演结果的影响。仿真结果表明,该方法能够比较精确地反演潮汐流流速。用于反演的时间参数对流速变化敏感,流速越大,反演的精度越高。而且,本文还验证了该模型适用于浅海环境下较远距离的测量。最后利用本文的流速反演方法对海试数据进行处理,反演的流速结果与测量结果非常接近,较好的反映了实验海域流速的垂直分布结构。