声衍射相移对深海会聚区焦散结构的影响

作者：张海刚; 马志康; 龚李佳; 张明辉; 周建波

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(20): 135-151.

• 深海
• 低频声传播
• 焦散结构
• 射线-简正波

本文从射线-简正波理论出发,推导了计及衍射相移时声线跨距、传播时延与群速度的表达式,在此基础上给出了一种包含衍射相移影响的深海会聚区焦散结构计算模型.对典型深海声道中第一个上会聚区的仿真研究表明:高频条件下纯折射(refracted-refracted, RR)型会聚区有3条焦散线,海面反射(refracted surfacereflected, RSR)型会聚区有4条焦散线.通过与高频结果对比,低频条件下计及衍射相移后发现,界面反射相移引起的水平位移使RR型焦散线向靠近声源的方向水平偏移,使RSR型声线额外多产生数条焦散线,而声波以非均匀波形式传播时产生的位移使RR型焦散线向远离声源的方向水平偏移.频率升高后,声衍射效应减小,焦散结构趋于经典射线理论的计算结果.本文给出的模型物理意义清晰,计算简便准确,弥补了经典射线理论在低频条件下适用性不强的缺陷.

• 单位
  西北工业大学; 哈尔滨工程大学; 工业和信息化部