气泡线性振动时近海面气泡群的声散射

作者：范雨喆; 李海森; 徐超; 陈宝伟^*; 杜伟东

来源：声学学报(中文版), 2019, 44(03): 312-320.

DOI：10.15949/j.cnki.0371-0025.2019.03.005

• 气泡群
• 谐振频率
• 散射特性
• 孔隙率
• 气泡尺寸
• 声散射
• 线性振动

海洋中的不同成因的气泡群是常见的水下声学目标及声呐混响源,因此对水下气泡群进行声学建模意义重大。利用有效媒质理论描述气泡群内部的相速度及声衰减变化,并考虑到海洋中气泡群往往产生于不同界面附近,进一步利用球面波叠加原理描述海面对气泡群散射声波的再辐射,导出了平海面作用下气泡群声散射截面的一般表达式,建立了其声散射模型,研究了单一尺寸及混合尺寸气泡群的声学特性。数值分析表明,气泡群的谐振频率会随其半径或孔隙率增加而降低;由于海面的存在,气泡群声散射截面会随频率进行周期性变化,且随气泡群远离海面,这一变化逐渐加剧。此外,若气泡的黏滞阻尼项在全部阻尼项中占比较高,气泡群声散射强度会在谐振频率附近存在起伏振荡。该模型可为近海面鱼群、气泡羽流及海底泄漏的甲烷气体的声学建模提供一定的理论基础。

• 单位
  工业和信息化部; 哈尔滨工程大学