三维绝热简正波-抛物方程理论及应用

• 作者: Katsnelson Boris 张仁和 彭朝晖 李整林 秦继兴 骆文于
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 三维声传播 绝热简正波-抛物方程 内波 大陆架斜坡
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 034301-1-034301-9
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.034301

摘要

复杂海域通常存在环境参数的水平变化，这会导致声波在传播过程中发生水平折射，呈现出三维效应。利用绝热简正波-抛物方程理论进行三维声场建模，在垂直方向上使用标准简正波模型KRAKEN求解本征值和本征函数，水平方向上使用宽角抛物方程模型RAM求解简正波幅度。该模型物理意义清晰，计算效率高，但由于忽略了各号简正波之间的耦合，只适用于环境参数水平变化缓慢的问题。使用该模型分析了内波环境和大陆架楔形波导中的声波水平折射现象，结果表明，声波的水平折射将水平平面分为不同区域，每个区域内的声场结构明显不同。此外，声强在水平平面内的分布与声源频率和简正波号数有关，这种依赖关系是导致声信号频谱变化、波形畸变以及声场时空扰动的主要原因。