海底采矿环境下声场建模及实验设计

• 作者: 姬雅倩 王艳丽 罗柏文 赵海鸣 韩奉林
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 海底采矿 声压 KZK方程 混浊海水 声衰减
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 页码范围: 1409-1417
• 页数: 9页
• 字数: 687字
• 语种: 英文

摘要

针对海底采矿环境下,悬浮泥沙对换能器声场分布影响严重的问题,基于 KZK (Khokhlov-Zabolotkaya-Kuznetsov)方程,提出了混浊水域中声场分析方法.首先,对清洁水域声吸收和悬浮泥沙引起的粘滞声吸收进行分析,并由此建立采矿环境下声衰减系数随频率变化的规律曲线.然后,利用MATLAB,通过KZK方程的频域求解方法,对清洁水域和混浊水域中换能器轴向声场进行数值计算.仿真结果表明,悬浮泥沙对近场距离内轴向声压的影响不大,而随着距离的增大,换能器轴向声压幅值很快衰减,悬浮泥沙使远场区声压幅值严重降低.模拟采矿实验测量频率为200 kHz,波束角为7.5°换能器的轴向声压分布,结果表明,仿真结果与实验结果的一致性较好,KZK方程可以有效描述混浊水域中的声场分布.