海洋声学基础讲义-吴立新.doc

海洋声学基础——水声学原理 绪论 各种能量形式中，声传播性能最好。在海水中，电磁波衰减极大，传播距离有限，无法满足海洋活动中的水下目标探测、通讯、导航等需要。 声传播性能最好，水声声道可以传播上千公里，使其在人类海洋活动中广泛应用，随海洋需求增大，应用会更广。 §0-1节 水声学简史 1490年，意大利达芬奇利用插入水中长管而听到航船声记载。 1827年，瑞士物理学家D.colladon法国数学家c.starm于日内瓦湖测声速为1435米每秒。 1840年焦耳发现磁致伸缩效应 1880年居里发现压电效应 1912年泰坦尼克号事件后，L.F.Richardson提出回声探测方案。 第一次世界大战，郎之万等利用真空管放大，首次实现了回波探测，表示换能器和弱信号放大电子技术是水声学发展成为可能。（200米外装甲板，1500米远潜艇） 第二次世界大战主被动声呐，水声制导鱼雷，音响水雷，扫描声呐等出现，对目标强度、辐射噪声级、混响级有初步认识。（二战中被击沉潜艇，60%靠的是声呐设备） 二、三十年代——午后效应，强迫人们对声音在海洋中的传播规律进行了大量研究，并建立起相关理论。对海中声传播机理的认识是二次大战间取得的最大成就。 二战后随着信息科学发展，声呐设备向低频、大功率、大基阵及综合信号处理方向发展，同时逐步形成了声在海洋中传播规律研究的理论体系。 1、1945年，Ewing发现声道现象，使远程传播成为可能，建立了一些介质影响声传播的介质模型。 2、1946年，Bergman提出声场求解的射线理论。 3、1948年，Perkeris应用简正波理论解声波导传播问题。 4、50-60年代，完善了上述模型（利用计算技术）。 5、1966年，Tolstor和Clay提出声场计算中在确定性背景结构中应计入随机海洋介质的必要性。