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水下低频球面声波近场与远场散射特性研究

张 健 周奇郑 王德石

张 健, 周奇郑, 王德石. 水下低频球面声波近场与远场散射特性研究[J]. 水下无人系统学报, 2020, 28(5): 487-495. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2020.05.003
引用本文: 张 健, 周奇郑, 王德石. 水下低频球面声波近场与远场散射特性研究[J]. 水下无人系统学报, 2020, 28(5): 487-495. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2020.05.003
ZHANG Jian, ZHOU Qi-zheng, WANG De-shi. Near-field and Far-field Scattering Characteristics of Underwater Low-frequency Spherical Acoustic Wave[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2020, 28(5): 487-495. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2020.05.003
Citation: ZHANG Jian, ZHOU Qi-zheng, WANG De-shi. Near-field and Far-field Scattering Characteristics of Underwater Low-frequency Spherical Acoustic Wave[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2020, 28(5): 487-495. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2020.05.003

水下低频球面声波近场与远场散射特性研究

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2020.05.003
基金项目: 国家自然科学基金(11602300).
详细信息
    作者简介:

    张 健(1996-), 男, 在读硕士, 主要研究方向为水下声学散射.

  • 中图分类号: TJ63034 TB566

Near-field and Far-field Scattering Characteristics of Underwater Low-frequency Spherical Acoustic Wave

  • 摘要: 为研究水下低频声波的散射机理, 推导出了低频球面声波近场与远场散射声压的统一渐近解。首先, 给出了低频球面声波遇到软、刚性阻抗等球形障碍物散射声压的无穷级数解; 结合低频、近场和远场的假设条件, 合理选取无穷级数解中球Bessel函数、球Hankel函数的近似形式, 分别推导出了近场和远场散射声压的渐近解; 在声源距散射体较近的假设条件下, 推导出了近场和远场散射声压的统一渐近解。以此为基础, 研究了低频球面声波的近场和远场散射特性, 研究表明: 低频球面声波的散射声压可以表示为单极子声源和偶极子源的叠加, 推导出的统一渐近解与经典解在低频条件下能够保持一致; 声源距障碍物较近、接收点距声源或障碍物较远时, 软球体的回声强度为圆形, 而刚性球体和阻抗球的回声强度为葫芦形; 声源距障碍物较远、接收点距声源较近时, 回声强度与其形状有关。研究结果可为水下目标的低频探测、低频声波散射的控制提供理论参考。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-24
  • 修回日期:  2019-08-29
  • 刊出日期:  2020-10-31

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