水中氣泡分布的聲學(xué)反演方法研究.pdf

1、表面破碎波將空氣卷入海水中,在海表形成氣泡層。氣泡是海水中主要的散射體之一,氣泡會對聲波造成散射和衰減,影響聲波在海水中的傳播。同時,氣泡生成或振動時產(chǎn)生的聲音是海洋環(huán)境噪聲的重要來源之一。另外海表及次表層氣泡在物理海洋學(xué)研究中也有重要的作用,會影響海氣之間的熱量交換。因此,海表氣泡分布的研究對聲傳播和海洋環(huán)境噪聲的研究有十分重要的意義。
　　 研究氣泡的方法主要有聲學(xué)方法和光學(xué)方法,本文采用聲學(xué)方法進(jìn)行氣泡分布反演研究。首先分

2、析了氣泡的聲學(xué)特性,推導(dǎo)了氣泡分布和聲衰減之間的關(guān)系公式,并總結(jié)分析了利用聲數(shù)據(jù)反演氣泡分布的方法——Medwin共振估計法。當(dāng)氣泡半徑較大時,Medwin共振估計法在反演氣泡分布時存在一定反演誤差,在高空隙率時,共振估計反演的氣泡分布偏離真實氣泡分布。對此,本文在其反演過程中分別對低空隙率和高空隙率情況下進(jìn)行了改進(jìn),引入聲速修正和Andreeva-Weston(AW)模型修正。由數(shù)值模擬處理結(jié)果可見,改進(jìn)的共振估計法能夠得到更準(zhǔn)確的氣