射线稳定性参数与波导不变量  被引量:1

Ray Stability Parameter and Waveguide Invariants

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作  者:陈鹏[1,2] 林巨[1] 

机构地区:[1]中国海洋大学信息科学与工程学院,山东青岛266100 [2]海军青岛雷达声纳修理厂,山东青岛266000

出  处:《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015年第11期114-118,共5页Periodical of Ocean University of China

基  金:国家自然科学基金项目(41176033);国家重点基础研究发展规划项目(2007CB411803);国家高技术研究发展计划项目(2006AA06Z114)资助

摘  要:基于简正波理论的波导不变量在声传播特性描述中已得到广泛应用,而当环境与距离无关或存在轻微扰动时,基于射线理论的声场特性可以用一个新的物理量—射线稳定性参数来描述。本文通过简正波干涉声场数值模拟,通过分析简正波相长干涉形成的能量包传播路径与射线传播路径相互关系,利用简正波水平干涉结构距离上的周期性与射线水平跨距相等的特点,采用简洁方式证明了射线稳定性参数与简正波波导不变量间的等价性,从而在射线和简正波理论中建立了一个新的联系。对远距离射线模型声传播仿真结果的分析表明,与射线传播时间相比,射线稳定性参数作为射线理论的一个新的参数,可有效用于描述声传播特性,并能够反映海洋环境变化,应用于海洋环境参数声学反演。Characteristics of underwater sound propagation can be effectively described by waveguide invariant based on normal mode theory,and by considering that range-independent environments or environments consisting of a range-independent background on which a weak range-dependent perturbation is superimposed,characteristics of sound propagation can be described using a new parameter-ray stability parameter.In this study,by analyzing the equivalency between interference pattern of normal modes and ray path with numerical simulations and applying the relation between the cycle period of normal modes interference structure in the horizontal direction and ray cycle distance,ray stability parameter is certified more simply to be equal to normal modes waveguide invariant,then the new relation between ray and normal mode theory is constructed.Theoretical study and numerical simulations show that ray stability parameter,a new parameter in ray theory,can be used to describe the variation of marine environment and the underwater sound propagation effectively compared with the travel time,even also can be applied in the acoustic inversion of marine environment parameters.

关 键 词:射线不变量 射线稳定性参数 简正波干涉 波导不变量 

分 类 号:P733.2[天文地球—物理海洋学]

 

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