Page 10 - 应用声学2019年第4期

470 2019 年 7 月

[ ] [ ]
B 1 B 2
F 1 (z) + F 2 (z) F 1 (z 0 ) + F 2 (z 0 )
∫
∞
A 1 A 2 (1)
ψ(r, z) = [ ] · H 0 (µr)µdµ, 0 < z < z 0 , (2)
B 1 B 2
−∞
W(F 1 , F 2 ) −
A 1 A 2
[ ] [ ]
B 1 B 2
F 1 (z 0 ) + F 2 (z 0 ) F 1 (z) + F 2 (z)
∫
∞
A 1 A 2 (1)
ψ(r, z) = [ ] · H 0 (µr)µdµ, z 0 < z < H, (3)
B 1 B 2
−∞
W(F 1 , F 2 ) −
A 1 A 2
其中，
′
′
W(F 1 , F 2 ) = [F 1 (z 0 )F (z 0 ) − F (z 0 )F 2 (z 0 )] , (4)
2 1
B 1
符号撇表示微分， 与 B 2 分别由式(5)和式(6)确定：
A 1 A 2
B 1 F 1 (µ, 0) 1 F 1 (µ, 0)
= − = · , (5)
A 1 F 2 (µ, 0) V s F 2 (µ, 0)
[ ]
′
G (H) + 1 dρ 1 (H) ρ 1 (H) F (H)
′
1
1
B 2 G 1 (H) 2ρ 1 (H) dz − ρ 0 · F 1 (H) F 1 (H) F 1 (H) (6)
= −[ ] · = V b (µ) · ,
′
′
A 2 G (H) + 1 dρ 1 (H) − ρ 1 (H) F (H) F 2 (H) F 2 (H)
1
2
·
G 1 (H) 2ρ 1 (H) dz ρ 0 F 2 (H)
其中，G 1 (z) 为满足熄灭条件的解；V s 、V b 分别为海 图 2及式(7)。
面和海底反射系数。 由 图 2 可 见， 反 演 得 到 的 等 效 地 声 参 数
eff
由式 (6) 所示 B 2 /A 2 可视为 “广义反射系数”， [m] (f s ) 的真实物理含义由图 2 中最终等式 (同
A
当 H 处于 WKB“亮区” 或对于 SRBR(海面反射 -海 式(7))来体现：
底反射) 及RBR(海面折射 -海底反射) 模函数，则退 R A eff
V (f s ; [m] R ) = V (f s ; [m] (f s )), (7)
A
b
b
化为常规反射系数；若海底为均匀半空间，则退化为
即在给定的频率 f s 下，格林函数的匹配并不要求地
式(1a)之瑞利反射系数。
声参数一对一的匹配，而只需地声参数组合对应的
2 “布氏反射系数”原理及“等效地声参数” 反射性能相匹配，即通过 MFP 得到的 “等效” 地声
的物理意义
ᄾࠄᄊڡܦവی(Җ᭧) Ϝ᝺ᄊڡܦവی(Җ᭧)
近 年 来， “场 匹 配”(Matched field process, ԣᄱऄᄊԠ஝ጸՌ[m] R ԣᄱऄᄊԠ஝ጸՌ[m] A
MFP) 在声源定位、环境监测及参数反演中得到
ฉүவሮ
极大发展。“场匹配” 处理所需两方面的快速运算：
数值声场算法和全局最佳搜索算法 (模拟退火及遗 ࠫऄᄊಫ౤Ѧ஝ ၹ̆Ӝᦡᄊૂ᠅ڤ
传算法等) 均已成熟。20 世纪 80 年代以来，出现了 G([r]; f s ; [m] R ) G([r]; f s ; [m] A )
R
A
G([r]; f s; V b (f s; [m] R)) G([r]; f s; V b (f s; [m] A))
大量的基于 MFP 方法的地声参数反演工作。然而，
MFP 是一种建立在地声模型基础上的方法 (Model
based)，通常采用的假设地声模型与真实的地声模 MFP
型有差别，因而通过 MFP 搜索得到的地声参数 (等
A
R
效参数)无法与真实的地声参数一一对应。 V b (f s ; [m] R )=V b (f s ; [m] A eff (f s ))
这样一来，如何正确理解 “等效参数”以及如何
图 2 通过场匹配流程认识 “等效地声参数” 的物理
克服模型失配的问题提到日程 [11−12] 。由于 MFP 含义
是对声场的格林函数进行匹配，首先要弄清楚的就 Fig. 2 Understanding the physical meaning of “ef-
是地声参数在预报格林函数过程中的地位和作用， fective” GA parameters through the progress of
而 “布氏反射系数” 原理正确回答了这个问题，见 matched field processing