Page 91 - 《应用声学》2021年第5期

第 40 卷 第 5 期 胡平等： 浅海内波环境下声场时间相关特性 735

0.20 0.20

0.15 0.15
ഐဋ ഐဋ
0.10 0.10

0.05 0.05

0 0
0 0 100 200 300 400 0 0 100 200 300 400
ᄱТӧय़/min ᄱТӧय़/min
(a) ጳভЯฉరᫎ22.6 mଌஆ (b) ጳভЯฉరᫎ64.6 mଌஆ

0.4 0.4

0.3 0.3
ഐဋ 0.2 ഐဋ 0.2

0.1 0.1

0 0
0 0 20 40 60 0 0 20 40 60
ᄱТӧय़/min ᄱТӧय़/min
(c) ߤቡߕЯฉరᫎ22.6 mଌஆ (d) ߤቡߕЯฉరᫎ64.6 mଌஆ

图 4 声场时间相关半径实验数据统计结果
Fig. 4 The experimental statistics of sound field time correlation length

2 声场时间相关半径统计特性仿真分析 剖面转化为沿声传播路径方向随空间变化的声速
场，即
2.1 仿真环境
r = r 0 + v(t − t 0 ), (4)
仿真环境计算中，考虑实验中水平变化的水文
环境，采用抛物方程模型 RAM [14] 进行数值仿真。 式 (4) 中，r 0 为温度链的位置 (以声源 O 1 站位为参
环境设置如图 5 所示，海底地形如图 1(b) 所示，声 考零点)，对于O 1 站点的温度数据取r 0 = 0 m处，对
源深度 108 m，信号频带 175 ∼ 225 Hz，接收距离 于 S 1 站点的温度数据取 r 0 = 14.8 km 处；v 是声传
14.8 km，垂直接收阵列覆盖了海面到海底全深度。 播路径上孤立子内波的传播速度，前文已求得此次
海底底质等参数来源于同一海区海底参数反演结 实验中v = 0.77 m/s。

果 [15] ，即海底声速1595.5 m/s，海底密度1.7 g/cm ，
3
衰减系数0.39 dB/m。 0 m ๒᭧
收发距离上的声速场采用短时冻结海洋模型 ܦᤴҖ᭧ ଌஆ᫼
 ρ  =1.0 g/cm ๒ඵ
3
的方法估算，即利用温度链测量的温度剖面数据 α =0 dB/m
ܦູ
来构建动态海洋环境声速场。仿真中盐度数据以 110 m
ොሥࡏ
3
及海底与海面附近的声速来源于 S 1 站点温盐深仪 ρ  =1.7 g/cm
α =0.39 dB/m
(Conductivity, temperature, depth, CTD) 的测量 c =1595.5 m/s
数据。由以上温盐压数据代入海洋声速的经验公
图 5 声场仿真环境与参数
式 [16] 可得到此站点各时刻的声速剖面，再根据传 Fig. 5 Environment parameters of sound field
播信道方向上孤立子内波的传播速度，将以上声速 simulation