Page 146 - 《应该声学》2022年第2期

314 2022 年 3 月

2.2 反射声波探测 到时由小变大，反射波幅度则由大变小；随着方位
使用有限差分法数值模拟了铝质挡板的反射 角由 180 增加到 360 ，反射波到时由大变小，反射
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声场传播，单极子声源的主频为 10.00 kHz，8 个方 波幅度则由小变大。这是因为铝质挡板所处的方向
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向的接收器阵列独立接收声波，即采用单极子声 是方位角 0 ，离方位角 0 的接收器阵列较近，而离
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源发射和偏极子接收器接收的测量模式，得到了 8 方位角180 的接收器阵列较远，距离近反射波到时
个方向上的接收波形。图6给出了方位角0 和180 ◦ 小和幅度衰减小，距离远反射波到时大和幅度衰减
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接收到的波形，从图 6 中可以看出，接收波形包含 大。从接收单元 R8 的接收波形可以看出，反射波
了两种波形，即直达波和反射波。方位角 0 直达波 的传播规律和接收单元 R1 接收到的反射波传播规
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到时为 0.75 ms，直达波幅度为 1000，而反射波到时 律基本一致，但是比接收单元 R1 接收波形多了一
为 4.08 ms，反射波幅度为 30.08；方位角 180 直达 个二次反射波，这是因为接收单元 R8 比接收单元
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波到时和直达波幅度与方位角 0 的情况一致，而 R1 离声源的距离更远。图 8 给出了不同接收单元
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反射波到时为 4.16 ms，反射波幅度为 12.30。因此 (R1 和 R8) 的反射波方位特性，即反射波到时和反
方位角 0 的反射波到时要小于方位角 180 的反射 射波幅度对方位的敏感性，进一步说明，随着方位
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波到时，而方位角 0 的反射波幅度要大于方位角 角由 0 增加到 180 ，反射波到时由小变大，反射波
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180 的反射波幅度。图 7 给出了不同接收单元 (R1 幅度则由大变小；随着方位角由 180 增加到 360 ，
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和 R8) 周向的接收波形，从接收单元 R1 的接收波 反射波到时由大变小，反射波幅度则由小变大。从
形可以看出，随着方位角由 0 增加到 180 ，反射波 接收单元R8 的反射波到时和反射波幅度可以看出，
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ᄰ᣺ฉ Ԧ࠱ฉ ᄰ᣺ฉ Ԧ࠱ฉ
2.4 2.4
2.2 2.2
2.0 2.0
z/m 1.8 z/m 1.8
1.6 1.6
1.4 1.4
1.2 1.2
1.0 1.0

0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(a) வͯᝈ0O (b) வͯᝈ 0O
图 6 不同方向的阵列接收波形
Fig. 6 The waveform received with array receivers at different direction

ᄰ᣺ฉ Ԧ࠱ฉ ᄰ᣺ฉ Ԧ࠱ฉ
315 315
270 270
225 225
வͯᝈ/(O) 180 வͯᝈ/(O) 180
135
135
90
45 90
45
0 0
0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(a) ଌஆӭЋR1 (b) ଌஆӭЋR8
图 7 不同接收单元的周向接收波形
Fig. 7 The waveform received by different receive cells from azimuth 0 to 360 ◦
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