Page 231 - 《应用声学》2023年第2期
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第 42 卷 第 2 期               晁永胜等: 方位偶极声波远探测技术研究与应用                                           419

                                                       m/s         对于 TD1 声源激励得到的波形提取反射波后,
                               X                     5500
                0.5                                            按照式 (1) 进行运算得到传统的正交偶极四分量波
                           Y      Y                 5000
                1.0                                            形,如图3所示。
                                                      4500
                      30°      X  Yb
                1.5         Xb                                     针对四分量反射波,传统方法是对 SH 反射波
                                                      4000
                     Ӓ                                         在 0 ∼ 360 范围进行扫描,分析最大振幅角度即
                                                                  ◦
                                                                          ◦
                2.0
               x/m                                    3500     为界面走向角度,所采用的公式为                [2]
                2.5
                                                      3000
                                                                                2
                3.0                                                SH = XX cos θ − (XY + Y X) sin θ cos θ
                                                      2500
                                                                                  2
                3.5                                   2000               + Y Y sin θ,                     (4)
                4.0                                   1500     其中,θ 为反射界面的走向角度,表示界面与定义的
                      0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0  3.5  4.0
                                  y/m
                                                               正北方向顺时针夹角。图 4 为提取每一角度反射波
                                                               幅度最大值并归一化得到的曲线,图中最大振幅对
                        图 2  三维数值模型 x-y 剖面
               Fig. 2 The x-y section of 3D numerical simulation  应于界面走向角度,对比图 2 的模型,可见处理结果
               model                                           与模型一致,但存在180 的不确定性。
                                                                                    ◦
                         4.0                                     4.0
                         3.8                                     3.8
                       ູᅾ/m  3.6                               ູᅾ/m  3.6

                         3.4                                     3.4

                         3.2                                     3.2
                         3.0                                     3.0
                            0       2        4        6            0        2        4        6
                                         ௑ᫎ/ms                                   ௑ᫎ/ms
                                         (a) XX                                  (b) XY
                         4.0                                     4.0

                         3.8                                     3.8
                       ູᅾ/m  3.6                               ູᅾ/m  3.6

                                                                 3.4
                         3.4
                         3.2                                     3.2

                                                                 3.0
                         3.0
                            0       2        4        6            0        2        4        6
                                         ௑ᫎ/ms                                   ௑ᫎ/ms
                                         (c) YX                                  (d) YY
                                                 图 3  正交偶极四分量反射波
                                        Fig. 3 Four component reflections of cross dipoles


                 采用错位 45 的正交偶极源进行第二次模拟,                        XbX1 和XbX2的波形。如图5所示,XbX2的波形
                            ◦
             如图 2 模型所示,偶极 Xb 和 Y b 为图示方向,由于                    到时稍早于 XbX1,即X1 和Y 2 一侧的接收器首先
             走向角度和 Xb 源方向更为接近,因此其同向分量                          接收到波形,然后反射波传播到 Y 1 和 X2 一侧,因

             代表了 SH 反射波,走向角度可换算成 2 个方位角                        此反射波的方位应该在 330 ,这与模型一致,验证
                                                                                        ◦
             度 150 和 330 ,根据前文所述方法,进一步分析                       了错位偶极区别方位不确定方法的正确性。需要指
                         ◦
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