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1、万方数据第34卷第2期声学技术Vol.34,No.2Pt.2
2015年4月TechnicalAcousticsApr.,2015基于波阻抗的浅海地声参数反演研究祝捍皓1，朴胜春2,3，郑红1，张海刚2,3，汤云峰1（1.浙江海洋学院，舟山，316100；2.哈尔滨工程大学水声工程学院，哈尔滨，150001；哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，哈尔滨，150001）摘要：针对具有弹性海底的浅海波导环境，基于快速场方法（FFM），对波阻抗在地声参数反演中的应用进行了研究。理论研究与仿真结果均表明，相比单一的p或vz，Zz对弹性海底中各参数均有更好的敏感度，同时对两类海
2、底参数
的耦合作用具有更好的分辨力,更适用于对海底参数的反演研究。关键词：地声参数反演，弹性海底；快速场方法（FFM）；波阻抗；中图分类号：O427.1文献标识码：AResearchongeoacousticparametersinversioninshallowwaterfromacousticimpedanceZHUHan-hao1,PIAOSheng-chun2,3,ZHENGHong1,ZHANGHai-gang2,3,TANGYun-feng1(1.ZhengjiangOceanUniversity,Zhoushan,316100,China2.Coll
3、egeofUnderwaterAcousticEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin,150001,China;3.ScienceandTechnologyonUnderwaterAcousticLaboratory,HarbinEngineeringUniversity,Harbin,150001,China;)Abstract:Accordingtotheproblemofgeoacousticparametersinversioninashallowwaterenvironmentwithelasticb
4、ottom,theapplicationresearchforwaveimpedanceintheproblemhasbeendiscussedbasedonFastFieldMethod(FFM).Theoryanalysisandnumericalsimulationshowthat,comparewithsingleporvz,theZzhasbettersensitivityforeach
geoacousticparameterinelasticbottom,anditalsohashighresolutionfortwoparameters’coupl
5、ingeffect.Keywords:geoacousticinversion,elasticbottom,FastFieldMethod(FFM),Waveguideimpedance0引言11浅海声矢量场概述水声研究中，通常定义受海底影响明显的声场1.1基于快速场的浅海声矢量场模型环境为浅海波导环境。由于海底的作用，浅海声场相比深海声场更加复杂[1-3]，海底中的各类声学参数，如密度、声速与衰减等变化都将改变上层流体zsOf0r0=1.0´103kg/m3r中声场的分布，对低频、甚低频声场的作用尤其明c0=m/s1500显。声压与振速的联合处理方法在水声工程应
6、用领H=100m域的研究已经取得了大量成果[4-6]。由于在矢量声场Elasticbottom中，除声压场外，还引入振速场进行研究，两者结r30=1.8´10kg/m3合将能获得更多的声场信息。c=2000m/s=0.2dB/λapp基于上述原因，本文利用快速场算法对浅海具z有弹性海底的声矢量场进行建模，针对声矢量场中cs=800m/sa=0.2dB/λs特有的物理量——波阻抗展开深入讨论，依据波阻抗对海底各参数的敏感度，重点对其在地声参数反图1具有弹性海底的浅海声场环境Fig1Theshallowwaterenvironmentwithelasticbottom
7、演中的应用前景进行可行性分析。本文仿真环境模型选用具有弹性海底的收稿日期：2015-01-10；修稿日期：2015-03-10基金项目：国家自然科学基金重点项目资助项目（11234002）;浙江海洋学院科研启动金资助项目;作者简介：祝捍皓（1987-），男，浙江海洋学院海洋科学与技术学院讲师，研究方向为海洋声场分析。通讯作者：祝捍皓，zhuhanhao@zjou.edu.cnPekeris波导，仿真环境与波导参数如图1所示。谐和点声源频率f0；流体层中声速c0、密度ρ0，水深H；半无限弹性海底密度ρb，纵波声速cp衰减αp，横波声速cs衰减αs。利用快速场方法，图
8、1环境下万
