水声学原理课堂习题1及答案

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1、1.什么是声纳？声纳可以完成哪些任务？声音导航与测距，SoundNavigationAndRanging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。2.请写出主动声纳方程和被动声纳方程？在声纳方程中各项参数的物理意义是什么？(SL声源级-2TL传播损失+TS目标强度)=(NL海洋环境噪声级-DI接收指向性系

2、数)=DT检测阈SL-TL-（NL-DI）=DT3.在组合声纳参数中优质因数和品质因数是什么？它们的物理意义是什么？优质因数：SL-（NL-DI+DT）——对于被动声纳，该量规定最大允许单程传播损失；对于主动声纳，当TS=0时，该量规定了最大允许双程传播损失；品质因数：SL-（NL-DI）——声纳接收换能器测得的声源级与噪声级之差4.环境噪声和海洋混响都是主动声呐的干扰，在实际工作中如何确定哪种干扰是主要的？根据水文条件及声呐使用场合，画出回声信号级、混响掩蔽级和噪声掩蔽级随距离变化的曲线，如下图，

3、然后由回声信号曲线与混响掩蔽级、噪声掩蔽级曲线的交点所对应的距离来确定混响是主要干扰，还是噪声为主要干扰，如下图，rR

4、声速。9.声波在海水中传播时其声强会逐渐减少。（1）说明原因；（2）解释什么叫物理衰减？什么叫几何衰减？（3）写出海洋中声传播损失的常用TL表达式，并指明哪项反映的主要是几何衰减，哪项反映的主要是物理衰减；（4）试给出三种不同海洋环境下的几何衰减的TL表达式。解：声波传播时强度衰减原因：声波在传播过程中，波阵面逐渐扩展；海水介质的吸收和海水介质中不均匀性的散射。物理衰减是指声波的机械能转变成其它形式的能量引起的声波衰减。几何衰减是指声波传播中波阵面扩张引起声强减少。海洋中传播损失表达式为：前一项为几

5、何衰减，后一项为物理衰减。开阔水域适用表面声道和深海声道中适用计及海底吸收时浅海均匀声道适用偶极子声源远场适用10.海水中声速值从海面的1500m/s均匀减小到100m深处的1450m/s。求（1）速度梯度；（2）使海表面的水平声线达到100m深处时所需要的水平距离；（3）上述声线到达100m深处时的角度。解：1）声速绝对梯度2）恒定声速梯度时，声线轨迹是一段圆弧，圆的曲率半径关键：km如右图示，水平传播距离km3）由Snell定律知，到达100m深度时的掠射角为