基于拋物方程的三維聲傳播模型建模研究.pdf

1、聲傳播模型是水聲學(xué)研究的重要領(lǐng)域，精確的聲傳播模型對(duì)于水聲信號(hào)處理有重要意義。海底地形及海洋環(huán)境參數(shù)是三維變化的，而常用的聲場(chǎng)計(jì)算方法多只考慮1D（只考慮深度維度）或2D（深度維、距離維）的參數(shù)變化，涉及到3D問(wèn)題時(shí)，通常用多個(gè)2D平面去擬合一個(gè)3D模型，該方法并不考慮水平折射問(wèn)題，即各傳播平面之間聲場(chǎng)的耦合問(wèn)題，從而忽視了3D效應(yīng)。實(shí)際應(yīng)用中，3D效應(yīng)在水平環(huán)境參數(shù)變化的遠(yuǎn)距離傳播聲場(chǎng)中尤為明顯，不能忽略。
　　基于拋物方程的聲

2、場(chǎng)建模方法對(duì)聲傳播方程運(yùn)用單向傳播和遠(yuǎn)場(chǎng)近似，環(huán)境參數(shù)耦合在步進(jìn)求解中，適用于2D及3D參數(shù)依賴傳播模型建模，其中赫姆霍茲根式算子中同時(shí)考慮距離和角度維則為3D模型。而現(xiàn)有考慮3D情況的模型中，近似算子精度和模型計(jì)算效率都有待進(jìn)一步提升。本文開(kāi)展了基于拋物方程的三維聲傳播模型的建模研究，主要工作如下：
　?。?）提出了一種赫姆霍茲根式的高階近似方法，即含偏導(dǎo)算子和相速異常交叉項(xiàng)的根式三階泰勒展開(kāi)，并對(duì)這一近似算子的性能進(jìn)行了理論分