水下粗糙界面聲散射建模研究.pdf

1、散射是研究水聲傳播中多種現(xiàn)象的重要基礎(chǔ)。結(jié)合經(jīng)典的Kirchhoff近似和微擾方法，本文研究了小斜率近似方法用于計(jì)算海面及Biot模型下的非相干散射，詳細(xì)推導(dǎo)了將該方法應(yīng)用于狄雷赫雷邊界條件及Biot模型，并進(jìn)行了驗(yàn)證計(jì)算。 小斜率近似中使用的T矩陣序列可以表示為以均方根表面斜率展開的形式。其在每一階次上都是互易的，且在較小表面粗糙度條件下蛻變?yōu)槲_近似的形式。當(dāng)聲波頻率較高時(shí)，二階的小斜率近似等同于Kirchhoff近似。通過(guò)

2、仿真并對(duì)比小斜率近似與積分方程嚴(yán)格解在一維自由邊界表面的最低階非相干散射計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證了該方法的正確性。仿真時(shí)使用的均方根表面斜率接近45°。 結(jié)果表明，對(duì)于文中給出條件下的散射情況，小斜率近似方法在較大的掠射角范圍內(nèi)能夠很好地與積分方程嚴(yán)格解相吻合。其吻合的范圍取決于均方根表面斜率、表面相關(guān)半徑及入射角。 在此基礎(chǔ)之上，本文將該方法推廣運(yùn)用于Biot模型下的海底散射計(jì)算，并給出了在高斯譜起伏條件下的計(jì)算結(jié)果。研究證明，