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。結合經典的Kirchhoff近似和微擾方法，本文研究了小斜率近似方法用于計算海面及Biot模型下的非相干散射，詳細推導了將該方法應用于狄雷赫雷邊界條件及Biot模型，并進行了驗證計算。 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。當聲波頻率較高時，二階的小斜率近似等同于Kirchhoff近似。通過

2、仿真并對比小斜率近似與積分方程嚴格解在一維自由邊界表面的最低階非相干散射計算結果，驗證了該方法的正確性。仿真時使用的均方根表面斜率接近45°。 結果表明，對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能夠很好地與積分方程嚴格解相吻合。其吻合的范圍取決于均方根表面斜率、表面相關半徑及入射角。 在此基礎之上，本文將該方法推廣運用于Biot模型下的海底散射計算，并給出了在高斯譜起伏條件下的計算結果。研究證明，