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一种水平变化可穿透波导中声传播问题的耦合简正波方法
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:O422[理学—声学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11125420,11174312);中国科学院知识创新工程资助的课题~~
  • 相关项目:过渡海域的声场时空相关特性研究
中文摘要:

通过利用标准简正波程序KRAKEN计算本地简正波解及耦合矩阵,进一步发展了求解水平变化波导中声场的全局矩阵耦合简正波方法(Luoetal.,"A numerically stable coupled-mode formulation for acoustic propagation in range-dependent waveguides,"Sci.China-Phys.Mech.Astron.55,572(2012)),使得该方法可以处理具有可穿透海底及随深度变化声速剖面等实际问题,并提供声场的完全双向解.本文还给出了双层波导中耦合矩阵的解析表达式,并利用其验证了本方法中耦合矩阵数值算法的精度.最后,利用改善后的全局矩阵耦合简正波模型(DGMCM)计算了美国声学学会(ASA)提出的可穿透楔形波导标准问题,将所得数值解与参考解比较,结果表明DGMCM方法可以精确处理水平变化波导中声传播实际问题.

英文摘要:

The coupled-mode method based on the direct global matrix (DGMCM) approach for sound propagation in range-dependent waveguides [Luo et al., "A numerically stable coupled-mode formulation for acoustic propagation in range-dependent waveguides," Sci. China-Phys. Mech. Astron. 55, 572 (2012)] is further developed. The normal mode model KRAKEN is adopted to provide local modal solutions and their associated coupling matrices. As a result, the model DGMCM is capable of providing full two-way solutions for the two-dimensional realistic problems characterized by a penetrable bottom and a depth-varying sound speed profile. In addition, the closed-form expressions of coupling matrices for sound propagation in a range-dependent, two-layer waveguide are proposed. The numerical solutions of the coupling matrices by DGMCM agree well with the analytical solutions. Sound propagation in a penetrable wedge is solved by the updated DGMCM model. The numerical results indicate that the updated DGMCM model is numerically stable and accurate, and can provide benchmark solutions for realistic range-dependent problems.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876