發(fā)布時(shí)間：2024-05-21 21:35

　　研究海底沉積物的特性在軍事和民用上具有重大的意義，利用聲學(xué)手段獲取沉積物特性參數(shù)逐漸成為海洋研究的重要內(nèi)容。為了實(shí)現(xiàn)沉積物特性參數(shù)的獲取，本文以沙質(zhì)沉積物為對象，在實(shí)驗(yàn)室條件下研究了沉積物特性參數(shù)反演方法和地聲參數(shù)測量方法。 本文提出的反演方法是以Biot理論為基礎(chǔ)建立基于等效密度流體近似的聲反射模型，通過對反演問題優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)反射損失構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，配合小生境遺傳算法來實(shí)現(xiàn)的，并且分別通過仿真算例和利用實(shí)測反射損失數(shù)據(jù)反演證明了該方法的有效性。對于反演效果，孔隙度、顆粒質(zhì)量密度和聲速的反演精度較高，平均顆粒粒度與衰減系數(shù)的反演精度次之，顆粒體積彈性模量的反演結(jié)果不確定度最大。 對于沉積物地聲參數(shù)測量，本文研究了基于脈沖壓縮技術(shù)的寬帶測量方法，包括寬帶測量原理闡釋，測量方法的仿真研究，最后在實(shí)驗(yàn)室中對沉積物樣品進(jìn)行測量，通過寬帶測量結(jié)果與窄帶測量結(jié)果的比較證明了方法的可靠性。該方法的好處是大大提高了測量效率，減小了數(shù)據(jù)處理的工作量；缺點(diǎn)是測量頻帶邊緣處的結(jié)果不可信，且對發(fā)射換能器的工作性能要求較高。

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1Richardson和Briggs的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖

圖1.1Richardson和Briggs的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖容物特性參數(shù)反演方法和地聲參數(shù)測量方法。對于孔隙彈性體，以Biot理論為基礎(chǔ)，建立了基于等研究了用于反演沉積物特性參數(shù)的小生境遺傳積物樣品的特性參數(shù)進(jìn)行了反演；對于地聲參數(shù)寬帶測量方法，即通過一次測量就可以得到測....

圖4.1反射損失測量實(shí)驗(yàn)布放圖

數(shù)據(jù)反演樣品的特性參數(shù)。4.1實(shí)驗(yàn)概述圖4.1為測量不同掠射角下沉積物反射損失實(shí)驗(yàn)布放圖，水池底部均勻鋪設(shè)細(xì)沙，沙樣品的尺度為4m×2.4m×0.3m。水池中水深1.71m，沙-水界面較為平整，可以忽略界面粗糙引起的散射。聲源和水聽器分別固定在兩個(gè)滑動(dòng)架上，距沙底0.4m，兩者....

圖5.2脈沖壓縮信號處理流程圖

001Δ=+dcccpωφ(5-8)[]ln()8.686αHjωdpr=(5-9)式中Δφ為兩次接收到信號的相位差，衰減系數(shù)pα的單位是dB/m。從式(5-8)和(5-9)中可以看出，只要獲得兩次接收到信號的頻譜并將二者相比，得到二者的相位差和幅度....

圖5.14聲速、衰減系數(shù)測量實(shí)驗(yàn)布放圖

90kHz-160kHz寬帶LFM脈沖信號，通過Hamming窗處理進(jìn)行幅度調(diào)制，并下載到信號源中，其時(shí)域波形如圖5.15所示。根據(jù)圖5.14的布放方式對不同厚度的沙樣品進(jìn)行測量，經(jīng)脈沖壓縮處理得到的信號包絡(luò)如圖5.16所示，按圖中虛線位置截取直達(dá)波對應(yīng)的包絡(luò)并進(jìn)行還原，最后根據(jù)....

本文編號：3979953