從水聲物理的角度，研究聲波在水下輻射、傳播、接收等相關(guān)的聲學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律。聲學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)（彈性力學(xué)、流體力學(xué)等）、數(shù)學(xué)物理方法是水聲物理的理論基礎(chǔ)。
水聲物理基于數(shù)學(xué)物理方法，結(jié)合聲學(xué)基礎(chǔ)掌握的聲傳播理論，應(yīng)用于海水介質(zhì)，重點(diǎn)介紹海水中的聲速與吸收、折射、反射與散射、混響、水下噪聲、聲起伏等。本書講述水聲物理導(dǎo)論：通過介紹海水的聲學(xué)特性，初步構(gòu)建描述海洋中聲傳播的基礎(chǔ)理論；介紹海洋中的聲波折射，描述典型深海與淺海傳播條件下的聲場(chǎng)規(guī)律；介紹海洋中的聲波反射與散射，描述典型目標(biāo)的聲散射以及目標(biāo)強(qiáng)度；介紹海洋中的混響，構(gòu)建海洋混響理論；介紹水下噪聲，描述海洋中的環(huán)境噪聲、艦船輻射噪聲和自噪聲；介紹海洋中的聲起伏；最后，介紹水聲聲吶，將前述的水聲傳播特性通過能量形式聯(lián)系起來，建立聲吶方程，討論水聲物理對(duì)工程應(yīng)用的指導(dǎo)作用。通過這些知識(shí)的介紹，掌握聲波在海洋中傳播的基本特性及規(guī)律，在課程學(xué)習(xí)中緊密結(jié)合科研，具備一定解決水聲工程問題的能力。
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國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題，致災(zāi)生物聲學(xué)與光譜成像探測(cè)技術(shù)（濱海核電站取水區(qū)典型致災(zāi)生物立體監(jiān)控系統(tǒng)及應(yīng)用示范）
目錄
第1章 緒論1
第2章 海洋的聲學(xué)特性6
2.1 海洋中的聲速6
2.1.1 海洋中聲速的變化6
2.1.2 海洋中聲速的基本結(jié)構(gòu)10
2.2 海洋中的聲吸收14
2.2.1 純水的超吸收14
2.2.2 海水中電解質(zhì)引起的聲吸收18
2.2.3 海水中氣泡引起的聲吸收19
2.3 海底的聲學(xué)特性27
2.4 海洋生物組織的聲學(xué)特性29
本章習(xí)題33
參考文獻(xiàn)34
第3章 海洋中的聲傳播理論36
3.1 波動(dòng)方程和定解條件36
3.1.1 海水中非均勻介質(zhì)的波動(dòng)方程36
3.1.2 定解條件40
3.2 射線聲學(xué)基礎(chǔ)45
3.2.1 射線聲學(xué)的程函方程47
3.2.2 射線聲學(xué)的強(qiáng)度方程49
3.2.3 射線聲學(xué)的應(yīng)用條件52
3.3 海水分層介質(zhì)中的射線聲學(xué)53
3.3.1 聲射線彎曲53
3.3.2 聲射線軌跡55
3.3.3 聲射線的水平傳播距離57
3.3.4 聲射線的傳播時(shí)間58
3.3.5 聲射線的強(qiáng)度59
3.4 海洋生物復(fù)雜介質(zhì)的波動(dòng)聲學(xué)62
3.4.1 海洋生物復(fù)雜介質(zhì)的聲傳播理論62
3.4.2 齒鯨多相聲學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)聲波束的聯(lián)合調(diào)控64
3.4.3 海豚復(fù)雜介質(zhì)的聲阻抗匹配68
本章習(xí)題72
參考文獻(xiàn)72
第4章 海洋中的聲折射74
4.1 正聲速梯度和表面聲道74
4.1.1 表面聲道的聲傳播特性75
4.1.2 表面聲道的聲強(qiáng)特性79
4.2 負(fù)聲速梯度和反聲道80
4.3 深海躍變層84
4.4 深海聲道87
4.4.1 深海聲道的聲傳播特性88
4.4.2 深海聲道的聲傳播時(shí)間90
4.4.3 深海聲道的會(huì)聚區(qū)和聲影區(qū)92
4.5 徑向聲速梯度海水介質(zhì)中的聲傳播94
本章習(xí)題96
參考文獻(xiàn)97
第5章 海洋層狀介質(zhì)中的聲傳播99
5.1 海面對(duì)聲傳播的影響99
5.2 淺海均勻聲場(chǎng)的聲傳播102
5.2.1 硬底淺海均勻聲場(chǎng)102
5.2.2 淺海均勻聲場(chǎng)的虛源描述108
5.2.3 淺海均勻聲場(chǎng)的簡(jiǎn)正波與虛源描述的聯(lián)系110
5.2.4 淺海均勻聲場(chǎng)的聲強(qiáng)特性114
5.3 海底對(duì)聲傳播的影響116
5.4 多層介質(zhì)中的聲傳播123
5.5 水聲超材料125
5.5.1 水聲隱身斗篷126
5.5.2 水下波束形成128
5.5.3 水下拓?fù)渎晫W(xué)和吸收器130
本章習(xí)題132
參考文獻(xiàn)132
第6章 海洋中的聲散射和混響135
6.1 海洋中的聲散射136
6.1.1 懸浮顆粒的聲散射136
6.1.2 氣泡的聲散射141
6.1.3 不規(guī)則形狀目標(biāo)的聲散射145
6.1.4 水生生物的聲散射147
6.2 目標(biāo)強(qiáng)度148
6.2.1 簡(jiǎn)單形狀物體的目標(biāo)強(qiáng)度149
6.2.2 漁業(yè)資源聲學(xué)評(píng)估調(diào)查方法152
6.2.3 目標(biāo)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量153
6.3 海洋中的混響155
6.3.1 體積混響157
6.3.2 海面混響161
6.3.3 海底混響164
6.4 海豚目標(biāo)探測(cè)168
本章習(xí)題172
參考文獻(xiàn)172
第7章 海洋中的噪聲174
7.1 噪聲頻譜分析175
7.2 艦船噪聲177
7.2.1 艦船的輻射噪聲178
7.2.2 艦船的自噪聲180
7.3 海洋環(huán)境噪聲182
7.3.1 海洋中的自然噪聲182
7.3.2 深海環(huán)境噪聲譜184
7.3.3 海洋環(huán)境噪聲指向性186
7.4 海洋生物噪聲187
7.4.1 大黃魚噪聲187
7.4.2 鼓蝦噪聲189
7.4.3 海豚噪聲191
本章習(xí)題194
參考文獻(xiàn)194
第8章 聲吶方程197
8.1 聲吶方程的建立197
8.1.1 聲吶197
8.1.2 主動(dòng)聲吶方程198
8.1.3 被動(dòng)聲吶方程205
8.1.4 聲吶方程的建立206
8.2 聲吶參數(shù)與組合聲吶參數(shù)208
8.3 聲吶方程的應(yīng)用210
8.4 海豚生物聲吶簡(jiǎn)介214
8.4.1 聲源級(jí)215
8.4.2 指向性指數(shù)216
8.4.3 目標(biāo)強(qiáng)度218
8.4.4 探測(cè)閾值219
本章習(xí)題221
參考文獻(xiàn)223
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