斜入射下阻抗梯度变化介质的声学特性研究

论文摘要

针对以往使用的橡胶等均匀介质做潜艇覆盖层不能同时满足阻抗匹配、介质阻抗连续变化这两个条件,本文提出一种带有阻抗渐变特性的材料应用于消声覆盖层,开展了该材料的水中声学特性研究,建立了其内部声传播机理,突出了阻抗梯度变化介质水中声学性能,该研究内容对提高声呐探测性能和潜艇的作战能力具有重要意义。设计了阻抗连续梯度变化的介质,建立了声波垂直入射条件下阻抗梯度变化介质中的声传播模型。对比了不同阻抗分布介质的声学特性,对阻抗梯度变化介质反射系数相位进行仿真分析,研究了边界阻抗失配对介质声学特性的影响。通过对介质密度分析,考虑声速恒定和声速变化两种情况,建立了声波斜入射阻抗梯度变化介质的声学特性理论模型。在声波斜入射的条件下,比较了声波以不同入射角入射阻抗梯度变化介质时的声学特性。仿真研究了阻抗梯度变化介质的物理参数对其声学特性的影响,并对阻抗梯度变化介质反射系数相位进行仿真研究。最后,通过沉降法、共混法制备相关实验样品,在脉冲声管测量声波垂直入射下样品的声学特性,比较了不同阻抗分布、厚度介质的声学特性,并测量了声波斜入射下阻抗梯度变化介质的声学特性,为阻抗梯度变化材料在工程中的实际应用提供了理论与实验研究基础。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本主要工作及研究内容
• 第2章 声波垂直入射介质声反射研究
•   2.1 声波垂直入射阻抗梯度变化介质声传播模型
•     2.1.1 声传播规律
•     2.1.2 介质声学性能
•   2.2 阻抗梯度变化介质声学特性仿真
•     2.2.1 均匀介质与阻抗梯度变化介质声学特性比较
•     2.2.2 阻抗分布选取
•   2.3 阻抗梯度变化介质反射系数相位特性分析
•     2.3.1 单层介质反射系数相位特性分析
•     2.3.2 阻抗梯度变化介质反射系数相位特性分析
•   2.4 阻抗梯度变化介质与分界面阻抗失配
•     2.4.1 阻抗梯度变化介质与水层分界面阻抗失配
•     2.4.2 阻抗梯度变化介质与钢层分界面阻抗失配
•     2.4.3 阻抗梯度变化介质与两侧介质分界面阻抗均失配
•   2.5 本章小结
• 第3章 声波斜入射介质声反射研究
•   3.1 声波斜入射阻抗梯度变化介质声传播模型
•     3.1.1 声传播规律
•     3.1.2 介质声学性能
•   3.2 声速恒定条件下介质声学特性仿真
•     3.2.1 介质密度分布对声学特性的影响
•     3.2.2 声波入射角度对声学特性的影响
•     3.2.3 介质厚度对声学特性的影响
•     3.2.4 介质声速对声学特性的影响
•   3.3 声速变化条件下介质声学特性仿真
•     3.3.1 声波入射角对声学特性的影响
•     3.3.2 介质厚度对声学特性的影响
•   3.4 阻抗梯度变化介质反射系数相位研究
•     3.4.1 均匀介质反射系数相位
•     3.4.2 阻抗梯度变化介质反射系数相位
•   3.5 本章小结
• 第4章 阻抗梯度变化介质声学特性实验
•   4.1声波垂直入射介质声学特性实验
•     4.1.1 实验概况
•     4.1.2 实验原理
•     4.1.3 实验步骤
•     4.1.4 实验结果
•   4.2 声波斜入射介质声学特性实验
•     4.2.1 实验概况
•     4.2.2 实验原理
•     4.2.3 实验步骤
•     4.2.4 实验结果
•   4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王沫然

导师: 李思纯

关键词: 阻抗梯度变化介质,声学特性,脉冲声管

来源: 哈尔滨工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,社会科学Ⅰ辑

专业: 物理学,军事

单位: 哈尔滨工程大学

分类号: O427;E11

总页数: 82

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