平面冰层覆盖下水中声传播损失特性分析

理论计算了冰层的声波反射系数,分析了平面冰层覆盖下水中声传播损失特性。将冰层视作平面覆盖层,建立了"空气-冰层-水"结构的冰层反射物理模型,结合冰中的物理声学参数,得到冰层反射系数;利用Bellhop海洋声学传播模型得到冰层覆盖下声场的传播损失,对比分析了传播损失与声波频率、声源深度的关系;结合冰层反射系数计算结果,解释了冰下信道具有频率选择性的原因。结果表明,冰层覆盖下声场传播具有明显的频率选择性,这种频率选择性是由声波频率和冰层厚度共同决定的。     

Effect of Temperature on the Acoustic Reflection Characteristics of Seafloor Surface Sediments

Because the sound speeds of seawater and seafloor sediment both increase with temperature,the influence of tempera-ture on the bottom reflection characteristics of seafloor sediments needs to be investigated.Based on the calculation of the temperature-controlled experimental measurement data of typical seafloor surface sediment samples,the temperature-dependent acoustic characteristics,including acoustic impedance,acoustic impedance ratio between surface sediment and seawater,and reflection coefficient,were analyzed.The effective density fluid model was used to analyze and explain the reflection coefficient variation of surface sediments with temperature and predict the dispersion characteristics.Results show that the acoustic impedance of the seabed sediment increases with temperature,whereas the acoustic impedance ratio and acoustic reflection coefficient slightly decrease.The acoustic impedance,acoustic impedance ratio,and acoustic reflection coefficient of sandy,silty,and clayey sediments vary similarly with tem-perature variation.Moreover,the influence of temperature on these acoustic characteristics is independent of detection frequencies.     

GPZ5-3型晶体管回答器原理及使用方法

回答器是高空探测仪器的组成部分。长期以来我国一直使用以电子管为主要元器件的回答器,目前在回答器的关键元器件中,晶体管替代电子管已由趋势变为现实。中国气象局从１９９７年起在全国范围内推广使用晶体管回答器。作者从原理、性能测试以及正确使用方法等方面对晶体管回答器作了介绍     

Sea-floor positioning with global positioning system–acoustic link system

The present study describes a new system designed and developed for observing crustal deformation on the sea floor. The system consists of two parts, the kinematic positioning by global positioning system (GPS) and acoustic ranging techniques. Since the location of a site at the ocean bottom relative to a reference site on land cannot be determined directly, the procedure was divided into two steps. First, the position of a vessel was determined using differential and kinematic GPS techniques, and then the position of a reference point at the ocean bottom was located relative to the vessel using the acoustic ranging technique. Thus, the location of the ocean-bottom station is determined relative to the reference sites on land in the global reference system. The accuracy was tested in several ways. In one experiment, a buoy was used as the surface station which linked the positions of a GPS receiver to the acoustic transponder. Assuming a simple sound velocity profile of the seawater, the position of an ocean-bottom reference point was estimated with an accuracy of several meters. Thus, with the present system, it is difficult to observe ocean-bottom crustal deformations generated by typical plate motions. Methods are being investigated to improve the observation system for more accurate sea floor positioning.     

浅论不同应力状态下坝基层间剪切带弹性力学性质

本文以万家寨水利枢纽坝基Ｓｃｊ０８层间剪切带声波测试资料为依据,论述了不同应力状态下、剪切带弹性力学性质变化过程和机理,其成果对坝基施工过程控制和基础稳定性分析具有一定指导意义。     

用单片机实现水声遥控指令的脉冲周期编码（PTC）信号

本文介绍用单片机实现脉冲周期编码（ＰＴＣ）的电路,给出硬件和软件的配置,其特点是灵活、简单、可靠,适合用于水下传输多个声遥控指令     

电子束流激发的电子声波数值模拟

通过一维静电粒子模拟程序研究了电子束流不稳定性,其中束流电子的温度远大于背景电子的温度.结果发现,所激发的波动主要是电子声波,波动的演化经历了线性增长和非线性饱和两个阶段.在非线性饱和阶段,由于电子声波相速度随频率是变化的,它可以通过非线性相互作用将背景比较冷的电子加速到很高的能量.此外,还研究了束流电子的温度、束流电子和背景电子的相对密度以及束流电子的漂移速度对电子束流不稳定性的影响.     

地面VLF波穿透电离层的能量衰减变化

地面VLF人工源可以导致辐射带高能粒子沉降.为研究辐射带粒子加速和沉降机制,乃至实现对辐射带电子"人工控制"的设想,需要在精确计算得到VLF人工源在电离层激发电磁场能量分布的基础上,计算哨声波对辐射带电子的调制作用.以往计算VLF人工源在电离层中激发的电磁场能量分布多基于Cary给出的波导中VLF波衰减率和Helliwell提出的经典电离层吸收曲线,但近期研究表明,这些模型结果存在较为明显的误差.本研究建立了地面VLF信号穿透电离层传播的全波计算模型,将计算结果与DEMETER卫星记录的NWC通讯台激发的电磁响应进行对比.虽然模型没有考虑电离层参数水平不均匀性,但模型计算结果与卫星观测值也有较好的一致性.利用经过验证的全波模型计算了不同地磁参数、电离层参数情况下,不同辐射特性的地面VLF辐射在波导中的衰减和穿透电离层时D/E区的吸收值,探讨了上述参数对电磁波能量在波导和D/E区中衰减的影响规律.     

基于LWPC和IRI模型的NWC台站信号传播幅度建模分析

频率为3~30 kHz的甚低频（VLF,Very Low Frequency）电磁波具有波长长、传播距离远的特点,能够沿地面-低电离层波导进行传播,在通信、导航等许多领域都被广泛应用.基于波导模理论的长波传播模型（LWPC,Long-Wavelength Propagation Capability）能够用于计算甚低频波的传播路径及幅度,进而研究耀斑、磁暴、地震等事件对电离层的扰动.本文利用国际电离层参考模型（IRI,International Reference Ionosphere）对LWPC中电子密度和碰撞频率进行改进,并将模拟结果与武汉大学VLF接收机实际观测到的NWC （North West Cape）台站信号幅度进行比较分析,结果表明改进后LWPC模型得到的幅度及变化趋势与实际值更加接近.LWPC模型给出的电子密度与IRI模型得到的电子密度在日间基本一致,但是在夜间存在差异,造成夜间部分区域NWC台站信号幅度的差异性,验证了电离层电子密度对于VLF信号传播具有的重要影响.传播路径上的晨昏变化也可以引起VLF信号幅度分布的突变,在日出和日落时间段内存在明显的过渡区域.基于IRI模型的LWPC,改善了VLF电波传播过程的预测分析效果,提供了一种长波导航通信质量的评估方法.     

基于声发射的岩石破裂应力场动态反演

为获取岩石在破裂过程中的动态应力场,首先进行室内物理试验获取声发射数据,在此基础上基于能量耗散原理,利用实测声发射信息建立起岩石细观损伤表征方程,并通过FLAC3D内嵌FISH语言进行二次开发,自动搜索声发射损伤影响范围内岩石单元并对其力学参数进行弱化,计算得到较为真实的岩石破裂动态应力场。结果表明,计算得到的岩石破裂应力场与实测结果有良好的对应关系,验证了岩石细观损伤表征方法的合理性。同时,获得的岩石动态破裂应力场不仅可以从岩石力学的角度解释破坏产生的原因,也对预测岩石下一步破坏具有指导意义。但这种方法仍具有一定的局限性,需要进一步的探索研究。