几种粗糙散射理论对海面中频后向声散射的有效性研究

不同粗糙散射理论由于均采用了一定的近似方法,只在特定条件下才具有较好的预测准确性.本文采用PM海浪谱模型,利用积分方程法研究了几种常用粗糙散射理论对海面中频1～20 kHz后向声散射的有效性.仿真结果表明,中频频段相干散射一般远低于非相干散射,平均低约20 dB.四阶小粗糙微扰近似和小斜率近似的预测准确性最好,在频率1...     

Ga和Sb纳米线声子结构和电子-声子相互作用的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了Ga和Sb纳米线的电子能带结构和声子结构以及电子-声子耦合(EPC)作用.通过对声子的完整Brillouin区分析来研究纳米线的结构稳定性.结果表明,所考察的纳米线显示出不稳定性,不稳定声子波矢远离Brillouin区中心.与通常的Peierls变形机理相比,不稳定的横向声子模会导致一种无开口带隙的相变.Sb比Ga纳米线的EPC要强很多,并且横向变形导致的锯齿形结构使纳米线中的电子-声子相互作用增加了几个数量级.     

浅地层剖面仪在港池探测中的应用

介绍了3200XS型浅地层剖面仪工作原理及其数据处理过程,在港池开挖前进行浅地层剖面测量可以详细了解港池内各地层单元的分布和埋深,并对区内的灾害地质体或者障碍物进行有效识别,以保障施工安全和节约工程支出;结合海南某港池的浅剖探测实例,分析了该港池的地层单元划分及地层内物质识别,针对浅地层剖面测量前发射参数的选择和测量中的多次回波、调头区变形等问题等进行了探讨。     

高浓度气体共振光声光谱信号饱和特性研究

采用恒流驱动耦合机械斩波技术在激光光声光谱装置上系统测量了5%—100%宽浓度范围甲烷气体的共振光声信号,发现在高浓度区共振光声信号呈现异常的饱和特征.基于气体吸收和光声光谱原理定量分析了光声信号饱和的主要原因及影响因素,研究表明,气体样本对入射光强吸收而导致的声源与本征共振模式的耦合系数改变是异常饱和的主要原因,并导出判定光声信号饱和深度的准则以用于判定高浓度气体饱和深度.     

基于深度学习的循环水养殖鳗鲡(Anguilla)计数研究

鳗鲡(Anguilla)作为我国优质水产养殖种类,精准掌握其数量对高效养殖有重要意义。为实现对循环水养殖鳗鲡的准确计数,提出了一种基于深度学习的改进Faster RCNN模型。针对检测目标即鳗鲡头部尺寸小的问题,选择在特征提取网络ResNet50中加入FPN结构来作为模型的骨干网络,以提取并融合多尺度的特征;针对原模型锚框都是基于人工经验设置的,并不适用于鳗鲡数据集的问题,使用k-means聚类算法对训练集中标注的鳗鲡头部检测框进行聚类分析,获得了适合鳗鲡数据集的15种不同尺度的锚框;针对图像中存在鳗鲡头部重叠的问题,选择使用Soft-NMS算法替代原NMS算法对RPN部分生成的候选框进行筛选,以减少模型对鳗鲡重叠部分的漏检情况。试验结果表明:改进后的Faster RCNN模型对鳗鲡头部的检测精度(mAP^0.5)高达96.5%,较原Faster RCNN模型(Backbone为ResNet50)显著提升了14%,与SSD300和YOLOV3模型相比分别显著提升了24.9%和15%;在鳗鲡计数上,利用改进后的Faster RCNN模型检测结果进行计数,计数准确率达到90%以上,提升了模型对鳗鲡的检测识别能力。     

深海主跃层环境对会聚区影响的数值分析

应用BELLHOP模式,对声速剖面的声跃层结构变化引起会聚区偏移特征进行了分析。结果表明,声速垂直结构的变化可导致会聚区位置出现不同程度的偏移:跃层强度增加0.01 s-1将使会聚区向远离声源方向偏移1.5~2.0km;跃层厚度增大50m将使会聚区向靠近声源方向偏移0.3~0.5km;跃层位置加深100m将使会聚区向远离声源方向偏移0.5~1.0km。在跃层的三个特征量中,跃层强度起主导作用。跃层强度变化引起的声线在海洋次表层的偏折差异,进而导致进入深海等温层的入射角差异,是使会聚区发生偏移的决定性因素。     

南海北部声散射季节变化

声散射是重要的声学现象,海洋水体产生的高频声散射信号既可用于开展多种目的的声学海洋学研究,也可能对水下声学设备产生干扰,而海洋水体背景声散射具有显著的时空变异特征,因此针对特定海区开展声散射时变观测具有重要意义。本文利用在南海北部布放的锚系系统所搭载的声学多普勒流速剖面仪,获取了覆盖4个季节的累计约80 d的声散射数据,数据包括75 kHz和300 kHz两个频段,观测水深几乎覆盖了从海面到约600 m水深的整个水体。结果表明,水体在垂向上分布着上散射层和深散射层2个主要散射层。上散射层分布深度在冬夏较浅,位于约100 m以浅,在春秋较深,位于约200 m以浅;深散射层分布深度同样为冬季最浅,位于约300 m以深,但夏季则最深,位于约400 m以深。因此,两散射层的距离在夏季最远,在春秋最近。2个散射层的声散射强度（Sv）同样具有明显的季节变化,上散射层散射强度夏秋较强而春冬较弱,深散射层则正好相反。     

声学原位测量系统在胶州湾的测量试验研究

为了能够快速准确的测量海底表层沉积物的声学参数,避免取样测量产生测量误差,研制出一种海底底质声学原位测量系统。为了检验原位测量系统的工作性能,在胶州湾海域进行了初步的测量实验分析。通过对测量结果的分析研究,验证了原位测量系统的一些工作性能,同时发现了一些需要改进的问题。     

样品保藏方式与时间对海洋底栖细菌及原生生物荧光计数效能的影响

DAPI荧光染色技术已广泛应用于浮游细菌及原生生物的定量研究,但对底栖生物的定量效能尚缺必要的研究。比较了冷冻和冷藏两种保藏方式以及保存时间对DAPI荧光计数底栖细菌、蓝细菌、硅藻、不同粒级自养小鞭毛虫(PNF)和异养小鞭毛虫(HNF)的影响。对黄海冷水团三个站位表层2cm底栖样品进行的4℃冷藏与?20℃冷冻避光保存的比较研究表明,两种保藏方式下两个站位的所有研究对象均无显著差异,但另一站位的PNF(2~5μm和5~10μm)的冷藏保存显著优于冷冻保存。对选取的另外两个站位(0~2cm和2~5cm分层)的样品经1个月和4个月冷藏保存后的分析表明,对于底栖细菌、蓝细菌、PNF(5~10 μm)、PNF(10 μm)、HNF(10 μm)和硅藻在保存1个月和4个月后的计数没有显著差异,而对于PNF(2～5 μm)、HNF(2～5 μm)、HNF(5～10 μm)保存4个月的数量明显低于保存1个月的样品,如其中一个站位的0～2cm分层的PNF(2～5 μm)丰度减少了47.4%,2～5cm分层的丰度减少了59.6%,HNF(2～5 μm)和HNF(5～10 μm)经4个月后丰度降为0。本研究表明,对底栖细菌、蓝细菌以及原生生物的定量计数可因样品、保藏方式及保存时间的不同而产生差异,因此对于底栖样品短期内宜采用避光、冷藏保存,并在带回实验室后尽快分析。     

近场MVDR聚焦波束扫描声图定位方法研究

声图测量技术是一种适用于近场的高精度被动定位技术,可以用来测量舰船辐射噪声源位置的空间分布。声图测量的核心算法是聚焦波束形成。算法的分辨力与阵长、信号处理频段以及目标距离有关。当阵长一定、测量区范围给定时,算法对低频声源的分辨力较差。MVDR波束形成法可较常规波束形成获得更高的分辨力,降低旁瓣。采用MVDR与聚焦波束形成相结合的方法可提高对舰船各部位辐射噪声源的分辨力。