水对不同岩石声波速度影响的研究

通过分析不同成因类型岩石的声波速度,提出了水对不同岩石声波速度的影响,从岩石孔隙及隐微裂隙的发育程度及岩石的水理性质解释了在水的作用下岩石声波变化规律,利用这些规律可以初步判断岩石的隐微裂隙发育程度及水理性质。     

声波测井岩石波速统计分析

通常不同岩性的声波速度不同,同一岩性因裂隙发育和风化程度不同,声波速度也不相同。声波测井技术就是依据岩层的这一特性,划分不同岩层及岩层的风化破碎程度。这里对某铁路线的勘测的声波测井结果进行统计分析,给出了测区钻孔揭露的主要岩石较完整状态的声波波速统计值和异常发育概率统计。     

起伏地表条件下的声波散射数值模拟的积分方程法

从散射理论的角度来看,起伏地表可以看作是一种特殊的扰动介质,因此应用散射积分方程求解起伏地表条件下的散射场在理论上是可行的。从三维频率域声波方程出发,由格林函数定理,得出起伏地表条件下的散射积分方程。散射积分方程为关于起伏地表的面积分和与速度扰动体有关的体积分之和,同时给出了格林函数在奇异点的积分方法。由于数值离散求解积分方程存在着计算时间太长和存储内存不足的问题,采用电磁散射积分方程的拟解析近似的方法。在假设反射函数为缓变函数的基础上,最终得到其近似表达式,因此散射场的数值求解不必再借助于代数方程组,只要进行数值积分即可。这种方法避开了传统数值计算方法存在的问题,为地震散射波场快速正演模拟打下了基础。理论分析表明,这种方法适用于小扰动的问题。当扰动较大时,拟解析近似会产生较大的误差。     

利用浅海的声传播损失反演海面风速

声信号在浅海环境传播时,经过海面风浪的不断散射,传播损失会相应改变。本文通过分析声传播损失计算海面波高,利用风浪充分成长时波高与风速的关系,对海面风速进行反演,并针对声速剖面在有无跃层两种情况下反演过程的异同进行讨论。利用模拟仿真与2013年黄海声传播实验数据对其进行了验证,结果表明此方法是有效的。     

我国海洋声学探测技术竞争力分析

海洋声学探测技术用于海洋物理及海洋特定目标特性探测,是人类认识海洋、开发和利用海洋丰富资源必不可少的海洋高技术。文中全面介绍了海洋声学探测技术的技术结构以及致力于此技术研究的国内外主要研究机构,着重对比分析了国内外海洋声学探测技术的发展现状与趋势,并总结出我国该领域现存在的问题。结果表明我国海洋声学探测技术水平与国外相差10 a左右,未来需靠长期稳定支持、按需开展研究、加大基础工业投资以及提高材料与工艺水平等措施推进我国海洋声学技术的良性发展。     

ARM和FPGA在水声浮标数据采集存储中的应用

介绍了ARM(advanced RISC machines,英国电子公司)和FPGA(可编程逻辑阵列)在水声浮标(文中简称新型浮标)数据采集存储中的应用。利用FPGA丰富的硬件资源实现新型浮标系统多通道同步采样,并在ARM模块中移植Windows FAT32文件系统,嵌入USB底层驱动,实现采集数据的高速存储。描述了系统设计与实现,并对该数据采集存储系统进行了通道隔离度、动态范围、系统自噪声和功耗等指标测试。实验结果表明,该系统通道隔离度90d B(参考1V);动态范围≥110d B(参考1V);系统自噪声≤40d B(参考1 n V);系统总功耗为4.2 W。     

Comparison of P- and S-waves velocities estimated from Biot-Gassmann and Kuster-Toksöz models with results obtained from acoustic wavetrains interpretation

Kuster-Toksöz and Biot-Gassmann models for estimating velocities of longitudinal and shear waves on the basis of well-logging data were analysed. P-wave and S-wave velocity models are crucial for interpretation of seismic data. Discussed models enable determination with quite good accuracy, in some cases higher than the acoustic full wavetrains interpretation. Because velocity strongly depends on lithology and saturation of pore space, the selection of parameters of rock matrix, hydrocarbons and formation waters has a strong effect on the quality of velocities estimation.     

孤立内波对过渡海域声场干涉结构的影响分析

南海北部陆坡海域是孤立内波的活跃区,孤立内波在该海域能够引起水体环境较强烈的水平不均匀性,从而影响声场干涉结构。将描述宽带声信号强度干涉条纹斜率的波导不变量视为一种分布,能更准确地分析声场的距离*频率干涉结构。本文研究了孤立内波环境下过渡海域声场的距离*频率干涉结构,依据实测孤立内波海洋环境,得到孤立内波环境下随距离变化的声速剖面,利用抛物方程方法仿真过渡海域声场干涉结构。在此基础上,利用拉东变换和傅里叶变换结合的谱值分离方法在低信噪比环境下提取波导不变量分布。分析表明孤立内波环境下过渡海域的声场类影区、类会聚区的波导不变量取值更丰富。     

海底三维声学图像实时处理系统设计

结合多核CPU硬件PC平台,设计了一种海底三维声学图像实时处理系统,主要包括声学前端信号处理子系统、数据传输控制子系统和PC客户端图像处理系统三个部分。声学前端信号处理子系统统根据接收到的多路声学换能器信号,通过两级FPGA信号处理,采集多通道水声信号,进行实时电子聚焦波束形成。为了解决海量声学数据快速传输问题,数据传输控制子系统未采用传统用户空间TCP/IP传输机制,而是直接通过嵌入式PowerPC处理器在Linux内核态采用DMA通道进行声学数据转发,减少系统调用和数据拷贝开销,有效提高网络传输效率。针对海量声学数据实时处理需求,PC客户端图像处理系统通过对复杂、耗时的单帧重建和数据拼接算法模块根据声学数据点的角度范围进行等分分割,对每个子范围声纳数据采用多线程并行处理,均衡多个CPU核之间负载,实现高性能三维声学图像实时处理。通过室内水池和湖试实验,结果表明该系统能够实时高效地进行三维声学图像采集、传输与处理。     

渤海海峡跨海通道区浅地层结构探测

在对2012年渤海海峡跨海通道区实测浅地层剖面资料进行地质解释的基础上,通过将浅地层剖面与钻孔地层岩性划分进行对比,标定了标准反射界面,通过对浅地层剖面各反射波组、内部反射结构的追踪、对比分析以及测线间的闭合检查,划分出5个主要反射界面和4个声学地层单元,揭示了各地层单元的分布特征。对拟建跨海通道路线选区典型探测剖面进行了系统的分析、讨论。