《水声学绪论》PPT课件

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1、《水声学》黑龙江省级精品课程水声工程学院声学教研室http://ssx.hrbeu.edu.cn/第一章绪论上半部水声学的基本内涵水声学的发展简史水声学的主要研究内容水声的主要应用本课程的主要内容1、水声学的基本内涵1.1水声学的定义水声学主要研究声波在水下的辐射、传播与接收，用以解决与水下目标探测和信息传输过程有关的各种声学问题。声辐射声传播声接收海洋环境海底海面海水1.2水声学基本内涵水声学是围绕水声技术、水声对抗技术和水声工程的基本需求来开展科学研究的水声技术利用声波作为信息载体来实现水下探测、定位、导航和通信的原理与方法水声对抗技术在

2、军事上，对抗水下声探测、定位、导航和通信的技术措施与手段水声工程水声技术和对抗技术的工程目标实现磁场：作用距离在100米以内光：作用距离近10米到100米声波：1分贝/公里，10kHz频率电磁波：衰减4500分贝/公里结论：声波是目前唯一已知的水下远距离信息传输的有效载体1.3各种波在水下的衰减1.4声波在水下传播最有效ATOC-海洋气候声层析ATOC实验-低频声源ATOC实验-声波传播路径2、水声学发展简史2.1水声学发展历史水声学起源1490年，达.芬奇摘记中提出用长管听远处航船水声学第一次定量测量1827年，瑞士物理学家D.Collad

3、on和法国数学家C.Sturm合作，在日内瓦湖测量了水中的声速。1840年，焦耳发现了磁致伸缩效应。1880年，皮埃尔.居里发现了压电效应。压电陶瓷--PZT（锆钛酸铝）2.1水声学发展历史压电效应1912年，英国人AlexanderBelm描述了回声定位设备。1912年，英国人L.F.Richardon提出了回声定位方案（英国专利）。2.1水声学发展历史ThefirstworkingsonarsystemwasdesignedandbuiltintheUnitedStatesbyCanadianReginaldFessendenin1914

4、.TheFessendensonarwasanelectromagneticmoving-coiloscillatorthatemittedalow-frequencynoiseandthenswitchedtoareceivertolistenforechoes.Itwasabletodetectanicebergunderwaterfrom2milesaway,althoughwiththelowfrequency,itcouldnotpreciselyresolveitsdirection.2.1水声学发展历史Powerfulhighf

5、requencyultrasonicecho-soundingdevicewasdevelopedbyemminentFrenchphysicistPaulLangévinandRussianscientistConstantinChilowsky.Theycalledtheirdevicethe'hydrophone'.Thetransducerofthehydrophoneconsistedofamosaicofthinquartzcrystalsgluedbetweentwosteelplateswitharesonantfrequen

6、cyof150KHz.Between1915and1918thehydrophonewasfurtherimprovedinclassifiedresearchactivitiesandwasdeployedextensivelyinthesurveillanceofGermanU-boatsandsubmarines.ThefirstknownsinkingofasubmarinedetectedbyhydrophoneoccurredintheAtlanticduringWorldWarIinApril,1916.2.1水声学发展历史19

7、25年，研制出用于船舶导航水声设备——回声测深仪。第二次世界大战促进了水声技术的飞速发展。2.1水声学发展历史二战以后的水声技术与水声学传感器技术拖曳线列阵技术水声信号处理技术水声物理学研究减振降噪与隐身技术2.1水声学发展历史1959年，中苏联合水声考察1994年，南海水声考察2002年，海洋通量测量2.1水声学发展历史3、水声学主要研究对象水声学的主要研究内容水声学水声物理水声工程水声系统水声技术水声物理海洋环境声特性海水（声学特性）海底与海面（声学特性）水声传播（规律）混响、噪声、散射、声起伏对声纳设备工作的影响水声物理研究水声物理研究

8、水声换能器水声基阵水声换能材料水声换能器设计原理与方法水声换能器工艺声基阵成阵技术水声换能器校准计量水声系统英国国家物理实验室耦合腔校准系统中频校准水池定位系统高压