水聲學原理

前言

本書是根據(jù)1986年6月全國高等院校船舶類專業(yè)教材規(guī)劃會所擬定的出版計劃，為適應(yīng)我國目前水聲工程專業(yè)本科生、碩士研究生的教學需要而編寫的。“水聲學原理”是水聲工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。多年來，有關(guān)院校在該課程的教學中，或者采用專著或者采用譯著作為教材使用。這些著作中，雖然不乏名著和權(quán)威著作，但用作本科教學的教材時，則或者顯得過于偏重理論，缺乏工科特色；或者有豐富的圖表曲線和實驗數(shù)據(jù)，但理論分析不夠，不宜用作本科教學的教材。為此，有關(guān)院校的師生熱切盼望出版“水聲學原理”統(tǒng)編教材，以滿足本科教學的需要。根據(jù)1986年9月原中國船舶工業(yè)總公司教材編審室水聲電子工程教材會議所確定的內(nèi)容，本書在內(nèi)容選擇上，重點是使同學獲得水聲工程設(shè)計、聲吶設(shè)備正確使用所必需的水聲學基本知識，著重于物理概念，基本分析方法和技能，實驗數(shù)據(jù)、曲線圖表的正確使用等內(nèi)容的敘述。限于篇幅，本書將不做過于嚴密的數(shù)學推導。根據(jù)上述指導思想，本書共設(shè)8章，除第1章外，其余各章涉及的均為水聲學的基本內(nèi)容，重點說明聲信號在海水介質(zhì)中傳播時遵循的基本規(guī)律、出現(xiàn)的基本現(xiàn)象、形成機理以及它們對聲吶設(shè)備工作的影響。有關(guān)聲吶方程的內(nèi)容，安排在第l章，它是本書的主干線，對其中的每個參數(shù)都設(shè)章進行了專門討論（檢測閾及有關(guān)換能器的內(nèi)容除外）。本書由哈爾濱船舶工程學院水聲研究所劉伯勝和東南大學無線電系水聲教研室雷家煜合作編寫，其中緒論、第1章、第5章、第6章和第7章由劉伯勝編寫；第2章、第3章、第4章和第8章由雷家煜編寫。全書由劉伯勝統(tǒng)稿。本書由山東海洋大學海洋物理系包青華副教授主審，并由哈爾濱工程大學水聲研究所所長楊士莪教授最后審定。編者向他們表示衷心感謝！編者深感水平有限，教學經(jīng)驗也不足，書中難免有不當和錯誤之處，敬請使用本書的兄弟院校師生和廣大讀者批評、指正。

內(nèi)容概要

本書全面介紹了海洋中的聲傳播現(xiàn)象、規(guī)律及機理。全書共8章，介紹了海水介質(zhì)的聲學特性；海水中的聲傳播理論；常見聲速分布下的聲傳播規(guī)律；聲波在聲吶目標上的反射和散射；海水中的混響；水下噪聲（包括海洋環(huán)境噪聲，艦船輻射噪聲，艦船自噪聲）和海水中的聲傳播起伏。本書第1章介紹了聲吶方程，它是本書的主于線，方程中的每一項（除檢測閾和換能器指向性）都在后續(xù)章節(jié)中進行了討論。    本書適用于高等學校水聲工程專業(yè)的本科生、研究生教學使用，也可供水聲工程專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的科技人員閱讀參考。

書籍目錄

緒論第1章　聲吶方程第2章　海洋的聲學特性第3章　海洋中的聲傳播理論第4章　典型傳播條件下的聲傳播第5章　聲波在目標上的反射和散射第6章　海洋中的混響第7章　水下噪聲第8章　聲傳播起伏

章節(jié)摘錄

插圖：作為近代聲學的一個重要分支，水聲學是二次大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的綜合性尖端技術(shù)科學，主要研究攜有某種特定信息的聲波在水中的產(chǎn)生、傳播和接收。水聲物理和水聲工程是水聲的兩個研究領(lǐng)域，它們相輔相成，互相促進。水聲物理是水聲工程應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，為工程設(shè)計提供理論依據(jù)；同時，水聲工程技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，又對水聲物理不斷提出新的內(nèi)容和要求，并為水聲物理的研究提供新的手段，從而促進水聲物理的發(fā)展。  水聲學的研究對象  水聲學的研究對象包含了海水介質(zhì)聲學特性、聲波在海水介質(zhì)中的傳播特性和水聲目標聲學特性研究三個方面。前者主要研究海水介質(zhì)及其邊界（海底、海面）的聲學特性，如海水介質(zhì)中的聲傳播速度，海水中的聲吸收，海洋環(huán)境噪聲和海洋混響，海底、海面上聲波的反射和散射特性等；聲傳播特性研究主要討論聲波在海水介質(zhì)中傳播的機理、現(xiàn)象和規(guī)律，及其對水聲設(shè)備工作的影響等內(nèi)容；目標特性研究是指目標的聲反（散）射特性和輻射特性等內(nèi)容的研究。由以上內(nèi)容可以看出，水聲學作為近代聲學的一個重要分支，有其自身的理論體系和研究內(nèi)容，是一門獨立的學科。但它又與水聲工程有著緊密的聯(lián)系，是水聲工程的理論基礎(chǔ)，為工程沒計提供指導原則、方案和合理的設(shè)計參數(shù)；反過來，水聲工程的實踐又為水聲學的研究不斷提出新的研究課題和研究手段，從而促進了水聲學的完善和發(fā)展。水聲學是一門理論性很強的學科，建立理論模型和進行仿真研究是水聲學的基本研究方法。但水聲學又是一門實驗性很強的學科，它的建立和發(fā)展，離不開大量深入細致的實驗研究。開展水聲科學考察，進行有特定目的的各種海上試驗，采集水中聲場信息和海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，各種理論模型的實驗驗證，都是通過實驗測量來完成的，因此它也成為水聲學的基本研究方法。

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