【摘 要】
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声散射声是非线性声学领域中非常重要的基本科学问题，本文对水介质中的声散射声问题进行了研究.从非线性效应的分类及非线性系数的广义表达式出发，得到声波相互作用中与角度依赖的非线性系数表达式，其物理意义表明当互作用角≠0时，连续性方程和运动方程共同贡献于对流非线性效应.共线互作用时，运动方程中的非线性项将消失.此特征表明在声波共线时，非线性效应最强.进一步针对随机宽带信号的声散射声特性、浅海波导条件下的
【机 构】
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哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨 150001 水声技术国防重点实验室 哈尔滨 150001
【出 处】
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2016年度全国检测声学与物理声学会议
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声散射声是非线性声学领域中非常重要的基本科学问题，本文对水介质中的声散射声问题进行了研究.从非线性效应的分类及非线性系数的广义表达式出发，得到声波相互作用中与角度依赖的非线性系数表达式，其物理意义表明当互作用角≠0时，连续性方程和运动方程共同贡献于对流非线性效应.共线互作用时，运动方程中的非线性项将消失.此特征表明在声波共线时，非线性效应最强.进一步针对随机宽带信号的声散射声特性、浅海波导条件下的水声参量场特性以及声场截断技术对参量发射阵波束特性开展了研究工作.研究基本结果和启发主要有：1、声散射声主要分为衍射散射和同步散射.当动量守恒条件无法满足，组合频率波在互作用区中无法稳定累积，即产生衍射散射.其主要特点是互作用区之外的组合频率波表现为互作用区边界的辐射，而互作用区中的组合频率波表现出伪声的特性；在非频散介质中，只有同向传播的泵波波束在可以产生同步散射.激励波与组合频率波以相同的波速和方向传播，组合波在其传播过程中得以不断累积.组合频率波由非齐次方程的非达朗贝尔源产生，其物理意义为互作用区的体积辐射.2、浅海波导频散效应引起的波数失谐，抑制了波导中参量场的累积，并在其累积过程中发生震荡.由于各阶泵波简正波非线性作用的波束失谐量不尽相同，致使各阶泵波简正波对于参量场的贡献具有复杂的结构.针对给定简正波的泵波与差频波，这个震荡的周期也由波数失谐量决定.波数失谐量越大，这个震荡的周期也越短，极端的情况，当波数失谐量为零，差频波累积过程类似于自由场的差频波累积效应，累积过程中的震荡性会消失.3、采用声低通滤波器截断参量虚源，获得没有其他频率成分干扰的差频波，这种截断参量阵是有实际意义的，可以用于测量水下声学材料的低频性能参数.虚源截断技术的好处：产生没有其他频率成分干扰的差频波，可使试验结果的解释更准确；消除了可能由于接收水听器的非线性引入的测量误差；在截断位置附近可以获得波束很窄的差频波，将减小水面与水箱侧壁的反射和待测样品边缘的衍射效应.
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