基于CANARY理论模型的海洋环境噪声场数值模拟研究.pdf

简介：
本文基于CANARY理论模型，探讨了海洋环境中噪声场的数值模拟方法与技术，为海洋声学研究提供新的视角和工具。 本段落的核心研究内容是基于CANARY理论模型进行海洋环境噪声场的数值模拟。CANARY模型是一种基于声线理论的海洋环境噪声模型，适用于与距离无关或相关的各种海洋环境条件。它能够计算噪声级、相关函数及指向性，并处理分布式噪声源对水声接收基阵的影响。该模型以其简洁明了且高精度的特点，在声线理论模型中占据重要地位。 文中提出了一种新的数值模拟方法来描述海洋中的噪声场特性，首先确定海水内噪声源的分布特征（包括密度和作用范围），然后从理论上计算出在水听器接收点处的空间相关性和指向性。通过将理论结果与实际实验数据进行对比验证了该模型的有效性，结果显示其生成的各向同性和异性的空间相关特性与理论分析高度一致。 海洋环境噪声信息对于水声信号处理至关重要，因为它会影响目标探测、定位及信噪比评估等关键环节。为了设计高效的水听器阵列，必须深入了解海洋环境中噪音的各种属性（如指向性、空间相关性以及强度）。这些数据有助于优化基阵输出的信噪比，并支持阵列流形向量的设计以提高增益并增强对噪声的抑制能力。 自20世纪60年代以来，随着Cron与Sherman首次提出早期海洋环境噪音模型后，该领域的研究不断进步。从最初的射线传播模型发展到目前包括简正波、抛物方程以及WKBZ等在内的多种复杂传播模式，这些新方法能够更准确地模拟真实条件下的噪声行为。CANARY模型尤其突出，在处理风力、降雨和远方船只引起的分布式噪音方面表现优异。 研究者石杰来自西北工业大学航海学院，专注于水声信号处理领域的工作不仅扩展了现有的海洋环境噪声理论框架，还为该领域的实际应用提供了新的方法和技术支持。 基于CANARY的数值模拟技术丰富了海洋声学的研究手段，并对改善水下通信质量、提高声纳探测精度以及保护海洋生态环境具有重要意义。