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气泡体积分数对沙质沉积物低频声学特性的影响

王飞 黄益旺 孙启航

气泡体积分数对沙质沉积物低频声学特性的影响

王飞, 黄益旺, 孙启航
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-11
  • 修回日期:  2017-07-05
  • 刊出日期:  2017-10-05

气泡体积分数对沙质沉积物低频声学特性的影响

  • 1. 哈尔滨工程大学, 水声技术重点实验室, 哈尔滨 150001;
  • 2. 哈尔滨工程大学水声工程学院, 哈尔滨 150001
  • 通信作者: 黄益旺, huangyiwang@hrbeu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11274078)资助的课题.

摘要: 由于有机物质分解等原因,实际的海底沉积物中存在气泡,气泡的存在会显著影响沉积物低频段的声学特性,因此研究气泡对沉积物低频段声速的影响机理具有重要意义.考虑到外场环境的不可控性,在室内水池中搭建了大尺度含气非饱和沙质沉积物声学特性获取平台,在有界空间中应用多水听器反演方法首次获取了含气非饱和沙质沉积物3003000 Hz频段内的声速数据(79142 m/s),并同时利用双水听器法获取了同一频段的数据(112121 m/s).在声波频率远低于沉积物中最大气泡的共振频率时,根据等效介质理论,将孔隙水和气泡等效为一种均匀流体,改进了水饱和等效密度流体近似模型.模型揭示了气泡对沉积物低频段声学特性的影响规律,理论上解释了沉积物中声速的降低.通过分析模型预报声速对模型参数的敏感性,根据测量得到的声速分布反演得到了沉积物不同区域的气泡体积分数,气泡体积分数从1.07%变化到2.81%.改进的模型为沉积物中气泡体积分数估计提供了一种新方法.

English Abstract

参考文献 (26)

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