《水声学》课程教学大纲

《水声学》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称水声学课程英文名称UnderwaterAcoustics课程编号33321607课程模块思想政治理论课通识教育课专业基础课专业课课程性质必修限选专业任选任选总学时80讲授学时64实验（专题辅导）学时16总学分5开课单位电子与信息工程学院开课系（室）海洋技术系授课对象本科生适用专业海洋技术先修课程高等数学、大学物理、声学基础、数学物理方程二、课程简介和教学目标1．课程简介《水声学》属于专业限选课程，授课对象为海洋技术专业本科生，该课程在海洋研究以及军事应用中具有极为重要的应用，在海洋技术专业人才培养目标中具有重要的地位和作用，先修课程为《高等数学》、《大学物理》、《声学基础》和《数学物理方程》。该课程重点讲授声波在水中传播时的现象、规律及机理，课程包含声呐方程、海洋的声学特性、海洋声传播理论、目标反射和散射、海洋混响、水下噪声和声呐系统设计及预报等内容。为后续的《水声专业实验》、《声学测量》、《声呐技术》等课程提供理论基础。通过本课程的学习，使学生了解水声工程设计的基本方法、声呐设备正确使用以及水声科技进展，掌握声在海洋中传播的基本现象和规律，以及海洋环境对声呐设备的影响，为解决海洋工程问题提供理论指导，同时也为本科生毕业后从事水声工程专业或者进一步深造提供的重要理论基础。2.教学目标教学目标1：掌握水声学基础知识；教学目标2：可以进行声场分析、完成水声工程设计；教学目标3：能够解释水声现象、学会处理水声实验数据；教学目标4（课程思政）：具备学术交流能力，不断学习、勇于实践、提高自己专业素质。3．教学目标与毕业要求指标点的支撑关系教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标11-2教学目标22-1，2-2教学目标33-1，7-2教学目标410-1，10-2，11-1，11-2，12-1，12-2三、理论教学表1理论教学安排序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他1第1章声呐方程（6学时）（1）绪论（2）声呐、声呐参数以及主被动声呐方程（3）信噪比【课程思政】中国水声学的发展教师讲解。1、2、42第2章海洋的声学特性（6学时）（1）海水中的声速、声吸收、声衰减、海底海面的声学特性、海洋内部的不均匀性（2）海洋中声速分布以及其变化原因（3）海底声反射系数分组研讨+教师讲解1、3、43第3章海洋中的声传播理论（10学时）（1）波动方程和定解条件、波动方程的波动解、波动方程射线解、分层介质中的射线声学（2）均匀硬底浅海波动方程的波动解（3）分层介质中的射线解（4）Snell折射定律和声线弯曲、声线轨迹、聚焦和影区教师讲解1、24第4章典型传播条件下的声传播（10学时）（1）邻近海面的水下点源声场、表面声道中的声传播

（2）表面声道中的声场、浅海表面声道中的声传播

（3）深海负梯度和负跃层声传播、虚源理论求解均匀浅海中的声传播案例式教学+教师讲解1、25第5章声波在声呐目标上的反射和散射（12学时）（1）声呐目标的目标强度、特征及测量

（2）目标回波的构成、特定散射体的散射声场（3）计入边界条件下散射声场求解

案例式教学+教师讲解1、26第6章海洋中的混响（10学时）重点：海水中气泡的声学特性、海洋混响的概念。难点：混响的统计特性，混响的预报（1）海洋混响基本概念、体积混响、海面混响、海底混响（2）海水中气泡的声学特性

（3）气泡散射电力声类比、混响建模案例式教学+教师讲解1、27第7章水下噪声（6学时）（1）海洋环境噪声

（2）舰船和鱼雷的辐射噪声和自噪声

（3）辐射噪声和自噪声的成因

（4）舰船噪声控制简介案例式教学+教师讲解1、38声传播起伏（4学时）（1）海水介质温度随机不均匀性和声传播起伏（2）介质中随机不均匀的声散射引起的声传播起伏

（3）随机界面上的声散射和声传播起伏案例式教学+教师讲解1、2四、实验教学表2实验教学安排序号实验项目名称（学时）实验内容实验类型支撑教学目标其他1均匀线阵指向性实验推导基阵指向性公式根据基阵的自然指向性公式编程，画出指向性图改变阵元间距和数目，观察指向性图的变化验证性2、3、42声速剖面插值实学习声速测量的原理和方法，对比分析声速仪测量的声速与采用声速经验公式计算声速设计性2、3、43声传播仿真利用波动理论计算声场利用射线理论会出声线验证与设计性2、3、44典型传播条件下声场仿真学习镜像声学理论虚源法声场计算与波形预报仿真验证与设计性2、3、4五、考核与成绩评定方法表3课程考核及评价细则成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑教学目标平时成绩课堂表现（权重0.15）15根据学生出勤率及课堂表现打分，满分100。按15%计入课程总成绩。1作业（权重0.15）15根据学生对知识点的理解和掌握程度评分；作业总成绩100分。按15%计入课程总成绩。2实验（权重0.2）20根据实验完成质量以及实验报告质量评分；共4次实验，每次实验满分25分，实验总成绩100分。按20%计入课程总成绩。3期末考试闭卷考试（权重0.5）50(1)卷面成绩100分。卷面成绩按50%计入课程总评成绩。(2)考核内容包括：第1-8章。1、2、3六、建议教材及相关教学资源1.建议教材[1]刘伯胜，黄益旺，陈文剑，雷家煜，水声