2022-水声学原理试题答案

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2022/07学年第2学期试题名称：水声学原理A共3页第1页

专业年级海洋技术学号姓名授课教师宋志杰分数

一、选择题(36%)

F面各小题中惟独一个表述是正确的。选择正确答案相应的字母填于空格处。

1.舰艇辐射噪声由三部份组成，其中包括o(2%)

A.流噪声、自噪声和机械噪声。B.流噪声、自噪声和螺旋桨噪声。

C.流噪声、螺旋桨噪声和机械噪声。D.自噪声、机械噪声和螺旋桨噪声。

2.海洋混响包括。(2%)

A.体积混响、本地混响和海面混响。B.体积混响、海底混响和海面混响。

C.体积混响、海底混响和异地混响。D.海面混响、海底混响和异地混响。

3.两列同向传播、声强均为20dB且彻底相干的一维平面波叠加在一起后，可能的声强

最大值和最小值分别为(5%)

A.80dB和40dB。B.80dB和OdB。

C.23dB和OdB。D.26dB和-：：

4.如右图所示声速剖面，声源位丁道。轴zo=200m上。

海面处C(0)=1520m/s,海底处C(H)=1540m/s,C(z0)

=1500m/s.一条自声源出发、初始掠角为10o[cos(10

0)=0.98481的声线将o(4%)

A.在声道轴上方被海面反射、在声道轴上下方被海底反

射。

B.在声道轴上方反转、在声道轴上下方被海底反

射。

C.在声道轴上方被海面反射、在声道轴上下方反

转。

D.在声道轴上方反转、在声道轴上下方反转。

5.平面波入射到两均匀介质分界面上，如右图所

示。设满足在第2介质中产生非均匀平面波的条件,

1

宋志杰

授课教命题教师或者命院系负责人

师题负责人签签字

年月日

中国海洋大学命题专用纸(附页1)

2322/07学年第2学期试题名称：水声学原理(A)

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A.沿z轴反方向传播，沿X轴正方向振幅衰减。

B.沿x轴正方向传播，沿x轴正方向振幅衰减。

C.沿x轴正方向传播，沿z轴反方向振幅衰减。

D.沿z轴反方向传播，沿z轴反方向振幅衰减。

6.

在水平不变(声速剖面和海区深度不随经、纬度变化)的分层海水介质中，

c(x,y,z)二c(z).对于给定号数n的简正波,其水

平波数为人垂直波数为

足。(4%)

A.on不随深度变化，kzn也不随深度变化。

B.n不随深度变化,k2n随深度变化。

C.n随深度变化，kzn也随深度变化。

D.「随深度变化，kzn不随深度变化。

4

7.波矢量k的某一分量，如K,为复数,表示。(3%)

A.沿x方向，该列波相位跃变.

B.沿x方向，该列波振幅衰减.

沿方向，该列波同时存在相位跃变和振幅衰减。

C.x1m处

D.沿x方向，该列波不存在相位跃变和振幅衰减。

8.目标强度可能大于0。这一现象的数学起因是把散射声强折算到距离声学中心

造成的。这一现象的物理本质是。(4%)

A.目标的表面积大使得散射截面大，可能引起目标强度大于0。

B.目标的材料不同使得散射截面不同，可能引起目标强度大于0。

C.目标的形状不同使得散射截面不同，可能引起目标强度大于0。

D.A.、B.和C.共同引起目标强度可能大于0。

9.在海水中远距离处水接收声脉冲，接收波形的前、后沿(上升时间、下降时间)被拉

长。产生这种现象的最可能原因是。(4%)

A.多途效应。

(4%)

B.。干涉效应。

C.多普勒效应。

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10.小振幅近似下波动方程是线性的。这使得声场满足叠加原理。这表明

中国海洋大学命题专用纸（附页2）

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2022/07学年第2学期试题名称：水声学原理(A)

A声强满足叠加原理。

B.声压满足叠加原理。

C.声压振幅满足叠加原理。

D.质点振速振幅满足叠加原理。

二、简要回答：(24%)

1.平面波由第1介质入射到两均匀介质分

界面上，在第2介质中产生非均匀平面波的必要

条件是什么？穿透深度和入射平面波频率的关系？

在计算水中小气泡的散射声场时,

3.以均匀硬底浅海声场中某一号

简正波为例，描述(不讨论具体的

应答器脉H

解)简正波的物理图象。

入设脉冲

三、证明在声速线性分布层中声r

线的轨迹是圆狐。(15%)_TTJ-C

目标端水听器接收信号

四、应答器法测量目标强度。已

知接收端水听器接收到的应答器第四题示意图

信号与目标回波的声强差

称小气泡为一空气弹簧"，为什么？

是3dB,目标端水听器接收到应答器信号与发射脉冲信号的声强差是标强度。(10%)18dB,求该目标的目

五、已知静止状态下，海水中声速5、密度匚和静压力Po,水中气泡内空气声速Cs、密

度6,气弹径a，•零阴鞭橙Km=FRS*矗济，辐骏，冲Rs、，5(ka)蟠相

一t---rdB

ka

Ms-'CS.,作用于小气泡的总压力F,其中S。和V。分别为静态时小气泡的表面积和

O测量端水听器接收信号

体积，k=/Cw为水中波数，为热容比，■为激发力的圆频率。假设气泡振动过程中无

热损耗，画出气泡振动类比电路，并求出气泡的共振频率。(15%)

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2022/07学年第学期试题名称：水声学原理（B）共2页第1

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专业年级海洋技术学号姓名授课教师宋志杰分数

一、判断题（20%）

1.声幅射和接收方向性的物理起因是干涉现象。0

2.目标强度可能为正值的物理起因是折算方法不同。（）

3.由于能量守恒，两列波叠加后的总声强为两列波各自声强之和。（）

4.波矢量为复数描述波传播中产生的相位跃变。（）

5.海水中混响和目标回波都是由海水中不均匀物体散射引起的。（）

6.多普勒频移由目标和接收载体的相对运动引起。因此，声传播的频率也由发射频率及

目标和接收载体的相对运动确定。（）

7.潜艇回波中有多"亮点"存在，这对应着潜艇较为复杂的外形结构。（）

8.汇聚区起因于不同途径传播声浅的同相位叠加，即干涉效应。（）

9.海面混响起因于海面的不平整。0

10.反射系数为复数表示第二介质对入射声波有吸收作用。（）

二、简要回笞：（20%）

1.在表面声道中，接收到的声脉冲信号波形会产生上升时间拉长而下降时间很短的现

象。简要解释这一现象。

2.主动声纳检测信号，检测近距离的目标时，背景主要是混响；检测较远距离目标时，

背景主要是噪声。根据声纳方程解释这一现象。

3.为什么低频近似条件下，小球的散射声场主要集中在前几阶？

4.潜艇的目标强度呈胡蝶形状。解释这一现象。

三、分析均匀海水介质中临近海面点源声场的距离特性。（20%）

四、证明水中小气泡的回复力可类比于弹簧。（15%）

五、已知在刚性小球（ka触：L低频近似）条件下低阶散射起主要作用。只考虑前两

a1—\z

阶，散射/声压为Jj（t-kr）］一一［bw）ep［（ssr）仃SosR］,其

+广0（cos日v=1,R（COSA=cos日,b2o吒，2『丁而：匕比为水中波数，⑷为3j

圆频率，F0为入射平面波声压幅值。求刚性小球的目标强度。（25%）

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宋志杰

授课教命题教师或者命题院系负责人

师负责人签字签字

年月日

《水声学原理》课程试题A

选择题

10.2B.3D.4C.5C.6B.7B.8D.9A.10B.

二、简答

1要点：C2>C1且入射角大于临界角；穿透深度随频率增加而减小2要点：恢复力形式^弹簧

3要点：垂直方向驻波,水平方向行波。

三、证明

利用声速线性分布和Snell定律出射线轨迹满足圆方程或者曲率为常数

四、解：TS=18-3=15dB

五