從水聲物理的角度，研究聲波在水下輻射、傳播、接收等相關的聲學現(xiàn)象與規(guī)律。聲學、連續(xù)介質力學（彈性力學、流體力學等）、數(shù)學物理方法是水聲物理的理論基礎。
水聲物理基于數(shù)學物理方法，結合聲學基礎掌握的聲傳播理論，應用于海水介質，重點介紹海水中的聲速與吸收、折射、反射與散射、混響、水下噪聲、聲起伏等。本書講述水聲物理導論：通過介紹海水的聲學特性，初步構建描述海洋中聲傳播的基礎理論；介紹海洋中的聲波折射，描述典型深海與淺海傳播條件下的聲場規(guī)律；介紹海洋中的聲波反射與散射，描述典型目標的聲散射以及目標強度；介紹海洋中的混響，構建海洋混響理論；介紹水下噪聲，描述海洋中的環(huán)境噪聲、艦船輻射噪聲和自噪聲；介紹海洋中的聲起伏；最后，介紹水聲聲吶，將前述的水聲傳播特性通過能量形式聯(lián)系起來，建立聲吶方程，討論水聲物理對工程應用的指導作用。通過這些知識的介紹，掌握聲波在海洋中傳播的基本特性及規(guī)律，在課程學習中緊密結合科研，具備一定解決水聲工程問題的能力。
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國家重點研發(fā)計劃項目課題，致災生物聲學與光譜成像探測技術（濱海核電站取水區(qū)典型致災生物立體監(jiān)控系統(tǒng)及應用示范）
目錄
第1章 緒論1
第2章 海洋的聲學特性6
2.1 海洋中的聲速6
2.1.1 海洋中聲速的變化6
2.1.2 海洋中聲速的基本結構10
2.2 海洋中的聲吸收14
2.2.1 純水的超吸收14
2.2.2 海水中電解質引起的聲吸收18
2.2.3 海水中氣泡引起的聲吸收19
2.3 海底的聲學特性27
2.4 海洋生物組織的聲學特性29
本章習題33
參考文獻34
第3章 海洋中的聲傳播理論36
3.1 波動方程和定解條件36
3.1.1 海水中非均勻介質的波動方程36
3.1.2 定解條件40
3.2 射線聲學基礎45
3.2.1 射線聲學的程函方程47
3.2.2 射線聲學的強度方程49
3.2.3 射線聲學的應用條件52
3.3 海水分層介質中的射線聲學53
3.3.1 聲射線彎曲53
3.3.2 聲射線軌跡55
3.3.3 聲射線的水平傳播距離57
3.3.4 聲射線的傳播時間58
3.3.5 聲射線的強度59
3.4 海洋生物復雜介質的波動聲學62
3.4.1 海洋生物復雜介質的聲傳播理論62
3.4.2 齒鯨多相聲學結構對聲波束的聯(lián)合調控64
3.4.3 海豚復雜介質的聲阻抗匹配68
本章習題72
參考文獻72
第4章 海洋中的聲折射74
4.1 正聲速梯度和表面聲道74
4.1.1 表面聲道的聲傳播特性75
4.1.2 表面聲道的聲強特性79
4.2 負聲速梯度和反聲道80
4.3 深海躍變層84
4.4 深海聲道87
4.4.1 深海聲道的聲傳播特性88
4.4.2 深海聲道的聲傳播時間90
4.4.3 深海聲道的會聚區(qū)和聲影區(qū)92
4.5 徑向聲速梯度海水介質中的聲傳播94
本章習題96
參考文獻97
第5章 海洋層狀介質中的聲傳播99
5.1 海面對聲傳播的影響99
5.2 淺海均勻聲場的聲傳播102
5.2.1 硬底淺海均勻聲場102
5.2.2 淺海均勻聲場的虛源描述108
5.2.3 淺海均勻聲場的簡正波與虛源描述的聯(lián)系110
5.2.4 淺海均勻聲場的聲強特性114
5.3 海底對聲傳播的影響116
5.4 多層介質中的聲傳播123
5.5 水聲超材料125
5.5.1 水聲隱身斗篷126
5.5.2 水下波束形成128
5.5.3 水下拓撲聲學和吸收器130
本章習題132
參考文獻132
第6章 海洋中的聲散射和混響135
6.1 海洋中的聲散射136
6.1.1 懸浮顆粒的聲散射136
6.1.2 氣泡的聲散射141
6.1.3 不規(guī)則形狀目標的聲散射145
6.1.4 水生生物的聲散射147
6.2 目標強度148
6.2.1 簡單形狀物體的目標強度149
6.2.2 漁業(yè)資源聲學評估調查方法152
6.2.3 目標強度的實驗測量153
6.3 海洋中的混響155
6.3.1 體積混響157
6.3.2 海面混響161
6.3.3 海底混響164
6.4 海豚目標探測168
本章習題172
參考文獻172
第7章 海洋中的噪聲174
7.1 噪聲頻譜分析175
7.2 艦船噪聲177
7.2.1 艦船的輻射噪聲178
7.2.2 艦船的自噪聲180
7.3 海洋環(huán)境噪聲182
7.3.1 海洋中的自然噪聲182
7.3.2 深海環(huán)境噪聲譜184
7.3.3 海洋環(huán)境噪聲指向性186
7.4 海洋生物噪聲187
7.4.1 大黃魚噪聲187
7.4.2 鼓蝦噪聲189
7.4.3 海豚噪聲191
本章習題194
參考文獻194
第8章 聲吶方程197
8.1 聲吶方程的建立197
8.1.1 聲吶197
8.1.2 主動聲吶方程198
8.1.3 被動聲吶方程205
8.1.4 聲吶方程的建立206
8.2 聲吶參數(shù)與組合聲吶參數(shù)208
8.3 聲吶方程的應用210
8.4 海豚生物聲吶簡介214
8.4.1 聲源級215
8.4.2 指向性指數(shù)216
8.4.3 目標強度218
8.4.4 探測閾值219
本章習題221
參考文獻223
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