脉冲与连续声源激发的Scholte波频散特性研究

吴其彪; 池晴佳; 林永水; 陈威

应用力学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5) : 1165 -1173.

吴其彪, 池晴佳, 林永水, 陈威

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摘要

浅海中声源激发的Scholte波频散及极化特性对于目标探测有着重要意义，当前对脉冲与连续点声源激发的Scholte波认识仍不够充分。分别运用简正波理论，时域有限元模型结合小波变换对这两种声源激发的Scholte波进行研究。首先基于浅海半无限弹性海底声场模型，利用简正波理论分析了Scholte波的频散特性，得出硬质海底和软质海底条件下Scholte波都存在频散现象。然后，利用时域有限元模型结合小波变换探究了脉冲与连续声源激发的Scholte波频散和质点运动轨迹的极化特性。结果表明，从时频分析看，两种声源在硬质海底时均可观察到Scholte波的频散现象。连续声源在软质海底时可观察到Scholte波的频散，但脉冲声源难以观察频散现象。从Scholte波极化特性看，脉冲声源激发的Scholte波椭圆率先减小后增大，连续声源下的椭圆率保持稳定;脉冲声源激发的Scholte波在硬质海底下以垂直振动为主;连续声源激发的Scholte波在硬质海底下以垂直振动为主，在软质海底下以水平振动为主。研究结果可为浅海中脉冲与连续声源的探测提供初步依据。