本书回顾了国内外声呐技术和声呐系统的发展历程,阐述了声呐系统战技指标,分析了声呐方程和声呐系统组成要素,剖析了声呐信号产生与发射、接收调理、采样、并行信号处理、环境模拟等电路的工作原理、相关理论技术和工程实现要素,列举了声呐系统中典型的时域、频域与空域滤波算法以及主、被动声呐信号基本检测算法。书中给出了翔实的科研案例,向读者展示声呐电子系统实现的软硬件方案,从理论、技术、实现、测试及应用等方面全方位、全链条贯通示范声呐电子系统设计过程。
混沌现象普遍存在于自然界,在水声工程领域,科研人员已经从海洋背景噪声、混响以及水下目标辐射噪声等水声信号中发现了混沌。开展水声信号的混沌研究,可为水下目标信号检测、目标特征提取分类提供新的理论和方法。本书在非线性动力学系统理论的基础上,介绍了非线性系统稳定性与混沌之间的关系,初步分析了非线性系统产生混沌的机理,分别从数学和物理两个方面给出了混沌的定义。以相空间重构理论为基础,介绍了李雅普诺夫指数、分形维数、熵等混沌特征参数的定义和计算方法,并给出了近年来国内同行在水声信号混沌研究领域取得的一些最新成果,包括基于混沌振子的复杂海洋环境低信噪比水下微弱目标信号检测方法和基于熵特征的舰船辐射噪声复杂度分析。
本书利用Markov随机场理论对水下声呐图像处理所涉及的图像分割、图像识别和图像配准等问题进行系统的研究。全书首先从传感器数据采集的角度对声呐图像进行简洁直观的介绍。接着以声呐图像分割为应用背景对Markov随机场、条件随机场、均值场以及它们之间的关系进行全面深入的推导和阐述。后,将随机场理论引入互信息,介绍一种基于外周互信息的前视声呐图像配准方法。水下环境的特殊性造成了感知数据的特异性。本书注意到了将通用的随机场理论引入实际水下声呐图像处理领域所带来的适应性问题,对此进行了深入的分析并提出相应的解决方案。
本书系统地介绍水声换能器及基阵的建模计算与设计方法。全书共11章,主要包括绪论,压电材料的性质,换能器的等效电路分析、有限元建模和边界元建模,换能器及基阵声辐射建模与计算,几种典型水声换能器的建模与设计以及水声换能器共形阵发射波束优化。书中融入了作者多年来从事水声换能器及基阵建模计算与设计方面科研工作的实际经验,内容深入浅出,注重理论与实践结合,仿真计算与实验验证结合,系统性与创新性结合。
本书系统介绍了流体介质中声波的激发、传播、接收和调控的基本原理和分析方法。主要内容包括:理想流体中声波的基本性质;声波的辐射、散射和衍射;管道和腔体中的声场;非理想介质中的声波;层状和运动介质中的声传播以及有限振幅声波的传播及其物理效应。 本书分上下两卷,上卷第1~4章,下卷第5~10章。
本书结合作者所在团队的部分研究成果,论述当代**的求解流体和声学系统的格子Boltzmann方法和计算气动声学的数学理论及数值算法,从格子Boltzmann方法的建模思路与计算气动声学的特征要求建立两者的紧密联系,系统地介绍高保真度气动声学模拟所需的关键技术。本书共7章,主要内容包括计算气动声学发展历程、格子Boltzmann方法理论基础、间断Galerkin格子Boltzmann方法、高精度有限差分格子Boltzmann方法、时间积分方法、无反射边界条件、直接数值模拟等。
本书是一本介绍超声换能器的理论专著,内容涉及有关超声换能器的所有内容,其中许多章节是作者多年来从事科研和教学实践的总结。书中紧紧围绕超声换能器这一内容,对各种类型的超声换能器,从基础知识到理论分析、从设计计算到实际应用以及该领域的最新发展进行了详细的论述,条理分明,深入浅出。 全书共分12章,第1章是绪论,对超声换能器的基本概念进行了简要的介绍;第2章至第11章对10种不同类型的超声换能器进行了介绍;第12章对超声换能器的电学和声学匹配进行了分析;最后给出了相关的参考文献,以供读者查阅。
本书系统总结了声学的基本现象、基础理论和处理问题的重要方法,并对声学的发展方向作了展望和预测。全书共15章,每章后均配有习题供读者练习。读者通过学习本书能够对声学的基本现象、基础理论和重要方法有全面的理解,并能够开拓视野进而提高自己的工作能力。
本书系统介绍了流体介质中声波的激发、传播、接收和调控的基本原理和分析方法。主要内容包括:理想流体中声波的基本性质;声波的辐射、散射和衍射;管道和腔体中的声场;非理想介质中的声波;层状和运动介质中的声传播以及有限振幅声波的传播及其物理效应。 本书分上下两卷,上卷第1~4章,下卷第5~10章。
本书是作者在多年从事水声学理论研究与工程应用工作的基础上写成的专著,系统地阐述了水下无人航行器水声感知技术的发展与应用。全书共8章,主要包括绪论、避障声呐技术、测流测速声呐技术、侧扫声呐技术、测深侧扫声呐技术、多波束测深技术、浅地层剖面测量技术及水声通信技术,内容基本覆盖了水下无人航行器水声感知技术知识与发展动向。
本书着重从声场分析的观点,系统地论述近代水声学的基础理论。全书共分十二章。第一章简述水声场的信息结构,并建立声呐方程;第二章简述作为水声信道的海洋介质的某些特性;第三章讨论水声场的基本概念及理论方法,并较详细地讨论简正波与射线之间的变换问题;第四、五章对典型声场作理论分析,在浅海声场的分析中,使用边界反射损失的“三参数”模型,用“过渡距离”的分析方法讨论平均场强结构,并用简正波理论分析深海声场中的“反转点会聚区气第六章讨论海洋中的背景场,介绍由传播算子构成噪声场时空相关函数的理论,并讨论、浅海远程混响问题;第七、八、九章讨论目标源的特性,信号场的散射与起伏,声场数值预报与信道匹配问题;第十、十一章讨论水声信号处理问题,着重介绍声场的最佳时空处理问题,并对近代水声探测系统作了
声弹性作为力学与声学交叉研究的一个分支,主要研究弹性结构耦合振动和声辐射特征及规律。《声弹性理论与方法.下卷》全面系统介绍结构声弹性理论及振动和声辐射计算与建模方法,注重理论性、规律性和应用性。《声弹性理论与方法.下卷》分为上下两卷,上卷第1~6章,下卷第7~10章。下卷介绍数值方法和统计方法,主要针对任意形状弹性结构耦合振动和声辐射,介绍有限元和边界元方法、等效源法、无限元法、半解析/半数值法及解析/数值混合等低频方法,统计能量法,功率流法及数值与统计混合法等中高频方法,还介绍弹性腔体结构内部声场及声弹性耦合模型和求解方法。
目标识别是水声探测中的重要技术环节,也是一项难题。利用深度学习理论开展水声目标信号特征学习与分类识别,已成为当前的研究热点。本书总结了作者及课题组近年来利用深度学习理论开展水中目标识别研究的成果。首先,探讨了典型深度学习模型应用于水中目标识别的可行性问题,在此基础上分别研究了卷积神经网络、循环神经网络、深度卷积生成对抗网络的原理、构建方法、参数优化方法及应用实例。其次,在不同信噪比等条件下,对深度神经网络与传统方法以及不同的深度神经网络进行了对比分析,提出了改进方法,并进一步探讨了深度半监督和无监督水中目标分类识别方法及参数联合优化方法。最后,从功能需求、技术指标、关键技术等角度指出了智能水中目标识别技术的发展方向。
本书主要介绍MIMO声呐成像原理与技术,主要内容包括声呐成像基本原理、MIMO声呐成像基本原理、基于虚拟阵列的MIMO声呐成像方法、基于带宽合成的MIMO声呐成像方法、基于低运算量处理的MIMO声呐成像方法、基于时间分集的MIMO声呐成像方法、基于解卷积的MIMO声呐成像方法等。在介绍MIMO声呐成像原理的同时,给出不同成像方式(二维成像、三维成像、条带式测深与扫海等)所需的阵型、波形、回波处理流程,建立了完整的方法体系,为实现小尺寸、低成本、高分辨成像奠定原理和方法基础。
本书对各种声学现象进行了清晰的解释,且提供了实用的房间声学设计方法,同时本书还涉及了全新的测量方法和软件。它让读者了解到,如何进行声学测量、房间尺寸选择,如何摆放扬声器、分析频率响应曲线,以及如何设计安装吸声体和扩散体。读者还将会了解到,如何调节房间的混响时间、减小外部噪声,以及如何运用心理声学的概念。借助于两位声学专家的洞察力,我们可以建造属于自己的声学环境,例如录音棚、控制室以及家庭听音室。 本书包含了以下内容: ? 如何确定开放和封闭空间的声音传播。 ? 如何测量声压级。 ? 如何分析房间模式的共振特征。 ? 如何对房间进行装修,以获得zui佳的早期反射声、混响时间和扩散。 ? 如何降低声学失真、梳状滤波效应以及HVAC噪声。 ? 如何构建一间高品质的立体声和环绕声听音室。 ? 如何设计专业的录音棚和控制
全书共8章,第1~4章为第一板块,以仿真发展历史与国内行业现状为开端,介绍了进行有限元仿真的基础条件,对COMSOL多物理场计算的基础知识给出了系统的讲解:对数学理论知识,譬如有限元理论、高等数学基础、数值分析等基本概念进行了详细介绍;对COMSOL常规建模流程进行了简要阐述,包括函数定义、几何建模、材料定义、网格划分和求解器设置等,同时对COMSOL中控制方程和边界条件的含义和应用做了介绍;对COMSOL的优势即多场耦合概念及耦合方法进行了阐述;对COMSOL的软件操作方法、界面功能、网格剖分等知识进行了系统讲解。第5~8章为第二板块,从应用最为广泛的四大领域入手,逐一介绍了计算流体力学、电磁学、结构力学和电化学模块,总计13个案例,按照由浅入深的顺序排序,较为详细地讲解了每一个操作步骤,使初学者可通过对照练习理解软件使用技巧。对于每