本书讨论了声波在水中传播时的现象、规律及机理，为水声工程的科学研究、水声技术的不断发展和水声设备的性能提升提供了理论基础。本书以声呐方程为纲，除检测阈外，对方程中其余各项独立设章进行讨论。全书共9章，前8章分别讨论声呐方程、海洋的声学特性、海洋中的声传播理论、典型传播条件下的声传播、声波在声呐目标上的反射和散射、海洋中的混响、水下噪声、声传播起伏。本书最后一章简要介绍近些年来的部分水声科技进展。

本书描述了在推导声波动方程的过程中对声学物理量所做的严密的数量级估计和微小量近似，给出了积分表达、抛物线近似、非线性效应等多种表达形式的声方程，讨论了各方程的一维和多维、时域和频域等多种数值计算方法，并提供计算源程序和计算结果，书后附有参考文献。本书内容全面，过程详细，可读性和实践指导性强，形成了有特点的声学和计算方法的知识框架。

《水下无人航行器水声感知技术》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。《水下无人航行器水声感知技术》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。

本书系统而深入地介绍了水中静态目标声散射机理的主要理论及其信号处理算法，结合目标声散射的实验结果，建立了与水中目标声散射物理规律相匹配的信号分析与处理的框架。书中围绕水中目标声散射理论、信号处理技术及实验三个方面展开研究，主要内容包括水中目标声散射的基本概念、基本理论，以及声散射特性、目标声散射回波信号时频域特征、多角度声散射特征、水中目标声散射实验研究等。

随着科学技术的发展，数值计算在声学研究中的应用越来越广泛，计算声学已逐渐成为声学研究的一个重要分支。本书介绍计算声学多种方法的基本原理和实际步骤，主要包括角谱方法、有限差分法、射线跟踪法、有限元方法、格子气自动机及非线性声学的数值计算。重点介绍如何把基本的物理问题变换为计算机能够处理的形式，再选用合适的计算方法解决问题，同时给出了具体计算实例的源码，以方便读者学习和使用。

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。

本书以水声换能器测试与计量技术为核心，兼顾电声和超声换能器测量与应用技术等内容，在介绍声学测量基本概念、测试方法、测试装置组成等经典内容基础上，着重给出了近年来有关矢量水听器及其基阵校准方面的研究成果，内容详尽、系统性强，同时给出了在超声应用方面有关超声电机的前沿研究成果。

本书首先介绍了振动力学、声学和模态特性识别的基础知识;然后以汽车研发为例对声振相合技术进行了系统论述与实例分析，并融合了日本声振搞合领域经典的研究成果;后对振动控制、声学控制要点进行了系统论述。本书日文版是日本学术界一部经典著作。

本书介绍了应用声学领域中所涉及的声学计量与测量基本问题的原理和方法，主要包括声学计量基础知识、空气声计量、扬声器电声参数测量、超声计量、水声计量，以及测量不确定度与评定.本书在参考和总结现有声学计量与测量相关书籍的基础上，结合近年来声学计量与测量技术的新发展，参考**国际和我国以声学计量与测量技术和方法为主的标准、规程和规范，力求体现基本概念清晰、内容广泛新颖，反映**发展方向。

本书系统而深入地论述水中目标声散射的主要理论方法和现有成果，强调弹性声散射在水中目标散射中的作用。从主动声呐应用的角度出发，既照顾声呐工程应用的需求，又深入到结构声学的理论问题。内容包括基本概念和理论基础，基于Kirchhoff近似的目标几何声散射理论，弹性声散射中流体-固体耦合的共振和表面波特性，目标声散射预报的数值计算方法和近似计算方法，亮点模型和修正亮点模型，海洋波导中目标散射与传播的耦合以及模拟和海上试验的基本方法。

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。

装备结构服役时，受到温度、湿度、振动及噪声等多物理场的作用，其动态响应准确预测的难度显著增加。针对装备结构在复杂服役环境下的动态特性，《热结构的声振特性》通过理论建模、数值仿真和实验验证相结合，建立一套典型壁板结构在热环境下的声振特性分析方法，获得结构振动和声响应随温度的变化规律，从理论上解释演化过程的原因，揭示热载对结构动态特性的影响机理，发展针对几何非线性和高频响应预测问题的高效仿真计算方法，为复杂热结构的声振响应预测提供参考依据和技术手段，并对潮湿环境下复合材料壁板的声振特性进行讨论。

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。

本书以比较简明的方式向读者介绍水中物体前向声散射所涉及的基本理论、规律以及一些有实际应用价值的成果。全书共8章，主要讲述了自由空间中典型目标体前向散射声场特征、信道中目标穿越收发连线时前向散射引起的声场幅度和相位等的异常变化特征和规律，并针对直达波对前向散射波的强干扰，重点阐述了基于信道响应规律和直达波抑制原理的前向散射特征检测方法，进一步介绍了前向散射声场特征在目标距离估计中的初步应用和小目标体的散射声场特征及对其时反聚焦的影响。本书主要以作者所在课题组多年来对水中目标前向散射的研究成果为主，同时包含国内外研究成果。

本书系统介绍了声学边界元方法的基础理论及快速多极子加速求解的基本理论与核心算法，主要内容包括声学边界元方法理论基础，声学边界元方法、边界元有限元耦合方法、自由空间的快速多极子边界元方法理论，快速多极子边界元方法的若干专题，包括多联通域、半空间声学问题、声辐射模态分析和声学优化设计应用，以及丰富的计算分析案例。

本书基于回声状态网络ESN研究时间序列分类和预测问题：第一，分析了面向时间序列分析的ESN；第二，研究了基于DE和ESN的时间序列分类方法；第三，研究了基于BSA优化ESN的时间序列预测方法；第四，研究了基于组合ESN的时间序列预测方法；第五，设计了基于小波ESN的旅游需求预测模型；第六，构建了基于双储备池ESN的电力负荷预测模型；第七，设计了基于VMD和改进ESN的风速预测模型；第八，提出了基于Bagging和ESN的能源消费量预测。这些研究成果可以帮助行业和企业管理人员提高复杂数据环境下的预测水平。