海洋魚類散射特性的研究【開題報(bào)告】

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告海洋技術(shù)海洋魚類散射特性的研究一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義探測(cè)水下目標(biāo)是依靠主動(dòng)聲納接收來(lái)自目標(biāo)的回聲信號(hào)而實(shí)現(xiàn)的,故而,被測(cè)目標(biāo)的聲學(xué)特性對(duì)目標(biāo)檢測(cè)有著十分重要的作用。另外結(jié)構(gòu)的聲-振動(dòng)力響應(yīng)也是評(píng)價(jià)水下目標(biāo)結(jié)構(gòu)和材料屬性的重要手段之一。傳統(tǒng)的解析方法可以得出幾何形狀簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)散射聲場(chǎng),而對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的彈性結(jié)構(gòu),解析法求解存在很大困難。聲波在人體組織和其他動(dòng)物體組織中傳播的研究大都集中在超聲頻段，且絕大多數(shù)以醫(yī)學(xué)研究為目的，對(duì)蛙人和海洋哺乳動(dòng)物聲散射的研究很少；國(guó)內(nèi)目前尚沒(méi)有對(duì)海豚或蛙人回波特性的研究，無(wú)法滿

2、足現(xiàn)代的防御需要。相關(guān)人員通過(guò)理論建模得到：(1)對(duì)于75kHz的聲波，海豚的目標(biāo)強(qiáng)度約-25.8dB，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟AuW.L.的實(shí)驗(yàn)結(jié)果大致相符；(2)海豚的球殼散射模型對(duì)于頻率在75kHz左右的聲波是適用的。但是在幾十kHz以下的相對(duì)低頻不再適用，在此頻段內(nèi)，對(duì)海豚反向散射起主要作用的肺器官可能存在其他的聲波散射機(jī)理，比如肺泡的共振，使得海豚的反向散射目標(biāo)強(qiáng)度大大增強(qiáng)；當(dāng)頻率甚高時(shí)，外圍的肌肉、脂肪和骨骼等組織將“屏蔽”肺器官對(duì)回波的影響，球殼散射模型也不再適用。球殼散射模型適用頻段范圍約為幾十kHz～一百kHz。國(guó)內(nèi)對(duì)海水中浮游植物的光學(xué)特性的研

3、究因?qū)嶒?yàn)設(shè)備的限制,多集中于對(duì)吸收、衰減實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)貧乏,在理論計(jì)算方面的研究更是欠缺。20世紀(jì)50年代,James詳細(xì)研究了實(shí)心圓柱和球體的散射情況。在此之后,結(jié)構(gòu)的聲散射分析有了很大的發(fā)展,Moser和Herbert用解析法分析了有限長(zhǎng)加肋柱狀結(jié)構(gòu)的聲散射情況。由于解析法求解散射問(wèn)題存在很大局限性,目前研究多采用數(shù)值方法或者解析法和數(shù)值法結(jié)合的方法。邊界元方法自20世紀(jì)60年代出現(xiàn)開始就在聲學(xué)研究中顯示了巨大的作用。T.W.Wu]在其著作中詳細(xì)介紹了邊界元的基本理論和計(jì)算方法。Estorff的著作中介紹聲學(xué)邊界元技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展。在

4、復(fù)雜彈性結(jié)構(gòu)聲散射問(wèn)題中,學(xué)者們已做出了一定的探索。目前國(guó)內(nèi)利用有限元?邊界元結(jié)合的方法主要用于結(jié)構(gòu)聲輻射的研究中，而對(duì)水下彈性結(jié)構(gòu)散射問(wèn)題研究較少。通過(guò)對(duì)該課題的研究和探討，可以深化對(duì)散射特性的學(xué)習(xí)和把握，努力探求海洋魚類的聲學(xué)散射特性；通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外海洋魚類散射特性研究的歷史與現(xiàn)狀比較分析，總結(jié)并得出我國(guó)海洋魚類散射特性的研究方法和改進(jìn)措施；同時(shí)系統(tǒng)檢驗(yàn)自己對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，尤其是對(duì)聲學(xué)領(lǐng)域的研究能力及實(shí)踐能力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,水聲學(xué)的應(yīng)用在不斷擴(kuò)大。至今,它的主要應(yīng)用仍是反潛戰(zhàn)。60年代出現(xiàn)了海洋聲學(xué)，70年代出現(xiàn)了聲學(xué)海洋學(xué)的術(shù)語(yǔ),這說(shuō)明

5、原先用于軍事目的的水聲尖端技術(shù)已經(jīng)在海洋學(xué)領(lǐng)域取得了進(jìn)展。所以海洋魚類的散射特性研究對(duì)我國(guó)的軍事、民用以及經(jīng)濟(jì)都將起重大作用；該課題是聲學(xué)領(lǐng)域研究的客觀要求，它的研究擴(kuò)大了聲學(xué)在海洋的應(yīng)用范圍；海洋魚類散射特性的研究對(duì)提高我國(guó)的綜合國(guó)力、加快我國(guó)的海洋漁業(yè)資源進(jìn)程有著重要意義。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題：1、論文的基本內(nèi)容確定所研究的海洋魚類的具體種類；了解國(guó)內(nèi)外的研究成果，從中獲得有用信息；2、擬解決的主要問(wèn)題（1）了解各種海洋生物的散射特性；（2）根據(jù)分析不同海洋生物的散射特性，歸納出海洋魚類散射的共同特性及不同點(diǎn)，作出總結(jié)。三、研究步驟

6、、方法及措施：（1）制定論文完成的進(jìn)度規(guī)劃，合理安排寫作時(shí)間；（2）了解論文的研究背景，進(jìn)行論文相關(guān)文獻(xiàn)資料的收集；（3）對(duì)搜集到的文獻(xiàn)資料進(jìn)行整理、分析和對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；（4）緊扣論文主題，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)一步歸納、總結(jié)、提升，并提出自己的見(jiàn)解，最后得出論文的研究性結(jié)論。四、參考文獻(xiàn)[1]鄒春平,陳端石,華宏星《船舶水下輻射噪聲特性研究[J]》船舶力學(xué),2004,8(1):113～1241[2]　張波，馬戎成，劉文章《海豚聲散射特性的理論建模及實(shí)驗(yàn)研究》《應(yīng)用聲學(xué)》第29卷第2期2010年3月[3]黃培康,殷紅成,許小劍.雷達(dá)目標(biāo)特性[M].北京

7、:電子工業(yè)出版社,2005:80284.[4]雷　波,楊坤德,李云飛.利用前向散射實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測(cè)[C]//2007年中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.武漢:中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì),2007.[5]DariuszStramski,DaleA.Kiefer.lightscatteringbymicroorgan2ismsintheopenocean[J].ProgOceanorg,1991,28:343—383.[6]何祚鏞,趙玉芳.聲學(xué)理論基礎(chǔ).北京:國(guó)防工業(yè)出版社.1981:315-318.[7]JamesJ,FaranJr1SoundScatteringb

8、ySolidCylindersandSpheres[J]1AcoustSocAm,1951;2