2007-水聲學(xué)原理試題+答案

中國海洋大學(xué)命題專用紙(首頁) 。(2%)B.中國海洋大學(xué)命題專用紙(首頁) 。(2%)B.流噪聲、自噪聲和螺旋槳噪聲。D.自噪聲、機械噪聲和螺旋槳噪聲。B.體積混響、海底混響和海面混響。D.海面混響、海底混響和異地混響。第4題圖z*************************************************************線**************訂***************裝********************************專業(yè)年級海洋技術(shù) 學(xué)號 姓名 授課教師宋志杰分?jǐn)?shù)一■、選擇題(36%)下面各小題中只有一個表述是正確的。選擇正確答案相應(yīng)的字母填于空格處。.艦艇輻射噪聲由三部分組成，其中包括A.流噪聲、自噪聲和機械噪聲。C.流噪聲、螺旋槳噪聲和機械噪聲。.海洋混響包括。(2%)A.體積混響、本地混響和海面混響。C.體積混響、海底混響和異地混響。.兩列同向傳播、聲強均為 20dB且完全相干的一維平面波疊加在一起后，可能的聲強最大值和最小值分別為。55%)TOC\o"1-5"\h\zA.80dB和40dB。B.80dB和0dB。 八 C⑵c . 如 0 7 "C.23dB和0dB。 D.26dB和-七dB。.如右圖所示聲速剖面，聲源位于聲道軸 Z0=200m上。 / z0海面處C(0)=1520m/s,海底處C(H)=1540m/s,C(z0) \二1500m/s。一條自聲源出發(fā)、初始掠角為 10o[cos(10 \0)=0.9848]的聲線將。(4%)A.在聲道軸上方被海面反射、在聲道軸上下方被海底反射。B.在聲道軸上方反轉(zhuǎn)、在聲道軸上下方被海底反射。C.在聲道軸上方被海面反射、在聲道軸上下方反轉(zhuǎn)。D.在聲道軸上方反轉(zhuǎn)、在聲道軸上下方反轉(zhuǎn)。.平面波入射到兩均勻介質(zhì)分界面上，如右圖所。(4%)示。設(shè)滿足在第2。(4%)授課教師朱志杰命題教師或命題負責(zé)人簽字院系負責(zé)人簽字年月曰中國海洋大學(xué)命題專用紙（附頁1）2006/07學(xué)年第2學(xué)期試題名稱：水聲學(xué)原理 （A） 共3頁第2頁A.沿z軸反方向傳播，沿x軸正方向振幅衰減。B.沿x軸正方向傳播，沿x軸正方向振幅衰減。A.沿z軸反方向傳播，沿x軸正方向振幅衰減。B.沿x軸正方向傳播，沿x軸正方向振幅衰減。C.沿x軸正方向傳播，沿z軸反方向振幅衰減。D.沿z軸反方向傳播，沿z軸反方向振幅衰減。.在水平不變(聲速剖面和海區(qū)深度不隨經(jīng)、緯度變化)的分層海水介質(zhì)中,c(x,y,z)=c(z)。對于給定號數(shù) n的簡正波，其水平波數(shù)為 二、垂直波數(shù)為kzn滿足。(4%)A.。上n不隨深度變化，kzn也不隨深度變化。B.二不隨深度變化，kzn隨深度變化。C.t隨深度變化，kzn也隨深度變化。D.二隨深度變化，kzn不隨深度變化。.波矢量k的某一分量，如kx,為復(fù)數(shù)，表示。(3%)A.沿x方向，該列波相位躍變。.沿x方向，該列波振幅衰減。C.沿x方向，該列波同時存在相位躍變和振幅衰減。D.沿x方向，該列波不存在相位躍變和振幅衰減。TOC\o"1-5"\h\z8.目標(biāo)強度可能大于0。這一現(xiàn)象的數(shù)學(xué)起因是把散射聲強折算到距離聲學(xué)中心 1m處造成的。這一現(xiàn)象的物理本質(zhì)是。(4%)A.目標(biāo)的表面積大使得散射截面大，可能引起目標(biāo)強度大于 0。B.目標(biāo)的材料不同使得散射截面不同，可能引起目標(biāo)強度大于 0。C.目標(biāo)的形狀不同使得散射截面不同，可能引起目標(biāo)強度大于 0。D.A.、B.和C.共同引起目標(biāo)強度可能大于 0。.在海水中遠距離處水接收聲脈沖，接收波形的前、后沿(上升時間、下降時間)被拉長。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的最可能原因是。(4%)A.多途效應(yīng)。B.o干涉效應(yīng)。C.多普勒效應(yīng)。.小振幅近似下波動方程是線性的。這使得聲場滿足疊加原理。這表明 。(4%)中國海洋大學(xué)命題專用紙(附頁2)2006/07學(xué)年第2學(xué)期 試題名稱：水聲學(xué)原理 （A）A.聲強滿足疊加原理。B.聲壓滿足疊加原理。C.聲壓振幅滿足疊加原理。D.質(zhì)點振速振幅滿足疊加原理。二、簡要回答：（24%）1.平面波由第1介質(zhì)入射到兩均勻介質(zhì)分界面上，在第 2介質(zhì)中產(chǎn)生非均勻平面波的必要條件是什么？穿透深度和入射平面波頻率的關(guān)系？2.在計算水中小氣泡的散射聲場時，稱小氣泡為“空氣彈簧” ，為什么?3.以均勻硬底淺海聲場中某一號簡正波為例，描述（不討論具體的解）簡正波的物理圖象。三、證明在聲速線性分布層中聲線的軌跡是圓狐。（15%）四、應(yīng)答器法測量目標(biāo)強度。已知接收端水聽器接收到的應(yīng)答器信號與目標(biāo)回波的聲強差應(yīng)答器脈沖目標(biāo)回聲測量端水聽器接收信號應(yīng)答器脈沖入設(shè)脈沖目標(biāo)端水聽器接收信號r18dB第四題示意圖是3dB,目標(biāo)端水聽器接收到應(yīng)答器信號與發(fā)射脈沖信號的聲強差是18dB,求該目標(biāo)的目標(biāo)強度。（10%）五、已知靜止?fàn)顟B(tài)下，海水中聲速cw、密度Pw和靜壓力P0,水中氣泡內(nèi)空氣聲速Cs、密度Ps,氣泡半徑a；等效彈性系數(shù)Km=YRS；/V0,輻射聲阻Rs之PwS0（ka）2,共振質(zhì)量kaMs=PcS。一，作用于小氣泡的總壓力 F,其中&和V0分別為靜態(tài)時小氣泡的表面積和0體積，k=6/cw為水中波數(shù)，尸為熱容比，切為激發(fā)力的圓頻率。假設(shè)氣泡振動過程中無熱損耗，畫出氣泡振動類比電路，并求出氣泡的共振頻率。(15%)**************************************************線**************訂***************裝********************************中國海洋大學(xué)命題專用紙（首頁）2006/07學(xué)年第學(xué)期試題名稱：水聲學(xué)原理（B） 共2頁第1頁專業(yè)年級海洋技術(shù) 學(xué)號 姓名 授課教師宋志杰分?jǐn)?shù)判斷題（20%）判斷下列各題正確與否，在題后括號中用或“X”標(biāo)記。.聲輻射和接收方向性的物理起因是干涉現(xiàn)象。 （）.目標(biāo)強度可能為正值的物理起因是折算方法不同。 （）.由于能量守恒，兩列波疊加后的總聲強為兩列波各自聲強之和。 （）.波矢量為復(fù)數(shù)描述波傳播中產(chǎn)生的相位躍變。 （）.海水中混響和目標(biāo)回波都是由海水中不均勻物體散射引起的。 （）.多普勒頻移由目標(biāo)和接收載體的相對運動引起。 因此，聲傳播的頻率也由發(fā)射頻率及目標(biāo)和接收載體的相對運動確定。 （）.潛艇回波中有多“亮點”存在。這對應(yīng)著潛艇較為復(fù)雜的外形結(jié)構(gòu)。 （）.匯聚區(qū)起因于不同途徑傳播聲線的同相位疊加，即干涉效應(yīng)。 （）.海面混響起因于海面的不平整。 （）.反射系數(shù)為復(fù)數(shù)表示第二介質(zhì)對入射聲波有吸收作用。 （）簡要回答：（20%）.在表面聲道中，接收到的聲脈沖信號波形會產(chǎn)生上升時間拉長而下降時間很短的現(xiàn)象。簡要解釋這一現(xiàn)象。.主動聲納檢測信號，檢測近距離的目標(biāo)時，背景主要是混響；檢測較遠距離目標(biāo)時，背景主要是噪聲。根據(jù)聲納方程解釋這一現(xiàn)象。.為什么低頻近似條件下，小球的散射聲場主要集中在前幾階？.潛艇的目標(biāo)強度呈蝴蝶形狀。解釋這一現(xiàn)象。三、分析均勻海水介質(zhì)中臨近海面點源聲場的距離特性。 （20%）四、證明水中小氣泡的回復(fù)力可類比于彈簧。 （15%）五、已知在剛性小球（ka?1,低頻近似）條件下低階散射起主要作用。只考慮前兩一 a 1 ,j1 . ；_階，散射聲壓為ps電—P0—exp［j（切t—kr）］一［b0e2P0（cos9）+b1eH'P1（cos9）］,其, . .r. （kaka （ka）3中R（cos8）=1,P（cos8）=cos&,b°電——，b ,k=co/c為水中波數(shù)，6為圓頻率，P0為入射平面波聲壓幅值。求剛性小林J目標(biāo)強機 （25%）授課

教師宋志杰命題教師或命

題負責(zé)人簽字院系負責(zé)

人簽字年月日《水聲學(xué)原理》課程試題A答案一、選擇題1C.2B.3D.4C.5C.6B.7B.8D.9A.10B.二、簡答1要點：C2>C1且入射角大于臨界角；穿透深度隨頻率增加而減小。2要點：恢復(fù)力形式和彈簧一致。3要點：垂直方向駐波，水平方向行波。三、證明利用聲速線性分布和Snell定律出射線軌跡滿足圓方程或曲率為常數(shù)。四、解：TS=18-3=15dB五、①畫出等效電路。②利用運動方程推出共振頻率fr=，，回瓦。2二a心《水聲學(xué)原理》課程試題B答案一、判斷題V.2x.3x.4x.5V.6x.7，8V9x.10，.二、簡答1要點：上升時間長是因為多途效應(yīng)引起；靠近表面?zhèn)鞑サ穆暰€傳播速度最慢切聲線密度最大對應(yīng)著接收曲線最大值，之后不再有聲線到達，接收曲線突然下降。2要點：聲納接收信號的干擾噪聲是噪聲