MATLAB海洋声线传播轨迹可视化仿真系统

资 源 简 介

基于MATLAB开发的声线传播仿真工具，通过声学理论模型实现海洋环境中声波传播路径的可视化。支持自定义声速剖面、多声源定位和发射角度设置，直观展示声线在分层介质中的弯曲轨迹，适用于水下声学研究与教学演示。

详 情 说 明

海洋声线传播轨迹可视化仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于声线理论模型的海洋声波传播路径可视化仿真系统。系统通过射线声学理论，模拟在不同海洋环境参数下声波的传播路径，重点展现声速剖面变化引起的声线弯曲现象。该系统支持多声源定位、声线束发射角度设置，能够模拟声线在分层介质中的反射和折射行为，并提供声线传播时间计算与能量衰减分析功能，为水声工程领域的声传播特性研究提供直观的图形化分析工具。

功能特性

• 声线轨迹模拟：基于射线声学理论实现声线轨迹追踪算法，准确模拟声波在海洋中的传播路径。
• 环境参数适配：支持用户输入水深、温度剖面、盐度剖面等海洋环境参数，通过声速剖面插值处理反映真实海洋环境。
• 多声源与角度设置：可设置多个声源位置及声线束的发射角度范围，模拟复杂声源场景。
• 分层介质处理：采用Snell定律数值实现，模拟声线在分层介质中的反射与折射行为。
• 传播时间计算：计算并可视化声线传播时间分布。
• 能量衰减分析：提供声线能量衰减分析报告，评估传播损失。
• 结果可视化：输出二维/三维声线轨迹图、深度-距离关系曲线、转折点数据表格等多种结果形式。

使用方法

1. 准备输入参数：根据实际研究场景，准备海洋环境参数（水深、温度、盐度）、声源参数（深度、发射角度、频率）、海底参数（深度、底质特性）以及计算参数（步长、最大传播距离）。
2. 运行仿真程序：启动主程序，系统将自动加载参数并进行声线轨迹计算。
3. 查看与分析结果：系统生成声线轨迹图、传播时间分布图、深度-距离曲线、转折点数据表格及能量衰减报告，用户可据此进行声传播特性分析。

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11，Linux发行版，或macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 硬件建议：至少4GB内存，支持OpenGL的显卡以获得最佳三维可视化效果

文件说明

主程序文件承载了系统的核心功能，主要包括：初始化仿真环境与参数设置界面，调用声线轨迹追踪算法进行路径计算，处理海洋声速剖面数据并进行插值，依据Snell定律实现分层介质中的声线折射与反射判断，执行声线传播时间与能量衰减的数值分析，以及生成并管理各类可视化输出结果。