SSSA-BubbleScatter：基于小斜率散射理论的MATLAB海面气泡复合散射计算工具

资 源 简 介

本MATLAB程序基于小斜率散射理论，模拟海面与海底环境中的声波散射特性，整合气泡散射效应。可计算不同风速与波浪谱下的海面散射截面，并评估气泡层对海底反向散射强度的影响，适用于水下声学研究与海洋环境分析。

详 情 说 明

SSSA-BubbleScatter——基于小斜率散射理论的海面海底气泡复合散射计算程序

项目介绍

SSSA-BubbleScatter 是一款专业的水声物理计算程序，专用于模拟和分析复杂海洋环境（海面-水体-海底）中的声波散射特性。本程序核心创新在于将经典的小斜率近似（SSA）海面散射理论与气泡共振散射模型（Anderson理论）深度耦合，能够精确量化气泡存在对海面和海底声波散射的增强或抑制作用。适用于水声探测、海洋遥感、声纳性能评估等领域的研究与应用。

功能特性

• 多物理场耦合建模：综合考虑海面粗糙度、水体气泡层、海底底质属性等多种因素对声波传播与散射的影响。
• 精细化海况模拟：支持通过风速或有效波高定义海况，可选择PM或JONSWAP波浪谱模型来模拟不同海面粗糙度。
• 灵活的气泡参数化：用户可定义气泡层厚度、浓度及单峰或双峰等多种尺寸分布，分析气泡对散射的特定影响。
• 宽频带计算能力：支持1-100kHz频段内的声波散射计算，满足多种水声设备的工作频率范围。
• 丰富的输出与可视化：提供散射截面矩阵、反向散射曲线、频率响应谱及三维方向图等多种结果，便于深度分析。

使用方法

1. 设置计算参数：在主脚本中修改或通过输入界面设置环境、海况、声源及气泡等相关参数。
2. 执行计算：运行主程序，程序将依据设定参数进行核心散射计算。
3. 获取结果：计算结果将自动保存为指定格式的数据文件（如.mat, .txt）。
4. 结果可视化：程序内置绘图功能将自动生成并显示散射强度曲线、二维/三维散射分布图等。

系统要求

• 操作系统: Windows 10/11, Linux, 或 macOS。
• 软件环境: MATLAB R2018b 或更高版本。
• 硬件建议: 4GB以上内存，多核CPU以提升大规模计算效率。

文件说明

主程序文件集成了项目的全部核心计算与流程控制功能。它负责读取用户输入的各类环境与声学参数，据此调用内部函数计算海面与气泡的散射强度，并将两者进行符合物理规律的复合叠加，最终完成海底反向散射强度的求解。此外，它还管理着整个结果输出与图形化展示的过程，生成包括二维散射分布、角度响应曲线、三维方向图在内的多种分析图表。