水声传播简正波计算

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水声传播简正波计算

详 情 说 明

水声传播简正波计算是研究水下声学传播特性的重要方法之一，广泛应用于海洋声学、水下通信和声呐探测等领域。其核心思想是通过分解声场为一系列简正波模式，进而分析声波在水中的传播行为。

采用Chebyshev近似方法进行简正波计算，可以提高数值稳定性和计算效率。该方法通过正交多项式逼近声速剖面的变化，优化了传统射线追踪或有限差分法的计算复杂度，尤其适用于分层介质中的声场模式分析。

计算流程通常包括以下关键步骤：首先，建立水下声速剖面模型，描述声波在不同深度的传播速度变化；其次，利用Chebyshev多项式展开对微分方程进行离散化；最后，求解特征值问题以得到各阶简正波对应的传播模式和衰减特性。

该方法优势在于能适应复杂的海洋环境，如温跃层或盐度突变层，同时保持较高的计算精度。对于远距离水声传播仿真或低频声学分析，Chebyshev简正波模型已成为一种可靠的数值工具。