还剩2页未读,继续阅读
文本内容:
水声学基础Fundamental ofHydroacoustics
一、课程基本情况课程类别学科基础课课程学分4学分课程总学时64学时,其中讲课60学时,实验0学时,上机4学时课程性质必修开课学期第4学期先修课程大学物理适用专业海洋技术专业教材声学基础,杜功焕等编著,上海科学技术出版社,第三版2001年水声学原理,刘伯胜雷家煜,哈尔滨工程大学出版社,第四版2010年开课单位海洋科学学院海洋技术专业
二、课程性质、教学目标和任务(-)课程性质学科基础必修课
(二)教学目标水声学基础课程是海洋技术专业的一门专业基础课目前,水声学在海洋研究应用和军事应用方面起着极为重要的作用本课程首先从声学基础知识开始,打好声学,振动学的知识基础重点介绍水声物理的基础知识,为后续的专业课程学习和进一步的水声研究工作打好基础本课程侧重点包括两大块,一是声学基础,二是水声原理通过这门课的学习,使学生系统学习声学的基本知识以及水声物理的基本原理,掌握振动的本质,声波的基本性质,声波的传播、辐射等基本原理,同时扩展到水声发射、水声传播和接收的基本原理,为学生毕业后从事相关的工作和学习打下良好基础
(三)教学任务水声学基础课程是海洋技术的一门专业基础课水声学是声学学科的分支同时水声学也是声学的专业基础课程通过这门课的学习,要求学生掌握声波的基本特性与传播规律,了解水下声波的产生、传播和接收的基本原理,了解其在相关领域的应用情况,并通过习作课,初步掌握声波及水声的产生、传播和接收过程的理论计算和原理仿真技能
三、教学内容和要求
(一)绪论学时数2其中课时
21、主要内容概述声学涵盖研究及应用领域,简介声学基础教学内容、要求及学习方法了解水声学的发展与应用
2、教学要求了解所授教学内容,明了学习方向
3、重点、难点无
4、上机和实验无
(二)第一章振动学学时数8,其中课时
81、主要内容质点的自由振动、衰减振动、强迫振动及周期力激励的强迫振动弹性体振动学
2、教学要求掌握质点振动的分析方法及振动规律掌握弹性体振动的解析方法,理解结构振动的简正振动模态和简正频率
3、重点、难点理解质点系统固有频率的物理意义及应用
4、上机和实验无
(三)第二章声波的基本性质学时数8,其中课时
81、主要内容声压的基本概念,理想流体介质中的声波方程,平面波的基本性质,声场中的能量关系,声压级与声强级,声波的反射、折射与透射,隔声的基本规律,声波的干涉
2、教学要求掌握理想流体介质中小振幅波声波方程的推导,掌握平面声波在平面界面上反射、透折与折射的分析方法和规律,掌握隔声的分析方法和规律;掌握线性声学中声学量的定义及意义
3、重点、难点声波的干涉
4、上机和实验无
(四)第三章声波在管中的传播学时数6,其中课时
61、主要内容波导管理论,非刚性壁管,均匀的有限长管,突变截面管
2、教学耍求掌握声波导理论,掌握均匀的有限长管、突变截面管中平面波传播的条件和分析方法,了解非刚性壁管中声传播分析方法及规律
3、重点、难点理解简正波的概念机物理意义
4、上机和实验无
(五)第四章声波的辐射学时数6,其中课时4,实验
21、主要内容脉动球源的辐射,声偶极辐射,同相小球源的辐射,点声源,无限大障板上圆形活塞的辐射,球形声源的辐射
2、教学要求掌握脉动球源、声偶极子、同相小球辐射声场的分析方法,掌握脉动球源、偶极子声源辐射声场的分布规律,掌握点声源的应用方法及意义,理解无限大障板上圆形活塞的辐射场的分布规律,掌握球形声源辐射分析方法
3、重点、难点理解声辐射远场、近场的判断方法及意义,理解辐射阻抗的意义
4、上机和实验用MATLAB编程仿真计算圆形活塞平面辐射器的声场
(六)第五章声波的接受与散射学时数4,其中课时
41、主要内容声波的散射,声波的接收原理
2、教学要求掌握平面波入射下刚性球散射的理论分析方法,理解散射场的波动意义,理解声波接收的一般原理
3、重点、难点无
4、上机和实验无
(七)第六章海洋的声学特性学时数4,其中课时
41、主要内容海水中的声速;海水中的声吸收;海底和海面的声学特性
2、教学要求掌握海水中声速分布及其起因,掌握海底的声反射系数;理解海水声波吸收过程,理解声吸收的复数描述方法;了解海面的声学特性
3、重点、难点海水中声速分布和海底声反射系数;海底声反射系数
4、上机和实验无
(八)第七章海洋中的声传播理论学时数6,其中课时4,实验
21、主要内容海洋波动方程的波动解;波动方程的射线解;分层介质中的射线声学
2、教学要求掌握波动方程的波动解和射线解,理解简正波和声线概念;了解声声线图的应用
3、重点、难点均匀硬底浅海声场的波动解和分层介质中的射线解
4、上机和实验用MATLAB编程绘制声线图
(九)第八章典型传播条件下的声场学时数6,其中课时
61、主要内容表面声道中的声场;波动解和射线解的平滑平均处理方法
2、教学要求掌握表面声道中的声场,掌握波动解和射线解的平滑平均处理方法;理解平滑平均处理方法;了解射线解的平滑平均处理方法在典型传播条件下的应用
3、重点、难点表面声道中的声场,射线解的平滑平均处理方法
4、上机和实验无
(十)第九章声波在目标上的反射和散射学时数6,其中课时
61、主要内容目标强度的定义、特征和实验测量方法,具有一定对称结构散射体的散射声场
2、教学要求掌握目标强度的定义、特征和实验测量方法,掌握具有一定对称结构散射体的散射声场;理解刚性大球目标强度的计算方法;了解常见目标目标强度的特征
3、重点、难点目标强度的定义、特征和实验测量方法;均匀硬底浅海声场的波动解和分层介质中的射线解散射声场计算时边界条件的应用
4、上机和实验无
(十一)第十章电一力一声类比学时数4,其中课时
41、主要内容机械系统的机电类比,声学系统的电声类比,电声系统的电力声类比
2、教学要求掌握电声系统的电力声类比电路图的画法,了解由电力声类比电路图对电声系统进行分析的方法
3、重点、难点电-力-声的转化
4、上机和实验无十二第十一章海洋中的混响和噪声学时数4其中课时
41、主要内容体积混响、海面混响和海底混响的计算方法,海水中气泡的声学特性海洋环境噪声,舰船和鱼雷的辐射噪声,舰船、潜艇和鱼雷的自噪声
2、教学要求掌握体积混响、海面混响和海底混响的计算方法,掌握海水中气泡的声学特性;理解气泡散射特性的电力声类比方法;了解混响的统计特征掌握舰船和鱼雷的辐射噪声和自噪声的特征;理解舰船和鱼雷的辐射噪声和自噪声的成因;了解舰船噪声的控制方法
3、重点、难点海水中气泡的声学特性;气泡散射特性的电力声类比方法舰船和鱼雷的辐射噪声和自噪声的成因
4、上机和实验无
四、课程考核1作业等实验和上机2次;作业8次,课程论文无,期中考试1次,期末考试1次2考核方式闭卷考试3总评成绩计算方式课程考核成绩由平时成绩和期中,期末考试成绩构成,平时成绩根据出勤、课堂讨论、课后作业、实验成绩等评定考核各部分比重平时成绩40%,期中考试30%,期末考试30%
五、参考书目
[1].何祚庸等,声学理论基础,国防工业出版社,1981
[2].尚尔昌,水声学,科学出版社,1985o
[3].Robert.J.Urick,Principles ofUnderwater Sound,3rd edition,1996。