水声学波动问题

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出版者:国防工业出版社
作者:何祚鏞
出品人:
页数:386
译者:
出版时间:1983
价格:1.85
装帧:
isbn号码:
丛书系列:
图书标签:
  • 水声
  • 水声学
  • 波动方程
  • 声波传播
  • 海洋声学
  • 数值模拟
  • 有限元
  • 边界元
  • 散射
  • 水下声学
  • 信号处理
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具体描述

《水声学波动问题》导读 这是一部专注于水下声波传播与现象的深度研究著作。书中并未涵盖诸如海洋生物学、海洋地质学或水下导航技术等其他领域的内容,而是将笔触完全聚焦于“声波”在水介质中的行为方式。 本书的核心论点围绕着声波在水中的传播规律展开。我们首先从声波的基本概念入手,详细阐述其在流体介质中的产生机制,包括声源的物理特性、振动模式以及声压和质点的相互关系。在此基础上,深入剖析影响声波传播的关键因素,如水的密度、压缩性和温度梯度。这些参数如何影响声速,以及由此产生的折射、反射和衍射现象,均在本书的早期章节得到了严谨的数学推导和物理解释。 一个重要的章节专门探讨了均匀和非均匀介质中的声波方程。我们将从最基础的波动方程开始,逐步引入声速随空间和时间的改变对声波传播的影响。例如,书中会详细分析在存在显著温度、盐度或深度变化的分层海洋环境中,声波路径的弯曲和声束的聚焦、散开现象。瑞利(Rayleigh)散射、米(Mie)散射等微观粒子对声波散射的理论模型,以及宏观尺度上的声波干涉和驻波形成,也是本书探讨的重点。 本书的另一核心部分在于研究多种“水声学波动问题”。这并非指具体应用的解决方案,而是指在理解声波传播过程中遇到的理论性难题和现象。例如,“声道”现象的成因及其对远距离声传播的影响,书中会运用惠更斯原理和费马原理进行解释。此外,还将深入分析“海底反射”和“海面反射”对接收到的声信号的叠加效应,以及多路径传播如何导致信号的衰衰落和失真。 在数学工具的应用上,本书偏重于求解波动方程的经典方法。傅里叶变换、拉普拉斯变换以及格林函数在求解特定边界条件下的声场分布中扮演着重要角色。同时,也可能涉及一些数值方法的原理介绍,但侧重点在于理论基础的阐述,而非具体的算法实现。书中还会探讨声波在复杂边界(如粗糙海底、冰面)下的散射理论,以及这些散射如何影响声场的统计特性。 本书的内容安排旨在为读者提供一个系统、深入的理论框架,理解水下声波传播的本质。我们不涉及实际的声纳系统设计、信号处理算法的优化,亦不讨论声学武器的运用或水下通信的编码技术。所有的讨论都聚焦于物理现象本身,以及描述这些现象的数学模型。 通过本书的学习,读者将能够掌握声波在水介质中传播的数学描述,理解影响传播过程的关键物理因素,并对水声学中存在的各类波动现象形成深刻的理论认识。这是一部面向对声学理论有浓厚兴趣,希望深入了解水下声波科学基础的读者的著作。

作者简介

何祚镛,教授。江苏南通人,中国水声界元老。1959年加入中国共产党。1951年毕业于复旦大学物理系。历任哈尔滨军事工程学院讲师,哈尔滨船舶工程学院副教授、教授、水声教研室主任。参加研制出我国首台自行设计的603水声探雷器,主持制定《水声换能器测量规程》,建立我国水声换能器高压校准系统。八十年代进行结构振动与噪声方面研究,“水下声基阵--接收相控阵”1986年获国家教委科技进步奖二等奖。撰有《互易参量计算和灵敏度修正》、《矩形复合板振动和散射声近场》等论文,主编《声学理论基础》。

目录信息

读后感

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用户评价

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读完《水声学波动问题》,我有一种非常强烈的“被戏弄”的感觉。我之所以选择这本书,是因为我的工作涉及到需要精确模拟和预测水下声音传播的复杂情况,比如在复杂地形下的声场分布,或者在存在温跃层、盐跃层等影响下的声波衍射与折射。我本以为这本书会提供详细的数值方法、成熟的仿真模型,甚至是前沿的机器学习在水声学中的应用案例。然而,书中绝大部分篇幅都在讨论一些非常抽象的“理想”声学模型,比如无限均匀介质中的点源辐射,或者单层界面的反射问题。这些内容在我看来,只能算是入门级别的知识,甚至在本科阶段就已经广泛接触。更令人沮丧的是,书中对非理想因素,诸如海底散射、海洋生物噪声、甚至复杂流体动力学效应对声波的影响,都只是点到为止,没有深入的分析和解决方案。我花了大量时间去寻找关于如何处理实际复杂海洋环境中的水声学波动问题的方法,但这本书提供的却是一种“理论的乌龟”,慢悠悠地爬行在平坦的草地上,而我需要的是能在波涛汹涌的大海中疾驰的“现实的猎豹”。

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这本书的出版,在我看来,更像是一次对学科发展的“概念性”梳理,而非实际操作的“工具书”。我原本期待能在这本《水声学波动问题》中寻找到关于声呐系统设计、海洋环境对声波影响的量化分析,甚至是水下通信和目标探测的先进算法。然而,书中更多的是对水声学领域一些基础性、哲学性问题的探讨,例如“声音的本质是什么”、“声波的传播是否遵循某种绝对规律”之类的形而上学讨论,以及对不同学派观点的争鸣。这些话题确实引人深思,也为理解学科的演进提供了视角,但对于我这种希望解决实际工程问题的人来说,却显得不那么实用。我需要的是具体的方法、可行的模型、可操作的步骤,而不是对“波动”这个概念的哲学辩证。书中对计算方法的介绍也显得相当笼统,没有给出详细的实现细节,更没有提供任何可供参考的代码示例,这让我感觉像是站在海边,看着别人讲述大海的浩瀚,却无法真正下海去体验。

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这本书实在让我大失所望。我带着极大的兴趣和期望去购买《水声学波动问题》,满心以为会在这本书中找到关于声波在水中传播的奥秘,学习到如何分析和解决各种复杂的水声学现象。然而,翻开书页,我看到的却是大量的历史文献回顾,洋洋洒洒地列举了从古至今的众多声学研究先驱们的贡献,甚至包括一些非常早期、在我们今天看来可能有些原始的理论。这些内容固然有其历史意义,但对于我这样一个希望深入理解现代水声学波动理论的读者来说,它们显得格外冗余和脱节。书中对于数学模型的推导和讲解也显得碎片化,缺乏连贯性,似乎只是将一些分散的公式罗列在那里,而没有提供足够的背景解释和物理意义的阐述。更让人难以接受的是,书中充斥着大量的图表,但这些图表的标题模糊不清,横纵坐标也常常没有明确的标注,导致读者很难理解图表所要表达的具体含义。我花费了大量时间试图解读这些图,但收效甚微。总体而言,这本书未能满足我对水声学波动问题的深入求索,反而给我带来了一种沉重的阅读负担。

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我对《水声学波动问题》这本书感到非常不适应,它似乎完全没有考虑到读者的实际需求。我购买它的目的是想了解如何利用水声学来探测海底地质结构,比如通过地震勘探和侧扫声呐来绘制海底地形,以及如何利用声波来研究海洋生物的活动规律,甚至探索深海的奥秘。我希望这本书能够提供关于声波在不同介质中传播的详细参数,比如声速在不同温度、压力、盐度下的变化规律,以及如何根据这些变化来设计有效的探测方案。同时,我也期待书中能介绍一些先进的水声成像技术,以及如何利用声学传感器网络来监测海洋环境。然而,这本书的内容却集中于一些非常基础的声学理论,例如波的叠加原理、傅里叶变换在声学中的应用等。这些内容虽然是基础,但对于我来说,已经了如指掌,远不能满足我对更深层次、更应用性知识的渴求。书中对海洋环境的描述也显得过于理论化,缺乏具体的案例分析和实际操作指导,这让我很难将书本上的知识与实际工作联系起来。

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这本书似乎是为那些对水声学历史和理论哲学感兴趣的学者准备的,而不是我这样需要解决实际工程难题的研究者。我购买《水声学波动问题》的初衷,是希望能够找到关于如何提高水下目标探测精度、优化声纳信号处理算法,以及理解和应对水声对抗场景的先进技术。我期望书中能够包含对近年来新兴的水声学技术,如相控阵声呐、自适应波束形成、或者基于深度学习的信号增强等方面的深入探讨。然而,这本书的内容似乎停留在上个世纪中叶,主要围绕着一些经典的波动方程及其解析解展开,对于实际应用中的非线性效应、多径传播带来的干扰,以及现代计算声学中常用的数值方法,如有限元法、边界元法等的介绍都非常有限。书中引用的参考文献也大多是陈旧的论文,缺乏对最新研究成果的提及。这让我感觉好像是在翻阅一本尘封已久的古籍,里面记载着古老的智慧,但对于我正在面对的现代挑战,却显得力不从心,无法提供任何实质性的帮助。

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