水声学原理(国防特色教材 船舶与海洋工程) 刘伯胜,雷家煜 哈尔滨工程大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘伯胜，雷家煜 著

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• 刘伯胜
• 雷家煜
• 哈尔滨工程大学出版社
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店铺： 天都图书专营店

出版社： 哈尔滨工程大学出版社

ISBN：9787811336047

商品编码：17993610133

包装：平装

出版时间：2010-05-01

图书基本信息
图书名称	水声学原理(国防特色教材 船舶与海洋工程)	作者	刘伯胜,雷家煜
定价	50.00元	出版社	哈尔滨工程大学出版社
ISBN	9787811336047	出版日期	2010-05-01
字数	416000	页码
版次	2	装帧	平装
开本	12k	商品重量	0.422Kg

内容简介

本书全面介绍了海洋中的声传播现象、规律及机理。全书共8章，介绍了海水介质的声学特性；海水中的声传播理论；常见声速分布下的声传播规律；声波在声呐目标上的反射和散射；海水中的混响；水下噪声（包括海洋环境噪声，舰船辐射噪声，舰船自噪声）和海水中的声传播起伏。本书章介绍了声呐方程，它是本书的主于线，方程中的每一项（除检测阈和换能器指向性）都在后续章节中进行了讨论。 本书适用于高等学校水声工程专业的本科生、研究生教学使用，也可供水声工程专业和相关专业的科技人员阅读参考。

作者简介

目录

绪论 章　声呐方程 第2章　海洋的声学特性 第3章　海洋中的声传播理论 第4章　典型传播条件下的声传播 第5章　声波在目标上的反射和散射 第6章　海洋中的混响 第7章　水下噪声 第8章　声传播起伏

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文摘

序言

探秘海洋深处的无形之声：现代声学在海洋工程中的应用与挑战 图书名称： 现代水声学与海洋工程应用：理论基础、关键技术与未来展望 作者： （此处可虚构一位海洋工程领域资深专家，例如：张志明，海洋工程学院教授；或留空以示通用性） 出版社： （此处可虚构一家专注于工程技术与前沿科学的出版社，例如：海天工程技术出版社） --- 内容简介 浩瀚的海洋，以其深邃、广阔和变幻莫测的特性，构成了地球上最复杂、也最富有挑战性的环境之一。在这一特殊介质中，电磁波的传播效率极低，使得声波成为了人类探索、监测和利用海洋资源的最主要手段。本书《现代水声学与海洋工程应用：理论基础、关键技术与未来展望》旨在全面、深入地剖析当代水声学理论体系，并重点探讨其在船舶工程、海洋资源勘探、水下通信、环境监测乃至国防安全等核心海洋工程领域中的前沿应用与技术瓶颈。 本书并非简单重复基础物理原理的阐述，而是立足于工程实践和前沿研究的视角，对水声现象进行跨学科的整合与深化。全书结构严谨，逻辑清晰，力求构建一个从微观的物理机制到宏观的系统工程实现的完整知识框架。 第一部分：水声传播的复杂性与精确建模 本部分深入探讨了水声传播介质——海水的物理化学特性如何影响声波的传播。我们聚焦于海洋声学环境的非均匀性。详细分析了温度、压力和盐度梯度对声速场的影响，特别是对声线折射、声道（Sound Channel）形成以及深海平稳传播的决定性作用。 重点章节涵盖了浅海与复杂地形下的多路径效应：包括海面反射、海底多次散射、浅水中的波导效应以及声波在复杂海底（如泥沙、岩石、碳酸钙沉积物）界面上的相互作用。我们引入了先进的波动方程数值求解方法（如有限差分法、波束形成法和本征函数展开法），以精确模拟复杂声场分布，这对于精确的定位和成像至关重要。 此外，书中专门辟出一章讨论海洋噪声的源谱分析，区分环境本底噪声（如海浪、生物、地质活动）与人为噪声（如船舶、声纳），并探讨如何有效分离和抑制这些噪声，以提高信噪比（SNR）。 第二部分：水声换能器与信号处理技术的前沿突破 高效的水声换能器是信息获取与传输的基础。本部分详细解析了压电材料、磁致伸缩材料在水声换能器设计中的应用，重点讨论了宽频带、高灵敏度、大功率发射阵列的设计原理与制造工艺。书中特别关注多功能集成换能器，例如能够同时实现主动探测和被动监听的阵列系统。 在信号处理方面，本书突破了经典的傅里叶变换分析范畴，引入了更适用于非平稳、非线性水声信号的先进技术： 1. 高分辨率成像技术： 探讨了合成孔径声纳（SAS）的原理，包括运动补偿算法和高精度聚焦技术，实现厘米级的海底地形和目标分辨率。 2. 水下目标探测与识别（TGT）： 深入分析了基于反向散射强度分析、多普勒效应特征提取的现代分类算法，结合机器学习和深度学习技术，提升对潜艇、水雷、海洋生物的自动识别能力。 3. 水声通信系统的挑战与创新： 针对水声信道固有的多径、高时延、低带宽特性，本书阐述了正交频分复用（OFDM）、扩频技术在水声通信中的适应性改进，并探讨了面向未来水下物联网（UWN）的低功耗、高可靠性组网协议。 第三部分：水声学在关键海洋工程中的系统集成 本部分是全书的实践核心，展示了水声学如何作为核心技术支撑现代海洋工程的各个分支： 深海资源勘探与开发： 聚焦于海底热液活动探测、天然气水合物（AGS）的精确定位与储量评估。讨论了侧扫声纳、多波束测深仪在海试中的数据融合与质量控制标准。 水下机器人（AUV/ROV）导航与控制： 深入分析了超短基线（USBL）、长基线（LBL）定位系统的工作机制、误差分析与校准方法。探讨了无源水声定位技术在自主水下航行器（AUV）的导航冗余设计中的作用。 海洋环境动态监测： 阐述了如何利用水声技术监测海洋环流、研究气候变化对海洋声传播的影响，以及海洋生态声学在鲸豚类保护和渔业资源评估中的应用。 水下安全与防御工程： 从工程可靠性角度，分析了水下结构物（如管道、缆线、平台基础）的声学无损检测（NDT）技术，以及提高水下目标隐蔽性（声学特征降低）的工程策略。 结论与展望 全书最后总结了当前水声学领域面临的重大挑战，例如高频宽带信号在复杂环境下的鲁棒性、大规模自适应阵列的实时处理能力，以及水下量子通信的理论探索。本书旨在为海洋工程、船舶与海洋工程、电子信息工程等相关专业的高年级本科生、研究生以及从事海洋声学研究与工程实践的专业技术人员，提供一部兼具理论深度与工程广度的参考专著。它强调的不是单一的物理现象，而是跨越多个工程学科的系统性思维，以应对蓝色经济和海洋权益维护带来的全新需求。

评分☆☆☆☆☆

与其他一些偏重于“测”或偏重于“发”的教材相比，这本《水声学原理》的整体视野非常宏大，它平衡得很好。它没有过度偏向于某一个具体应用领域，而是构建了一个完整的、自洽的水声学理论大厦。比如，在谈到换能器设计时，作者并没有直接给出具体的电路参数，而是先从声场的远场和近场特性、声辐射阻抗等声学基础参数入手，让读者明白为什么某种结构会产生预期的声场分布。这种从“根源”出发的讲解方式，极大地提升了读者的设计思维。我尤其欣赏它在“信息论”与“声学”交叉领域的处理——如何用信息熵的概念来量化水声信道的容量和不确定性。这种跨学科的视角，对于培养复合型人才来说，是至关重要的。它不仅仅教你如何造一个好的声呐，更教你如何去思考声学系统在复杂环境下的最优信息获取策略。

评分☆☆☆☆☆

这套教材的实用性真的超乎我的预期，尤其是在面向工程应用这一块，它处理得非常到位。我拿它来对照我们实验室正在进行的一个浅海探测项目，发现书里提到的很多处理方法和滤波技术，正是我们实际操作中经常遇到的瓶颈所在。比如，在描述多路径效应时，书中不仅解释了为什么会出现干涉和衰落，还提供了一套基于射线理论和波导理论相结合的分析框架，这对于我们设计水下通信链路的抗干扰策略提供了极大的启发。更难得的是，对于那些晦涩难懂的数学推导，作者常常会穿插一些工程实例或者历史背景的注释，这使得冰冷的理论仿佛有了温度和生命力。我记得有一章专门讲到了多普勒效应在水声学中的应用，他们详细剖析了目标运动速度对接收信号的影响，并且给出了在不同信噪比环境下如何准确估计目标速度的算法流程图。这种从理论到实践的无缝衔接，让读者感觉自己不是在学习一本高深的理论书，而是在阅读一本经验丰富的“技术手册”。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，其实更像是一次与两位资深专家的“对话”。刘伯胜和雷家煜先生显然是站在行业前沿的学者，他们对水声学领域的最新发展有着深刻的洞察力。我注意到，书中对当前研究热点，比如非线性声学效应以及海洋湍流对声场的影响，都有相当深入的探讨。很多我从其他综述文章中碎片化了解到的信息，在这里都被系统地整合和深化了。特别是关于“散射理论”那一章，它不仅涵盖了经典的海底散射模型，还引入了基于分形几何的现代散射模型，这种对前沿领域的覆盖广度，充分体现了这本教材的与时俱进。我个人的感受是，这本书的难度是偏高的，它要求读者具备扎实的数学基础和一定的物理直觉，但正是这种挑战性，才使得学完之后，你的知识体系会异常坚固，为将来的研究工作打下了极高的起点。它不满足于让你“知道”，而是要让你真正“理解”背后的物理机制。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常有年代感，那种略带灰黄的纸张质感，仿佛能闻到老图书馆里特有的那种陈旧墨香。初翻开时，我最先注意到的是它那密集的公式和图表，对于一个初学者来说，这无疑是让人望而生畏的“硬骨头”。但是，耐下心来仔细研读，你会发现编者在基础概念的阐述上是极其严谨和深入的。比如，对于声场的建立和传播机理，他们没有停留在简单的波动方程层面，而是结合了实际海洋环境的复杂性，引入了大量的边界条件和介质非均匀性的讨论。尤其是关于声速剖面的分析，书中详细对比了好几种常用的模型，从经典的菲涅尔区到更贴近实际的梯度模型，每一种的推导过程都详略得当，力求让读者理解公式背后的物理意义，而不是单纯的数学技巧。我特别欣赏作者对“噪声”一词的界定，它不仅仅是干扰信号，更是声学环境本身不可分割的一部分，这种辩证的视角，为后续的信号处理打下了坚实的基础。整本书的逻辑结构是层层递进的，从最基本的声源、介质特性，逐步过渡到复杂的传播效应和接收系统，非常适合希望系统掌握水声学理论框架的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版，虽然带有明显的“国防特色教材”的朴实风格，但内容组织上的精妙之处是无法掩盖的。我最喜欢的是它在每章末尾设置的“思考题与拓展阅读”部分。这些问题往往不是简单的公式代入，而是需要你对前面所学知识进行综合运用和批判性思考的开放性问题。例如，它会让你思考在极端深海低信噪比环境下，传统的傅里叶变换分析方法会失效，应该如何设计一种时频分析工具来捕获短暂的瞬态信号。这种引导式的学习路径，极大地激发了我的主动探索欲。读完这本书，我感觉自己对水下世界的认知，已经从一个旁观者，转变为一个能够理解并尝试去“控制”这个世界的系统工程师。它提供的知识体系，扎实到足以支撑你面对未来几十年水声学技术可能出现的任何变革。