水聲學原理(國防特色教材 船舶與海洋工程) 劉伯勝,雷傢煜 哈爾濱工程大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉伯勝，雷傢煜 著

圖書標籤:

• 水聲學
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• 海洋工程
• 劉伯勝
• 雷傢煜
• 哈爾濱工程大學齣版社
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齣版社： 哈爾濱工程大學齣版社

ISBN：9787811336047

商品編碼：17993610133

包裝：平裝

齣版時間：2010-05-01

圖書基本信息
圖書名稱	水聲學原理(國防特色教材 船舶與海洋工程)	作者	劉伯勝,雷傢煜
定價	50.00元	齣版社	哈爾濱工程大學齣版社
ISBN	9787811336047	齣版日期	2010-05-01
字數	416000	頁碼
版次	2	裝幀	平裝
開本	12k	商品重量	0.422Kg

內容簡介

本書全麵介紹瞭海洋中的聲傳播現象、規律及機理。全書共8章，介紹瞭海水介質的聲學特性；海水中的聲傳播理論；常見聲速分布下的聲傳播規律；聲波在聲呐目標上的反射和散射；海水中的混響；水下噪聲（包括海洋環境噪聲，艦船輻射噪聲，艦船自噪聲）和海水中的聲傳播起伏。本書章介紹瞭聲呐方程，它是本書的主於綫，方程中的每一項（除檢測閾和換能器指嚮性）都在後續章節中進行瞭討論。 本書適用於高等學校水聲工程專業的本科生、研究生教學使用，也可供水聲工程專業和相關專業的科技人員閱讀參考。

作者簡介

目錄

緒論 章　聲呐方程 第2章　海洋的聲學特性 第3章　海洋中的聲傳播理論 第4章　典型傳播條件下的聲傳播 第5章　聲波在目標上的反射和散射 第6章　海洋中的混響 第7章　水下噪聲 第8章　聲傳播起伏

編輯推薦

文摘

序言

探秘海洋深處的無形之聲：現代聲學在海洋工程中的應用與挑戰 圖書名稱： 現代水聲學與海洋工程應用：理論基礎、關鍵技術與未來展望 作者： （此處可虛構一位海洋工程領域資深專傢，例如：張誌明，海洋工程學院教授；或留空以示通用性） 齣版社： （此處可虛構一傢專注於工程技術與前沿科學的齣版社，例如：海天工程技術齣版社） --- 內容簡介 浩瀚的海洋，以其深邃、廣闊和變幻莫測的特性，構成瞭地球上最復雜、也最富有挑戰性的環境之一。在這一特殊介質中，電磁波的傳播效率極低，使得聲波成為瞭人類探索、監測和利用海洋資源的最主要手段。本書《現代水聲學與海洋工程應用：理論基礎、關鍵技術與未來展望》旨在全麵、深入地剖析當代水聲學理論體係，並重點探討其在船舶工程、海洋資源勘探、水下通信、環境監測乃至國防安全等核心海洋工程領域中的前沿應用與技術瓶頸。 本書並非簡單重復基礎物理原理的闡述，而是立足於工程實踐和前沿研究的視角，對水聲現象進行跨學科的整閤與深化。全書結構嚴謹，邏輯清晰，力求構建一個從微觀的物理機製到宏觀的係統工程實現的完整知識框架。 第一部分：水聲傳播的復雜性與精確建模 本部分深入探討瞭水聲傳播介質——海水的物理化學特性如何影響聲波的傳播。我們聚焦於海洋聲學環境的非均勻性。詳細分析瞭溫度、壓力和鹽度梯度對聲速場的影響，特彆是對聲綫摺射、聲道（Sound Channel）形成以及深海平穩傳播的決定性作用。 重點章節涵蓋瞭淺海與復雜地形下的多路徑效應：包括海麵反射、海底多次散射、淺水中的波導效應以及聲波在復雜海底（如泥沙、岩石、碳酸鈣沉積物）界麵上的相互作用。我們引入瞭先進的波動方程數值求解方法（如有限差分法、波束形成法和本徵函數展開法），以精確模擬復雜聲場分布，這對於精確的定位和成像至關重要。 此外，書中專門闢齣一章討論海洋噪聲的源譜分析，區分環境本底噪聲（如海浪、生物、地質活動）與人為噪聲（如船舶、聲納），並探討如何有效分離和抑製這些噪聲，以提高信噪比（SNR）。 第二部分：水聲換能器與信號處理技術的前沿突破 高效的水聲換能器是信息獲取與傳輸的基礎。本部分詳細解析瞭壓電材料、磁緻伸縮材料在水聲換能器設計中的應用，重點討論瞭寬頻帶、高靈敏度、大功率發射陣列的設計原理與製造工藝。書中特彆關注多功能集成換能器，例如能夠同時實現主動探測和被動監聽的陣列係統。 在信號處理方麵，本書突破瞭經典的傅裏葉變換分析範疇，引入瞭更適用於非平穩、非綫性水聲信號的先進技術： 1. 高分辨率成像技術： 探討瞭閤成孔徑聲納（SAS）的原理，包括運動補償算法和高精度聚焦技術，實現厘米級的海底地形和目標分辨率。 2. 水下目標探測與識彆（TGT）： 深入分析瞭基於反嚮散射強度分析、多普勒效應特徵提取的現代分類算法，結閤機器學習和深度學習技術，提升對潛艇、水雷、海洋生物的自動識彆能力。 3. 水聲通信係統的挑戰與創新： 針對水聲信道固有的多徑、高時延、低帶寬特性，本書闡述瞭正交頻分復用（OFDM）、擴頻技術在水聲通信中的適應性改進，並探討瞭麵嚮未來水下物聯網（UWN）的低功耗、高可靠性組網協議。 第三部分：水聲學在關鍵海洋工程中的係統集成 本部分是全書的實踐核心，展示瞭水聲學如何作為核心技術支撐現代海洋工程的各個分支： 深海資源勘探與開發： 聚焦於海底熱液活動探測、天然氣水閤物（AGS）的精確定位與儲量評估。討論瞭側掃聲納、多波束測深儀在海試中的數據融閤與質量控製標準。 水下機器人（AUV/ROV）導航與控製： 深入分析瞭超短基綫（USBL）、長基綫（LBL）定位係統的工作機製、誤差分析與校準方法。探討瞭無源水聲定位技術在自主水下航行器（AUV）的導航冗餘設計中的作用。 海洋環境動態監測： 闡述瞭如何利用水聲技術監測海洋環流、研究氣候變化對海洋聲傳播的影響，以及海洋生態聲學在鯨豚類保護和漁業資源評估中的應用。 水下安全與防禦工程： 從工程可靠性角度，分析瞭水下結構物（如管道、纜綫、平颱基礎）的聲學無損檢測（NDT）技術，以及提高水下目標隱蔽性（聲學特徵降低）的工程策略。 結論與展望 全書最後總結瞭當前水聲學領域麵臨的重大挑戰，例如高頻寬帶信號在復雜環境下的魯棒性、大規模自適應陣列的實時處理能力，以及水下量子通信的理論探索。本書旨在為海洋工程、船舶與海洋工程、電子信息工程等相關專業的高年級本科生、研究生以及從事海洋聲學研究與工程實踐的專業技術人員，提供一部兼具理論深度與工程廣度的參考專著。它強調的不是單一的物理現象，而是跨越多個工程學科的係統性思維，以應對藍色經濟和海洋權益維護帶來的全新需求。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常有年代感，那種略帶灰黃的紙張質感，仿佛能聞到老圖書館裏特有的那種陳舊墨香。初翻開時，我最先注意到的是它那密集的公式和圖錶，對於一個初學者來說，這無疑是讓人望而生畏的“硬骨頭”。但是，耐下心來仔細研讀，你會發現編者在基礎概念的闡述上是極其嚴謹和深入的。比如，對於聲場的建立和傳播機理，他們沒有停留在簡單的波動方程層麵，而是結閤瞭實際海洋環境的復雜性，引入瞭大量的邊界條件和介質非均勻性的討論。尤其是關於聲速剖麵的分析，書中詳細對比瞭好幾種常用的模型，從經典的菲涅爾區到更貼近實際的梯度模型，每一種的推導過程都詳略得當，力求讓讀者理解公式背後的物理意義，而不是單純的數學技巧。我特彆欣賞作者對“噪聲”一詞的界定，它不僅僅是乾擾信號，更是聲學環境本身不可分割的一部分，這種辯證的視角，為後續的信號處理打下瞭堅實的基礎。整本書的邏輯結構是層層遞進的，從最基本的聲源、介質特性，逐步過渡到復雜的傳播效應和接收係統，非常適閤希望係統掌握水聲學理論框架的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這套教材的實用性真的超乎我的預期，尤其是在麵嚮工程應用這一塊，它處理得非常到位。我拿它來對照我們實驗室正在進行的一個淺海探測項目，發現書裏提到的很多處理方法和濾波技術，正是我們實際操作中經常遇到的瓶頸所在。比如，在描述多路徑效應時，書中不僅解釋瞭為什麼會齣現乾涉和衰落，還提供瞭一套基於射綫理論和波導理論相結閤的分析框架，這對於我們設計水下通信鏈路的抗乾擾策略提供瞭極大的啓發。更難得的是，對於那些晦澀難懂的數學推導，作者常常會穿插一些工程實例或者曆史背景的注釋，這使得冰冷的理論仿佛有瞭溫度和生命力。我記得有一章專門講到瞭多普勒效應在水聲學中的應用，他們詳細剖析瞭目標運動速度對接收信號的影響，並且給齣瞭在不同信噪比環境下如何準確估計目標速度的算法流程圖。這種從理論到實踐的無縫銜接，讓讀者感覺自己不是在學習一本高深的理論書，而是在閱讀一本經驗豐富的“技術手冊”。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，其實更像是一次與兩位資深專傢的“對話”。劉伯勝和雷傢煜先生顯然是站在行業前沿的學者，他們對水聲學領域的最新發展有著深刻的洞察力。我注意到，書中對當前研究熱點，比如非綫性聲學效應以及海洋湍流對聲場的影響，都有相當深入的探討。很多我從其他綜述文章中碎片化瞭解到的信息，在這裏都被係統地整閤和深化瞭。特彆是關於“散射理論”那一章，它不僅涵蓋瞭經典的海底散射模型，還引入瞭基於分形幾何的現代散射模型，這種對前沿領域的覆蓋廣度，充分體現瞭這本教材的與時俱進。我個人的感受是，這本書的難度是偏高的，它要求讀者具備紮實的數學基礎和一定的物理直覺，但正是這種挑戰性，纔使得學完之後，你的知識體係會異常堅固，為將來的研究工作打下瞭極高的起點。它不滿足於讓你“知道”，而是要讓你真正“理解”背後的物理機製。

評分☆☆☆☆☆

與其他一些偏重於“測”或偏重於“發”的教材相比，這本《水聲學原理》的整體視野非常宏大，它平衡得很好。它沒有過度偏嚮於某一個具體應用領域，而是構建瞭一個完整的、自洽的水聲學理論大廈。比如，在談到換能器設計時，作者並沒有直接給齣具體的電路參數，而是先從聲場的遠場和近場特性、聲輻射阻抗等聲學基礎參數入手，讓讀者明白為什麼某種結構會産生預期的聲場分布。這種從“根源”齣發的講解方式，極大地提升瞭讀者的設計思維。我尤其欣賞它在“信息論”與“聲學”交叉領域的處理——如何用信息熵的概念來量化水聲信道的容量和不確定性。這種跨學科的視角，對於培養復閤型人纔來說，是至關重要的。它不僅僅教你如何造一個好的聲呐，更教你如何去思考聲學係統在復雜環境下的最優信息獲取策略。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版，雖然帶有明顯的“國防特色教材”的樸實風格，但內容組織上的精妙之處是無法掩蓋的。我最喜歡的是它在每章末尾設置的“思考題與拓展閱讀”部分。這些問題往往不是簡單的公式代入，而是需要你對前麵所學知識進行綜閤運用和批判性思考的開放性問題。例如，它會讓你思考在極端深海低信噪比環境下，傳統的傅裏葉變換分析方法會失效，應該如何設計一種時頻分析工具來捕獲短暫的瞬態信號。這種引導式的學習路徑，極大地激發瞭我的主動探索欲。讀完這本書，我感覺自己對水下世界的認知，已經從一個旁觀者，轉變為一個能夠理解並嘗試去“控製”這個世界的係統工程師。它提供的知識體係，紮實到足以支撐你麵對未來幾十年水聲學技術可能齣現的任何變革。