摘要：针对压缩波声速n^2线性分布、剪切波声速平方线性分布的变参数弹性海底沉积层中声场建模问题,建立了关于压缩波与剪切波本征函数的偏微分耦合方程组,基于微扰法,通过逐次微分给出了本征函数的近似解析解.理论分析表明,只有剪切波声速平方的梯度不为零的情况下,沉积层中的压缩波才会与剪切波产生耦合.压缩波与剪切波耦合的影响会带来本征值的变化,其对近场声传播的影响较小,但远距离声传播损失的预报在考虑耦合后与实测数据符合得更好.此外,耦合还会导致沉积层中本征函数及其导数的变化,使得耦合与非耦合情况下沉积层中质点位移场不同.通过与商用声场软件COMSOL计算结果的对比分析检验了本文方法的正确性,且本文方法计算时间远小于COMSOL软件运行时间.

关键词：弹性沉积层 声速变化 耦合 近似解析式 

单位：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室; 哈尔滨150001; 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室; 哈尔滨150001; 哈尔滨工程大学水声工程学院; 哈尔滨150001