海洋中长距离声传播的波混沌和模式-介质共振

我们研究了混沌射线运动如何在海洋中长距离声传播的有限波长处表现出来。利用具有周期性距离依赖性的水声波导模型研究了该问题。假设声音传播受抛物线方程控制，类似于薛定谔方程。在研究声能在时间-深度平面上的分布时，发现混沌射线和规则射线的共存可以在很短的时间间隔内引起声能的“聚焦”。研究表明，这种效应是所谓粘性的一种表现，也就是说，存在混沌轨道的此类部分，其中后者表现出几乎规则的行为。本文考虑的另一个问题是波场模态结构的范围变化。在数值模拟中，已经表明正态模上的能量分布表现出令人惊讶的周期性。即使是由主要是混沌光线的贡献形成的模式也会发生这种情况。从模式-介质共振的角度解释了这一现象。对于某些模式，观察到以下影响。虽然由于非均匀性处的散射而产生的初始激发模式分解为一组模式，但其在某些范围点的振幅几乎恢复了初始值。在这些范围内，几乎所有的声能都在初始模式下再次聚集，粗粒度维格纳函数集中在相平面的相对较小区域内。