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浅水环境中声波传播的不确定性量化。 (英语) Zbl 1524.76383号

摘要:由于以下原因,浅水环境中的声波传播非常复杂例如不均匀且测量不精确的声速剖面的不确定性、底部反射等。本文量化了几个不确定性参数的传播和影响。考虑了一个四层模型,它可以近似地表示广泛的浅水环境;将代表声速剖面和水深的六个参数视为随机变量。我们研究了该模型中的波场(压力)如何受到这些不确定性的影响。为此,当介质被频率合适的源激发时(例如,海洋地震勘探应用),计算随机变量的不同实现的声场。由于经典蒙特卡罗方法需要大量样本才能收敛,因此我们使用了三种代理建模技术(克里格法、多项式混沌法和基于多项式混沌的克里格法)。提出的方法需要更小的样本量,这使得不确定性量化(UQ)成为可能。波长深度比(λ/d)是定义声波与浅水波导边界相互作用(反射和传输)程度的关键参数。结果表明,对于较小和较大的λ/d值,波场对水深和底层速度的变化更为敏感。替代模型的稳健性(精度)显示,当\(\lambda/d\)的值较低时会降低。提出的UQ方法可用于更复杂的水下环境;它更具优势,因为它可以有效地处理大量的模型不确定性参数,并识别出最有影响的参数。

MSC公司:

2005年第76季度 水力和气动声学
65二氧化碳 蒙特卡罗方法
76立方米 随机分析在流体力学问题中的应用
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全文: 内政部 哈尔

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