宽带简正波声场预报的哈密顿方法及其应用

项目名称： 宽带简正波声场预报的哈密顿方法及其应用

项目编号： No.11374271

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王好忠

作者单位： 中国海洋大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 基于傅立叶合成技术的宽带简正波方法是浅海声场预报和波形估计的基本方法，它在海洋声层析、地层剖面成像、主动声纳目标探测、水声通信等方面具有广泛的应用。宽带本征波数的数值求解相当于"三维"（频率、本征波数实部和虚部）寻根问题，它的计算速度严重影响了宽带简正波方法的实时性。申请人最近把Pekeris波导环境下的宽带复本征波数的"三维"寻根问题等价为哈密顿系统的求解问题，利用稳定、收敛的能量守恒算法保证了计算精度，并通过降维处理减少了计算量。该方法各号简正波本征波数计算相互独立，利用并行计算可以提高计算效率，利用WKB近似计算简正波本征函数。本项目基于申请人在该方面的工作基础，进一步研究适用于一般分层海洋波导的宽带本征波数的哈密顿算法。同时本项目基于可积分系统的Calogero-Moser模型，设计同时计算简正波本征波数和本征函数的哈密顿系统和数值求解技术，建立实时、实用的宽带声场预报模型。

中文关键词： 简正波；本征值；哈密顿正则方程；奇异值分解；宽带声场计算

英文摘要： The method of wideband normal-mode acoustic field computation based on Fourier synthesis technology is widely used in waveform prediction, ocean tomography,sediment profile imaging, active sonar echo detection, underwater sound communication. An rapid an

英文关键词： normal mode；eigenvalue；Hamiltonian；sigular value decompositon；broadband sound field computation