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多圆柱组合体目标回波特性 被引量：1
1
作者 张弘瑞 陈文剑 +1 位作者 王艺迪 厉夫兵 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期138-147,共10页
针对多圆柱组合体目标回波中的多次散射声场计算问题,本文提出在声束弹跳方法中利用KD树结构加速声束追踪的研究方法。建立基于多圆柱组合体目标的轴对称包围盒,通过最大方差法和中间剖分法在空间不同维度上对包围盒进行划分,同时通过... 针对多圆柱组合体目标回波中的多次散射声场计算问题,本文提出在声束弹跳方法中利用KD树结构加速声束追踪的研究方法。建立基于多圆柱组合体目标的轴对称包围盒,通过最大方差法和中间剖分法在空间不同维度上对包围盒进行划分,同时通过分离轴算法进行面元数据的归属分配,经过多次划分后完成目标KD树结构的建立;进行声束构建和声束追踪,加快追踪时声束与面元的相交判断过程;根据追踪结果进行多圆柱组合体目标强度的计算。结果表明:声波在柱体之间存在多次声散射,多次散射与一次散射回波存在相位差,干涉叠加后导致多圆柱组合体目标强度在原本一次散射的基础上得到增强或减弱。通过实验测量结果与仿真计算结果对比,不同入射角度下实测结果与理论预报结果都有较好的一致性。 展开更多
关键词 多圆柱组合体 回波特性 多次散射 KD树 声束弹跳法 空间划分 声束追踪 目标强度
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浅海运动声源海底混响功率谱仿真与分析
2
作者 张祚祥 吴金荣 +2 位作者 张亦凡 侯倩男 袁博 《应用声学》 北大核心 2025年第4期1066-1072,共7页
声源运动会引起海底混响产生显著的多普勒现象。该文基于绝热简正波和射线模式类比计算浅海海底入射声场和散射声场,将多普勒频移引入简正波理论,分析海底散射截面的多普勒频谱贡献,建立了运动声源的浅海混响功率谱模型,利用海上实验数... 声源运动会引起海底混响产生显著的多普勒现象。该文基于绝热简正波和射线模式类比计算浅海海底入射声场和散射声场,将多普勒频移引入简正波理论,分析海底散射截面的多普勒频谱贡献,建立了运动声源的浅海混响功率谱模型,利用海上实验数据验证了该模型。 展开更多
关键词 双基地混响 浅海混响 混响频谱展宽 绝热简正波 简正波射线模式类比
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基于3D-Hankel矩阵构造的混响不变量分离
3
作者 高博 庄天一 +2 位作者 庞杰 高大治 王宁 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1530-1537,共8页
为解决浅海低频主动声呐探测系统中混响信号与目标回波分离的难题,本文基于微扰近似提出了浅海混响不变量的概念,并提出了一种基于3D-Hankel矩阵构造的混响不变量提取方法。该方法利用3D-Hankel矩阵的低秩近似特性,结合奇异值分解技术,... 为解决浅海低频主动声呐探测系统中混响信号与目标回波分离的难题,本文基于微扰近似提出了浅海混响不变量的概念,并提出了一种基于3D-Hankel矩阵构造的混响不变量提取方法。该方法利用3D-Hankel矩阵的低秩近似特性,结合奇异值分解技术,可以稳健准确地提取浅海混响干涉结构,即浅海混响不变量。结果表明:该方法有效减少了噪声和海洋环境不确定性对分离过程的不利影响,成功分离浅海混响干涉条纹。本文方法与传统低秩分解算法相比,分离出更加清晰稳定的条纹结构,有助于增强混响抑制效果。 展开更多
关键词 浅海混响 低频混响 Hankel矩阵构造 混响干涉条纹 主动声呐 奇异值分解 时频域 混响抑制
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微型水下爆炸声源的数值模拟
4
作者 耿立婷 崔建功 +1 位作者 张国军 张瑞敏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1678-1684,共7页
针对传统换能器体积大、功耗高以及现有大尺度爆炸声源经验公式在微型化声源中出现尺度效应不适配问题,本文基于小当量装药特性,通过药量-体积等效计算,设计了圆柱形树脂外壳。利用ANSYS平台建立了微型非金属爆炸声源数值模型,分析了装... 针对传统换能器体积大、功耗高以及现有大尺度爆炸声源经验公式在微型化声源中出现尺度效应不适配问题,本文基于小当量装药特性,通过药量-体积等效计算,设计了圆柱形树脂外壳。利用ANSYS平台建立了微型非金属爆炸声源数值模型,分析了装药量与声源级的定量关系。通过400 m标准基距下的收发合置实验,采用定深悬浮装置进行等深布置,实测数据与数值模拟结果的误差在1~7 dB范围内,验证了该微型爆炸声源设计方法的精确性和可靠性,为优化微型爆炸声源提供了有效技术支撑。 展开更多
关键词 非金属爆炸声源 声源级 季戊四醇四硝酸酯 水下爆炸 冲击波 有限空间 ANSYS平台 数值模拟
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基于回波统计的水体中散射体数量分析
5
作者 吴晓洁 林巨 王欢 《应用声学》 北大核心 2025年第4期1073-1082,共10页
针对水体中散射体数量测量问题,该文提出了一种混合分布模型,利用散射体回波统计方法推测散射体数量。该方法将参考散射体回波振幅分布与K分布进行加权叠加,对有限数量的散射体回波数据进行拟合,利用矩估计法得到K分布形状参数和尺度参... 针对水体中散射体数量测量问题,该文提出了一种混合分布模型,利用散射体回波统计方法推测散射体数量。该方法将参考散射体回波振幅分布与K分布进行加权叠加,对有限数量的散射体回波数据进行拟合,利用矩估计法得到K分布形状参数和尺度参数估计值,利用最小二乘法获得散射体数量估计值。对比不同参考散射体回波振幅分布模型,仿真实验及水池实验结果表明,该混合分布模型能有效地实现散射体数量的评估,同时可利用K分布估计形状参数以及判断选择的参考散射体是否合适,从而进一步提高散射体数量估计的精确度。 展开更多
关键词 回波统计 散射 混合分布 散射体数量
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高频浅水主动声呐混响的统计特性分析
6
作者 王家齐 李诺 +2 位作者 王强 陈玄真 李伟 《电声技术》 2025年第5期61-66,共6页
利用高频主动声呐实现目标探测是浅水区域水下探测的重要手段之一,认知背景混响环境是设计目标检测方案的前提。文章利用Rayleigh分布、log-normal分布、Weibull分布及K分布模型分析某浅海水域的高频主动声呐混响数据。首先给出这几种... 利用高频主动声呐实现目标探测是浅水区域水下探测的重要手段之一,认知背景混响环境是设计目标检测方案的前提。文章利用Rayleigh分布、log-normal分布、Weibull分布及K分布模型分析某浅海水域的高频主动声呐混响数据。首先给出这几种模型的性质;其次利用概率分布直方图对混响统计特性进行分析,通过矩估计和最大似然估计方法,得到描述混响分布模型的参数;最后利用拟合优度检验方法确认适合描述混响分布的模型。结果表明,相比log-normal分布和Weibull分布,K分布模型对混响数据的非瑞利特性描述得更精确,有助于对浅水目标的探测与识别。 展开更多
关键词 主动声呐 目标探测 混响特性 统计模型
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三维空时多波束方法在抗混响中的应用 被引量：8
7
作者 赵申东 唐劲松 +1 位作者 黄海宁 蔡志明 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期124-130,共7页
根据混响散射元空间分布的特点,分析了方位角给定后混响谱展宽程度随距离的变化规律,指出在近距离处混响谱展宽严重。针对混响信号的空时特性,对空时多波束(STMB)处理方法进行了改造和扩展,提出了三维STMB方法,用来进行运动声呐混响的... 根据混响散射元空间分布的特点,分析了方位角给定后混响谱展宽程度随距离的变化规律,指出在近距离处混响谱展宽严重。针对混响信号的空时特性,对空时多波束(STMB)处理方法进行了改造和扩展,提出了三维STMB方法,用来进行运动声呐混响的抑制。采用仿真混响数据对提出的算法进行了检验,结果表明,在数倍于海深的检测距离内,三维STMB方法能够取得比STMB和常规方法更好的检测效果。 展开更多
关键词 抗混响 多波束 空时 三维 应用 检测距离 空间分布 变化规律
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渔业声学数据后处理中积分阈的选择与优化Ⅰ:目标离散分布状态下积分阈的确定 被引量：12
8
作者 张俊 王新良 +1 位作者 赵宪勇 李显森 《渔业科学进展》 CSCD 北大核心 2011年第4期41-47,共7页
积分阈是渔业声学数据后处理中对回声信号进行积分的临界值,是参与积分的最弱回声信号的体积反向散射强度。通过合理设置积分阈,能在保留目标信号的同时有效地消除噪音和非目标回声信号,从而提高渔业资源声学评估的准确性。为研究目标... 积分阈是渔业声学数据后处理中对回声信号进行积分的临界值,是参与积分的最弱回声信号的体积反向散射强度。通过合理设置积分阈,能在保留目标信号的同时有效地消除噪音和非目标回声信号,从而提高渔业资源声学评估的准确性。为研究目标离散分布状态下选择和优化积分阈的方法,推导了单体目标体积反向散射强度与目标强度之间的函数关系,提出了利用鱼类目标强度-体长经验公式和目标强度现场数据确定积分阈的两种方法,并以黄海鳀的调查为例,对上述两种积分阈确定方法进行了应用探讨,为渔业资源声学评估数据处理中目标离散分布状态下积分阈的选择与优化提供了有效参考。 展开更多
关键词 积分阈 目标强度 体积反向散射强度 目标强度阈值 离散分布
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一种改进的板块元目标回声计算方法 被引量：20
9
作者 刘成元 张明敏 +1 位作者 程广利 徐国军 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第1期25-27,31,共4页
板块元法是一种水下目标回声特性的近似计算方法,提高其积分计算的稳定性和快速性是应用中常遇到的问题。将Gordon积分算法引入到板块元方法中,并结合面元声散射特点,对其加以简化。仿真结果表明,所提方法在计算目标回声中不仅有效克服... 板块元法是一种水下目标回声特性的近似计算方法,提高其积分计算的稳定性和快速性是应用中常遇到的问题。将Gordon积分算法引入到板块元方法中,并结合面元声散射特点,对其加以简化。仿真结果表明,所提方法在计算目标回声中不仅有效克服了常规算法中的不稳定问题,也使计算速度得以提高。 展开更多
关键词 Gordon积分算法 板块元法 回声特性
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频散、声场干涉结构、波导不变量与消频散变换 被引量：18
10
作者 王宁 高大治 王好忠 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期825-831,共7页
浅海低频声场具有稳定的干涉结构,在距离-频率平面干涉结构可以由波导不变量概念统一刻画.回顾了频散、干涉结构和波导不变量概念的关系.综述、解释了作者等人新近引入的消频散变换,一种类似Fourier变换的双参数酉变换,变换可以同时消... 浅海低频声场具有稳定的干涉结构,在距离-频率平面干涉结构可以由波导不变量概念统一刻画.回顾了频散、干涉结构和波导不变量概念的关系.综述、解释了作者等人新近引入的消频散变换,一种类似Fourier变换的双参数酉变换,变换可以同时消除多模频散.变换的惟一先验输入参数是β-不变量.给出了初步实验数据处理结果.首次将消频散变换引入处理耦合简正波和混响问题,解释并证明了消频散变换在这些问题中的有效性. 展开更多
关键词 频散 声场干涉结构 波导不变量 消频散变换
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前后混响零点约束下基于时反算子分解的信混比增强方法研究 被引量：9
11
作者 郭国强 杨益新 孙超 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期116-123,共8页
结合时反算子分解和时反混响置零方法,提出了一种前后混响零点约束下基于时反算子分解的信混比增强新方法。利用目标回波出现时刻及其出现前后时刻的回波信号,通过时反算子分解获得目标距离对应的一个二维信号子空间和目标前后距离附近... 结合时反算子分解和时反混响置零方法,提出了一种前后混响零点约束下基于时反算子分解的信混比增强新方法。利用目标回波出现时刻及其出现前后时刻的回波信号,通过时反算子分解获得目标距离对应的一个二维信号子空间和目标前后距离附近的海底聚焦权向量,根据该信号子空间和海底聚焦权向量,以目标前后距离附近的海底声场置零、目标处最大为约束条件,导出了时反阵的一个约束最优激励权向量。该方法解决了现有直接时反处理、混响置零方法以及时反选择性聚焦方法存在的局限性,可以在没有探测声源、没有目标和海底散射强度谁大谁小的先验知识的条件下,实现声场在目标处聚焦,同时在目标距离附近海底处设置混响凹槽,进一步增强回波信混比。针对典型浅海波导环境,通过计算机仿真验证了所提方法的有效性及其改进的信混比增强能力。 展开更多
关键词 算子分解 混响 混比 增强方法 零点 信号子空间 目标距离 聚焦方法
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有吸收流体介质中典型弹性壳体的共振散射 被引量：7
12
作者 卓琳凯 范军 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期411-417,共7页
研究了环境流体有吸收时弹性球壳和圆柱壳的共振散射特性。利用严格弹性理论和分离变量法导出的经典简正级数解仍然成立。但是,散射形态函数要根据介质吸收而进行修正,否则将得到不合理的结果。重新定义了有吸收介质中的反向散射形态函... 研究了环境流体有吸收时弹性球壳和圆柱壳的共振散射特性。利用严格弹性理论和分离变量法导出的经典简正级数解仍然成立。但是,散射形态函数要根据介质吸收而进行修正,否则将得到不合理的结果。重新定义了有吸收介质中的反向散射形态函数,计算了各种吸收条件下中空和有固体填充物的弹性球壳和圆柱壳的形态函数。结果表明,环境流体的吸收导致中频段的吻合共振显著减弱,但对壳内填充物的低频共振影响较小。 展开更多
关键词 介质吸收 共振散射 流体介质 弹性壳体 弹性球壳 分离变量法 态函数 散射特性
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充水圆柱壳声散射的环绕波分析 被引量：7
13
作者 范威 郑国垠 范军 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期419-426,共8页
研究了内部充水圆柱壳散射声场的构成。采用弹性薄壳理论和Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法导出散射声场的解析解。数值搜索环绕波的复波数极点,比较圆柱壳体内部真空和内部充水两种情况下表面环绕波的相速度、衰减等性质。用镜反射波... 研究了内部充水圆柱壳散射声场的构成。采用弹性薄壳理论和Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法导出散射声场的解析解。数值搜索环绕波的复波数极点,比较圆柱壳体内部真空和内部充水两种情况下表面环绕波的相速度、衰减等性质。用镜反射波和环绕波的叠加合成反向散射形态函数,与简正级数解符合良好。计算流体附加环绕波的回波时序并与实验数据对照。结果表明,流体附加环绕波的再辐射是内部充水圆柱壳的形态函数出现更加丰富的共振峰和回波结构形成的重要原因。 展开更多
关键词 圆柱壳 环绕 充水 声散射 波分 弹性薄壳理论 散射声场 反向散射
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近水面双圆柱壳耦合声散射研究 被引量：6
14
作者 张林根 吴文伟 +1 位作者 张涛 吴有生 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期864-870,共7页
文章针对小水线面双体船水下片体结构的声辐射特征,建立了近水面双柱壳的耦合声散射模型,通过对双片体结构与水面间耦合散射声场的数值计算,分析了双片体结构参数和水面镜面效应对散射声场的影响规律,提出了相应的噪声控制建议。
关键词 双体船 声散射 远场辐射声 镜面效应
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敷设吸声材料复杂目标的目标强度计算 被引量：10
15
作者 张玉玲 陶猛 范军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1322-1326,1331,共6页
研究敷设吸声材料复杂目标的目标强度的计算方法.利用ANSYS建立水下复杂目标的数值模型,利用传递函数得到模型敷设吸声材料前后的反射系数,根据非刚性表面目标特性计算的板块元方法计算复杂目标敷设吸声材料前后的目标强度.结果表明：在... 研究敷设吸声材料复杂目标的目标强度的计算方法.利用ANSYS建立水下复杂目标的数值模型,利用传递函数得到模型敷设吸声材料前后的反射系数,根据非刚性表面目标特性计算的板块元方法计算复杂目标敷设吸声材料前后的目标强度.结果表明：在1~30 kHz低频时,水下复杂目标敷设吸声材料对于降低目标强度的效果不明显;而随着频率的增大,敷设吸声材料后的目标强度降低值越大,吸声材料的作用也越明显. 展开更多
关键词 复杂目标 反射系数 吸声材料 目标强度
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水声信号时频分析方法比较及应用研究 被引量：5
16
作者 姚玉玲 王宁 +1 位作者 石洪华 谭君红 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期115-119,123,共6页
浅海中的宽带水声信号传播呈现出频散的特点,通过高分辨率的时频分析方法可以刻画频散曲线。通过数值仿真和实验数据处理,对比分析几类常用的时频分析方法在提取宽带声信号频散曲线方面的性能。结果表明:STFT时频局部化精度不够高;在较... 浅海中的宽带水声信号传播呈现出频散的特点,通过高分辨率的时频分析方法可以刻画频散曲线。通过数值仿真和实验数据处理,对比分析几类常用的时频分析方法在提取宽带声信号频散曲线方面的性能。结果表明:STFT时频局部化精度不够高;在较强频散的情况下,DSTFT时频分辨率较高。WVD时频聚集性最好,但是有严重的交叉项干扰;固定核函数的CWD较好地抑制交叉项,时频分辨率虽优于STFT,但弱化了时频聚集性;AOK时频分布采用自适应高斯核函数,在抑制交叉项的同时,时频聚集性较好,有望较好地用于提取信号频散曲线。 展开更多
关键词 WVD 自适应最优核 DSTFT
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基于地声模型的浅海混响地声反演研究 被引量：5
17
作者 吴金荣 马力 郭圣明 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期856-862,共7页
利用浅海混响数据反演海底参数和海底散射常数.混响形成过程中声波多次与海底发生相互作用,因此海底参数之间以及它们与海底散射常数之间的耦合非常严重,未知参数之间的耦合使得常规地声反演方法很难获得海底参数.文中首先利用相对混响... 利用浅海混响数据反演海底参数和海底散射常数.混响形成过程中声波多次与海底发生相互作用,因此海底参数之间以及它们与海底散射常数之间的耦合非常严重,未知参数之间的耦合使得常规地声反演方法很难获得海底参数.文中首先利用相对混响强度消除了混响数据中的海底散射常数项,然后利用Hamilton地声模型,分别将海底声速、密度和衰减系数表示成孔隙率的函数,采用自适应下山模拟退火混合反演算法,对单个未知数(孔隙率)进行反演,最后再分别获得海底参数和海底反向散射常数.理论分析和数值模拟表明,该方法可以快速准确获得海底参数,同时具有很好的抗噪声干扰能力. 展开更多
关键词 浅海混响 地声反演 Hamilton地声模型 空隙率
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Helmholtz表面积分方程中奇异性解决方法研究 被引量：5
18
作者 程广利 张明敏 刘成元 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1286-1288,共3页
针对Helmholtz表面积分方程中存在的奇异性问题,理论推导了水中目标在平面波入射时散射声场的积分解,给出了采用边界元方法数值计算该积分解的公式,提出用等价面元近似方法来解决其一阶和二阶奇异性问题。对刚性球的散射回声计算结果表... 针对Helmholtz表面积分方程中存在的奇异性问题,理论推导了水中目标在平面波入射时散射声场的积分解,给出了采用边界元方法数值计算该积分解的公式,提出用等价面元近似方法来解决其一阶和二阶奇异性问题。对刚性球的散射回声计算结果表明,该方法在研究水下目标散射特性中,可以在较宽的频率范围内,有效地解决奇异性问题,且具有很高的计算精度。 展开更多
关键词 Helmholtz表面积分方程 奇异性 散射回声 边界元法
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覆盖粘弹性层的水中双层弹性球壳的回声特性 被引量：8
19
作者 范军 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期302-306,共5页
首先建立根据覆盖层实测数据估算粘弹性参数的方法．在此基础上利用粘弹性、弹性理论和分离变量法导出覆盖有粘弹性展的水中双层弹性球壳回声的Ｒａｙｌｅｉｇｈ简正级数解．计算比较了覆盖和不覆盖粘弹性展的双层弹性球壳的形态函数．... 首先建立根据覆盖层实测数据估算粘弹性参数的方法．在此基础上利用粘弹性、弹性理论和分离变量法导出覆盖有粘弹性展的水中双层弹性球壳回声的Ｒａｙｌｅｉｇｈ简正级数解．计算比较了覆盖和不覆盖粘弹性展的双层弹性球壳的形态函数．给出了窄脉冲和长脉冲入射时的回波波形．计算表明，覆盖粘弹性层后形态函数在低频时基本不变，随着频率的升高而逐渐降低．窄脉冲回波的波形分析指出，覆盖粘弹性层后不仅镜反射波的幅度降低，表面弹性波（ＳＥＷ）的幅度也随之降低． 展开更多
关键词 覆盖粘弹性层 回声特性 水中双层弹性球壳 参数估算 声散射
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水中孤立气泡对声波的耗散作用 被引量：8
20
作者 黄景泉 李福新 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1994年第6期549-554,共6页
本文从气泡壁面线性运动方程出发，对水中孤立气泡的声耗散机理进行了分析．结果表明：气泡对声波具有明显的耗散作用；耗散作用由声散射和声吸收两部份组成；热传导在气泡对声波的耗散作用中起决定性作用；气泡处于谐振时，对声波具有... 本文从气泡壁面线性运动方程出发，对水中孤立气泡的声耗散机理进行了分析．结果表明：气泡对声波具有明显的耗散作用；耗散作用由声散射和声吸收两部份组成；热传导在气泡对声波的耗散作用中起决定性作用；气泡处于谐振时，对声波具有最大的耗散作用． 展开更多
关键词 气泡 吸收 声耗散 声波散射 水
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