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原文传递通过过渡区界面共振波反射率计算方法

专利名称：	通过过渡区界面共振波反射率计算方法
摘要：	本发明公开了一种对过渡区界面的基于四分之一波长切割阶梯形状共振反射率计算方法。根据折射波与入射波法向分量的比值，计算入射波通过界面时，波长被拉长或被压缩比来计算反射率。该发明可以计算出界面共振波的两条射线(即折射波和反射波)方向传播的共振现象。由于牛顿力学的方法计算通过界面时波的共振现象存在不确定性，但申请可以拟补这个缺陷计算出准确的结果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连天岛海洋科技有限公司
发明人：	张永刚;张健雪
专利状态：	有效
申请日期：	2016-10-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201680087961.8
公开号：	CN109844501A
代理机构：	大连科技专利代理有限责任公司
代理人：	佟蕊
分类号：	G01N21/55(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	116023 辽宁省大连市高新技术产业园区七贤岭亿阳路6号三丰大厦C座2207室
主权项：	1.通过过渡区界面共振波反射率计算方法，其特征在于，对于某些波速变化的过渡区界面而言，可以将过渡区切割成多个阶梯状，然后去分别计算梯形阶梯界面，阶梯的切割方式是阶梯宽度是该点波速的四分之一波长的宽度，其中每个阶梯的宽度是有变化的，计算波速选择每个阶梯宽度的中间值，在波速较大的过渡界面边上选择切割起始点，阶梯各界面折射率为n＝1.296，因为无反射波折射率最大值，直到阶梯的最后一个宽度小于阶梯波速波长的四分之一时，最后应用一个阶梯的界面计算了这个过渡段的反射率。这里我们用波浪在浅水爬坡的水深地形，也就是过渡区的界面，来讨论四分之一波长的切割方法，已知入射波周期T，在无反射波的情况下，计算了边坡水深的最大水平宽度，现在要把水深坡度切成阶梯状，每个阶梯界面的折射率设置为n＝1.296，浅水波速每一级阶梯形成界面折射率为因此水深是直到等；和水深每一步阶梯对应的波速为直到速度为四分之一波长的任何一步为直到当水平宽度大于时，入射波在斜面上没有反射波能量，所有的波浪能都能爬上斜坡进入浅水区，入射波的斜坡透射率为T＝1-RN＝1-0％＝100％，斜坡的梯度小于等于当边坡水平宽度小于大于时，边坡为无结构的N-1阶梯形水深，所以它对应于反射率斜坡的最后一阶梯RN，入射波的斜率透射率为T＝1-RN，此时斜坡为当边坡水平宽度小于时，边坡为无结构的2到N-1的阶梯形水深，所以折射率为它对应于反射率斜坡的最后一个阶梯RN，入射波的斜坡透射率为T＝1-RN，这一次不是斜坡对波传播的影响，直接计算界面反射率和透射率，此时的斜率梯度为当入射波方向不是水深边坡结构的法线方向时，考虑入射角对界面反射率的影响，利用界面和反界面的共振波反射率算法，给出了任意入射角的界面反射率。 2.根据权利要求1所述的通过过渡区界面共振波反射率计算方法，其特征在于，其中当折射率n＞1时，入射波从低密度介质通过界面传播到高密度介质。其中压缩系数定义为m，当折射率n＜1.296时，入射波的入射角小于或等于共振反射临界角的入射角θ0＜θR，或者压缩系数为m＜mR，这时界面反射率是RF＝0 折射率为1.0313≤n≤1.125，因为当折射率n＝1.0313时，共振反射临界角等于绝对反射临界角，当折射率1＜n≤1.0313时，它是超弱的界面，没有反射波能量，当入射角大于或等于共振反射临界角且小于或等于绝对反射临界角时θR≤θ0≤θA，或者压缩系数为mR≤m≤mA时，这时界面的反射率为当折射率1.296＞n＞1.125时，入射角大于等于共振反射临界角，小于等于波能均分角θR≤θ0≤θE，或者压缩系数为mR≤m≤mE，这时界面反射率为当折射率n≥1.296时，法向入射波在界面上存在反射率R0，当影响角θ0＜θR时，压缩系数m≤mR，现在界面反射率RF＝R0，这里的R0为法向入射波的界面反射率；当入射角大于或等于共振临界角且小于波能等分度角θR≤θ0≤θE时；或者当压缩系数mR≤m≤mE时，当法向反射率R0≤0.5时，界面的反射率当法向反射率R0≥0.5时，界面的反射率当入射角大于波能角等于分度θE≤θ0≤θA时，小于等于绝对反射临界角；或者压缩系数是mE≤m≤mA时，当法向反射率R0≤0.5时，界面反射率当法向反射率R0≥0.5时，界面反射率当入射角大于等于绝对反射角θ0≥θA时，或压缩系数为m≥mA，界面反射率RF＝1，所有的波能都由界面反射。 3.根据权利要求1所述的通过过渡区界面共振波反射率计算方法，其特征在于，当入射波的入射角小于或等于反界面反射临界平均角α0≤αR时，或波长伸长系数为m′≤m′R，这时的界面反射率R′F＝0；当反界面的折射率当入射角大于或等于共振反射临界角，小于或等于绝对反射临界角时αR≤α0≤αA，或波长伸长系数为m′R≤m′≤m′A，这时界面反射率当反界面折射率当入射角大于或等于共振反射临界角，小于或等于波能等分度的夹角时αR≤α0≤αE，或波长伸长系数为m′R≤m′≤m′E 这时界面反射率当入射角大于等于波能等分角且小于绝对反射临界角均值时αE≤α0≤αA，或拉伸系数为m′E≤m′≤m′A，这时界面反射率当入射角大于或等于绝对反射临界角α0≥αA，或拉伸系数为m′≥m′A时，此时界面反射率R′F＝1，其中入射波能量将被界面全部反射。 4.根据权利要求2所述的通过过渡区界面共振波反射率计算方法，其中所述波长压缩比系数是当波通过界面时的折射波长和入射波长的法向分量的比率 c0即入射波速，crefra是通过界面进入介质的折射波速c0≥crefra，θ0是入射角从低密度介质到高密度介质；式中θR为共振反射临界角，mR为共振波长压缩系数；θE为波能等分角，mE为波能等分系数；θA为绝对反射临界角，mA为绝对反射波长压缩系数。 5.根据权利要求3所述的通过过渡区界面共振波反射率计算方法，其中波长伸长率系数为波通过反界面时的折射波波长与入射波长法向分量的比值为当反界面的折射率时： θA由求得，αA由sinθA＝nsinαA求得，m′A由求得； θE由求得，αE由sinθE＝nsinαE求得，m′E由求得； θR由求得，αR由sinθR＝nsinαR求得，m′R由求得；当反界面的折射率时： θA由求得，αA由sinθA＝nsinαA求得，m′A由求得； θE由求得，αE由sinθE＝nsinαE求得，m′E由求得； θR由tgθR＝n求得，αR由sinθR＝nsinαR求得，mαR由求得；当入射角α0已知，因此m′可以由求出， α0为从高密度介质到低密度介质的入射波入射角，m′为波长伸长率系数； αR为反界面谐振反射临界角，m′R为反界面谐振波长伸长系数； αE为反界面波能等分角，m′E为反界面波能等分波长伸长系数； αA为反界面的绝对反射临界角，m′A为反界面的绝对反射临界波长伸长系数。
所属类别：	发明专利