平面声波扰动大气湍流非柯尔莫哥洛夫谱折射率功率谱分布

来源：计算物理杂志2025年第4期北京时间：

作者：王明军, 刘帅, 吴小虎, 席建霞, 张佳琳

摘要：本文基于声波能量和湍流能量平衡方程, 推导在平面声波扰动下各向同性和各向异性Non-Kolmogoro(非柯尔莫哥洛夫谱)折射率功率谱函数的表达式, 数值仿真在不同声源功率和频率下, 平面声源激发产生的声场能量分布。计算声源参数一定时, 不同功率谱幂律和各向异性因子下的Non-Kolmogorov折射率功率谱函数的分布情况。结果表明: 在声波传输距离一定时, 各向同性Non-Kolmogorov折射率功率谱随功率谱幂律的增大呈整体下降趋势; 各向异性Non-Kolmogorov折射率功率谱随各向异性因子的增大呈整体上升状态; 在空间波数一定时, Non-Kolmogorov折射率功率谱随声波传输距离的增大呈现极大值和极小值交替变化。

关键词：平面声波, 声场能量, 大气湍流, 湍涡尺度, Non-Kolmogorov谱模型