声波的传播技术在众多领域有着广泛的应用,其中利用温度梯度分布实现声波传播控制的技术近年来引起人们的关注。为了精确描述非均匀介质中的声传播特性,分别构建了声波传播的射线法模型和有限元法模型,研究了声波的频率、入射角以及非均匀介质的温度分布特性对声传播的影响,着重分析计算了斜入射声波的传播问题,探讨了增大非均匀介质对声波反射系数的方法。在射线法模型中,对声波传播的非均匀区间进行多层分割,每层近似为均匀介质,进行逐层迭代运算,从而得到声波传播的解析解。射线法结果虽然在大体上反映了声波传播的一般趋势,但是有一定的局限性,特别是在声波频率较高时可能不能满足计算的收敛性要求。在有限元法模型中,对非均匀区进行单元离散划分,合成总刚度矩阵,利用共轭梯度法对合成的大规模矩阵进行仿真计算,从而得到声波传播的数值解。有限元法结果表明:有限元法是一种解决声波传播问题的有效方法,能够很好描述声波传播的特性;声波在非均匀温度区中的传播特性与介质温度分布参数、声波频率和入射角有关,其反射系数近似为声波穿越非均匀介质长度的周期函数。当入射声波参数和非均匀介质的温度分布特性之间满足一定条件时,声波将在介质界面上发生强烈反射,甚至全反射,这为声波传播路径的有效控制提供了灵活的技术手段。