Особенности формирования интерференционной структуры акустических полей в мелководных океанических волноводах

• Автор: Райкина, Елена Львовна
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 226 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1. Влияние поверхностной и боковых волн на формирование интерференционной структуры широкополосного звука в мелком море
1.1. Формирование сейсмоакустического поля низкочастотного источника в изоскоростном волноводе
1.2. Возбуждение боковых волн в океаническом волноводе источником, расположенным в воздухе

1.3. Влияние поглощения в дне на затухание сейсмических

волн в мелком море

1.4. Выводы
Глава 2. Влияние осадочной толщи дна на формирование пространственно-частотной структуры акустических

полей в океанических волноводах

2.1. Влияние осадочного слоя дна на возбуждение мод

и боковых волн в мелком море
2.2. Формирование пространственно-частотной модовой структуры акустического поля в океанических
волноводах со слоисто неоднородным дном
2.3. Влияние стратификации скорости звука в осадочном слое дна на формирование интерференционной
структуры поля
2.4. Выводы

Глава 3. Общие закономерности проявления эффекта дифракционной фокусировки акустических
полей в многомодовых волноводах
3.1. Периодическое пространственное переформирование интерференционной структуры и дифракционная фокусировка акустических полей в океанических волноводах
3.2. Особенности пространственно-временной структуры акустических сигналов в многомодовых океанических
волноводах
3.3. Особенности пространственно-частотной интерференционной структуры акустических полей
в океанических волноводах
3.4. Выводы
Глава 4. Особенности дифракционной фокусировки акустических полей в мелководных океанических волноводах
4.1. Влияние осадочного слоя дна на дифракционную
фокусировку акустического поля в мелком море
4.2. Влияние стратификации скорости звука в осадочном слое
дна на дифракционную фокусировку акустического поля
4.3. Влияние профиля скорости звука и геоакустических свойств
дна на проявление эффекта дифракционной фокусировки
4.4. Выводы
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы диссертации
Изучение интерференционных эффектов, наблюдающихся при распространении акустических волн в океанических волноводах, является одним из важнейших направлений в акустике океана. Исследованию этих эффектов посвящены многочисленные экспериментальные и теоретические работы [1-48].
Актуальность этих исследований обусловлена тем, что интерференционная структура акустического поля, формирующаяся в результате суперпозиции как рефрагированных, так и многократно отраженных от поверхности и дна волн, целиком определяется окружающими условиями по всей трассе распространения и, следовательно, представляет интерес для изучения этих условий, а именно, гидрофизических и геофизических характеристик океанических волноводов [41-48]. Хотя результаты этих исследований и представляют самостоятельный интерес, в настоящее время они в большей мере являются исходным материалом для современного, важнейшего направления в акустике океана - разработке систем подводного видения.
К настоящему времени значительно повысился интерес к изучению интерференционной структуры широкополосного звука в мелководных океанических волноводах, особенно на относительно низких частотах излучения, где обычно реализуется маломодовый режим распространения, и на формирование пространственно - частотной структуры акустического поля могут существенно влиять сейсмические поверхностная и продольная и сдвиговая боковые волны [49-52]. При этом, как показали результаты экспериментальных и теоретических исследований, в пространственно - частотном распределении интенсивности акустического поля появляются

15 1, Гд

10 15 ^ Гц
Р и с. 1.2. Теоретические зависимости от частоты излучения / нормированных амплитуд А = |ф|/тах{]фтоД} продольной - I и сдвиговой - t боковых волн, а также нулевой - 0 и первой - 1 мод при |ду| = 12 м, гг = 39 м для г = 10# - а и г = 20 Н - б
вых волн на расстояниях г > 6 х 103 м в реальных условиях проведения
экспериментальных исследований можно непосредственно убедиться, анализируя приведенную на рис. 1.3 осциллограмму, характеризующую зависимость возмущения давления от времени в импульсном сигнале от пневматической пушки, принятом на расстоянии г = 1.2 х 104 м от нее.
Действительно, используя простые соотношения
отвечающие задержкам во времени между приходами продольной и сдвиговой боковых волн ДГ; / = 2 с, а также продольной волны в жидкости и сдвиговой боковой волны = 2.8 с, находим, что в /У(г) на рис. 1.3 первый предвестник соответствует продольной боковой волне, а второй — сдвиговой боковой волне и следующей за ней нулевой моде. Водная волна приходит самой последней, при этом теоретическое значение для полной длительности звучания акустического сигнала % = / + Д^г = 4.8 с хоро-
шо согласуется с соответствующим экспериментальным (см. рис. 1.3).
В заключении сформулируем основные полученные результаты.
(1.36)