CƠ SỞ ÂM HỌC ĐẠI DƯƠNG ( BIÊN DỊCH PHẠM VĂN HUẤN ) - CHƯƠNG 7

SỰ DẪN SÓNG PHỤ THUỘC KHOẢNG CÁCHỞ những chương trước chúng ta đã xét sự truyền âm trong đại dương nơi có độ sâu, các đặc trưng âm học của đáy biển và trắc diện tốc độ âm c( z ) trong nước không thay đổi dọc theo đường truyền. Nhiều khi đây là một phép xấp xỉ tương đối tốt đối với một tình huống hiện thực và vì vậy, lý thuyết đã phát triển ở trên có được rất nhiều ứng dụng thực tiễn. Tuy nhiên, đôi khi chúng ta cần khái quát hóa lý thuyết này...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CƠ SỞ ÂM HỌC ĐẠI DƯƠNG ( BIÊN DỊCH PHẠM VĂN HUẤN ) - CHƯƠNG 7 Chương 7 lý thuyết đơn giản đi một cách đáng kể. Hiện nay có ba phương pháp phân tích sự truyền sóng trong những SỰ DẪN SÓNG PHỤ THUỘC KHOẢNG CÁCH môi trường như thế đã được phát triển tương đối tốt - phương pháp dẫn sóng quy chiếu, phương pháp phương trình parabolic và phương pháp tia. Ở những chương trước chúng ta đã xét sự truyền âm trong đạidương nơi có độ sâu, các đặc trưng âm học của đáy biển và trắc diện tốc 7.1. CÁC THỨC CHUẨN TRONG MÔI TRƯỜNG PHÂN LỚP HOÀNđộ âm c( z ) trong nước không thay đổi dọc theo đường truyền. Nhiều khi TOÀN: PHƯƠNG PHÁP DẪN SÓNG QUY CHIẾUđây là một phép xấp xỉ tương đối tốt đối với một tình huống hiện thực và Bây giờ ta xét sự dẫn sóng âm trong đại dương, khi tốc độ âmvì vậy, lý thuyết đã phát triển ở trên có được rất nhiều ứng dụng thực tiễn. c( z, r ) biến thiên không những theo độ sâu, mà còn theo cả khoảng cáchTuy nhiên, đôi khi chúng ta cần khái quát hóa lý thuyết này cho trường phương ngang r = { x, y } , mặc dù là chậm hơn rất nhiều. Bài toán quy vềhợp các đặc trưng của sự dẫn âm trong đại dương biến thiên với khoảng tìm nghiệm của phương trình Helmholtz đối với áp suất âm p( z, r )cách theo phương ngang. Cụ thể, điều này cần thiết khi: ∆p + k 2 ( z, r ) p = 0, k( z, r ) = ω / c( z, r ) (7.1.1) a) âm truyền ở vùng ven bờ, nơi độ sâu biển biến thiên một cách với những điều kiện tương thích lân cận nguồn, tại các biên và ở vô cùng.đáng kể; Hiện tại chúng ta chấp nhận rằng đáy và bề mặt đại dương phản xạ lý b) các sóng âm đi ngang qua những đới front trong đại dương, ví dụ, tưởng. Chúng ta sẽ sử dụng thuật ngữ dẫn sóng quy chiếu tại r = r1 đốinhững hải lưu như Gulf Stream, Kurosyo v.v.. với ống dẫn sóng đồng nhất không phụ thuộc r , trắc diện tốc độ âm c) âm truyền trên những khoảng cách lớn cỡ hàng nghìn km. Biến thẳng đứng của nó được cho bằng hàm c( z, r1 ) . Một cách tổng quát, độthiên của trắc diện c( z ) đáng kể trong trường hợp này, đặc biệt khi sâu phụ thuộc vào r , h = h( r ) . Nhưng ống dẫn sóng quy chiếu tươngđường truyền nằm trên hướng kinh tuyến. ứng với điểm r1 có một đáy nằm ngang tại độ sâu h = h( r1 ) . Lý thuyết truyền âm đối với một trường hợp tổng quát của môi Chúng ta sẽ chấp nhận rằng, đối với sự dẫn sóng quy chiếu tươngtrường có các đặc trưng biến thiên dọc theo ba tọa độ còn chưa phát triển ứng với một r bất kỳ sẽ có một hệ đầy đủ các hàm riêng trực giaomột cách đầy đủ. Nhưng có một tình huống làm cho vấn đề trở nên dễ ψ l ( z, r ), l = 1, 2, ... tùy thuộc vào z ( r được lấy làm một tham số) thỏadàng hơn trong trường hợp của chúng ta, cụ thể là khi các đặc trưng của mãn phương trìnhống dẫn sóng đại dương trên hướng ngang biến thiên chậm. Khi đó, [ ] d 2ψ lchúng ta có thể đưa ra những tham số nhỏ tương ứng như: độ nghiêng + k 2 ( z, r ) − ξ l2 ψ l = 0 (7.1.2) 2 dzđáy nhỏ hoặc tỉ ...