CƠ SỞ ÂM HỌC ĐẠI DƯƠNG ( BIÊN DỊCH PHẠM VĂN HUẤN ) - CHƯƠNG 9

SỰ TẢN MÁT ÂM TẠI CÁC BỀ MẶT GỒ GHỀNhư đã chỉ ra ở chương 1, bề mặt và đáy đại dương là những bề mặt gồ ghề ngẫu nhiên. Chưa có lý thuyết chính xác về sự tản mát sóng đối với các bề mặt kiểu đó. Tuy nhiên, người ta đã phát triển những phương pháp gần đúng hiệu quả cho một số trường hợp cụ thể quan trọng như sự gồ ghề với những đỉnh và sườn nhỏ và sự gồ ghề trơn lớn. 9.1. THAM SỐ RAYLEIGH Độ gồ ghề của mặt biển có phổ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CƠ SỞ ÂM HỌC ĐẠI DƯƠNG ( BIÊN DỊCH PHẠM VĂN HUẤN ) - CHƯƠNG 9 Chương 9 tương đối so với mặt phẳng trung bình z = 0 (hình 9.1). Có thể thấy từ hình 9.1 rằng hiệu pha bằng SỰ TẢN MÁT ÂM TẠI CÁC BỀ MẶT GỒ GHỀ ∆ϕ = k( BC + CD ) = k( 2CD − AB ) . Như đã chỉ ra ở chương 1, bề mặt và đáy đại dương là những bề mặtgồ ghề ngẫu nhiên. Chưa có lý thuyết chính xác về sự tản mát sóng đốivới các bề mặt kiểu đó. Tuy nhiên, người ta đã phát triển những phươngpháp gần đúng hiệu quả cho một số trường hợp cụ thể quan trọng như sựgồ ghề với những đỉnh và sườn nhỏ và sự gồ ghề trơn lớn.9.1. THAM SỐ RAYLEIGH Độ gồ ghề của mặt biển có phổ không gian liên tục với những bướcsóng từ vài milimét tới một số mét. Phổ của địa hình đáy cũng rất rộng -từ “các gợn sóng” nhỏ do dòng chảy gây nên trên cát đến những dãy núi Hình 9.1. Về sự thiên lệch của tham số Rayleightrung tâm đại dương trải dài hàng nghìn kilômét và độ cao vài kilômét. Nhưng bởi vì Trong lý thuyết tản mát sóng, quy mô theo phương thẳng đứng của ζđộ gồ ghề thường được chỉ ra bằng tham số Rayleigh 27 P ≡ 2 kσ cos θ 0 , AB = 2ζ tan θ 0 sin θ 0 , CD = , cosθ 0trong đó k là số sóng, θ 0 là góc tới của sóng âm và σ là li độ căn bình nênphương trung bình của bề mặt gồ ghề so với mực trung bình của nó. Tại ∆ϕ = 2 kζ cos θ 0 . P > 1 ứng với độ gồ ghề lớn, nó gây nên sự [〈( ∆ϕ ) 〉 ]1/ 2 2 σ = ( 〈ζ 2 〉 )1 / 2 . = 2kσ cos θ 0 = P, (9.1.1)tản mát âm đáng kể trên một khoảng góc tương đối rộng. Để làm rõ ý σ πnghĩa của P , ta xét những phản xạ âm từ bề mặt gồ ghề → 0 hay θ 0 → . Trong trường hợp Ta còn thấy rằng P → 0 nếu z = ζ ( r ), r = {x, y} và tìm đổi thiên pha bổ sung dọc theo tia ACD λ 2 đó sự tản mát không xảy ra và sự phản xạ trở thành phản xạ gương.27 Trong mục 1.6 tham số Rayleigh đã được định nghĩa thông qua góc mởχ = π / 2 − θ0 . 287 288 ⎧∂ ∂⎫9.2. PHƯƠNG PHÁP NHIỄU ĐỘNG BÉ (MSP) n⊥ = −∇ ⊥ ζ , ∇⊥ = ⎨ , ⎬ . (9.2.3) ⎩ ∂x ∂y ⎭ nz Nếu một bề mặt gồ ghề chỉ thiên lệch nhẹ khỏi một bề mặt trung Bây giờ chúng ta khai triển các điều kiện biên (9.2.1, 2) thành mộtbình xác định (thường là một mặt phẳng) và có những góc nghiêng khá chuỗi lũy thừa của ζ , chỉ giữ lại những số hạng không cao hơn ζnhỏ, thì trường bị tản mát bởi bề mặt đó có thể tính được một cách gần ∂pđúng bằng phương pháp nhiễu động bé ...