doi:
УДК: 534.2

ЭХО-СИГНАЛ ОТ СФЕРИЧЕСКОГО РАССЕИВАТЕЛЯ, НАХОДЯЩЕГОСЯ ВБЛИЗИ ГАЗОНАСЫЩЕННОГО ДНА

Григорьева Н. С., Сафронов К. С., Лукьянов В. Д.

Читать статью полностью
Язык статьи: русский

Аннотация

Исследованы особенности рассеяния высокочастотного 70-90 кГц звука на сферическом акустически жестком рассеивателе, помещенном в однородное водное полупространство вблизи границы раздела вода/дно. Дно акватории предлагается жидкой однородной газосодержащей средой. Сравниваются случаи, когда скорость в дне больше и меньше, чем в воде (жесткое и мягкое дно). Радиус рассеивателя 0.3-0.5 м. Расстояние между источником/приемником и рассеивателем 500-1000 м. Для вычисления коэффициентов рассеяния сферы используются асимптотические формулы, полученные с помощью метода перевала. Использование асимптотических выражений для коэффициентов рассеяния сферы позволяет существенно сократить число слагаемых в формуле для функции формы эхо-сигнала. Это позволяет существенно ускорить вычисление эхо-сигнала. Показано, что функции формы в обоих случаях (жесткого и мягкого дна) представляют собой осциллирующие кривые, период осцилляции которых уменьшается с ростом расстояния от центра сферы до границы раздела. Эти осцилляции связаны с интерференцией зеркального отражения и волн, отражённых от дна. Отличие функций формы друг от друга в случаях жесткого и мягкого дна незначительно.
Ключевые слова: рассеяние акустических волн, эхо-сигнал, сферический рассеиватель, приближение однократного рассеяния, метод перевала, газонасыщенное дно

Список литературы

1. Hackman R.H., Sammelmann G.S. Multiple-scattering analysis for a target in an oceanic waveguide, J. Acoust. Soc. Am. 1988. V. 84. № 5. P. 1813-1825.2. Jensen F.B., Zampolli M., Tesei A. Benchmark problems for acoustic scattering from elastic objects in the free eld and near the seaoor, J. Acoust. Soc. Am. 2009. V. 125. № 1. P. 89-98.3. Григорьева Н.С., Фридман Г.М. Рассеяние звука сферической упругой оболочкой, помещенной в волновод с жидким дном // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 4. С. 424-432.4. Williams K.L., Kargl S.G., Thorsos E.I., Burnett D.S., Lopes J.L., Zampolli M., Marston P.L. Acoustic scattering from a solid aluminum cylinder in contact with a sand sediment: Measure-ments, modeling, and interpretation, J. Acoust. Soc. Am. 2010. V. 127. № 6. P. 3356-3371.5. Zampolli M., Tesei A., Canepa G., Godin O.A. Computing the far eld scattered or radiated by objects inside layered uid media using approximate Green’s functions, J. Acoust. Soc. Am. 2008. V. 123. P. 4051-4058. 6. Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г. Затухание звука в мелководных акваториях с газонасыщенным дном // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 1. С. 90-100.7. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 343 с.8. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Т. 1. М.: Наука, 1973. 294 с.9. Sessarego J.-P., Cristini P., Grigorieva N.S., Fridman G.M. Acoustic scattering by an elastic spherical shell near the seabed, J. Comp. Acoust. 2012. V. 20. № 3. Р. 1250006.1-19.10. Kargl S.G., Marston P.L. Ray synthesis of Lamb wave contributions to the total scattering cross section for an elastic spherical shell, J. Acoust. Soc. Am. 1990. V. 88. № 3. Р. 1103-1113.11. Fawcett J.A., Fox W.L.J., Maguer A. Modeling of scattering by objects on the seabed, J. Acoust. Soc. Am. 1988. V. 104. № 6. P. 3296-3304.12. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Т. 2. Пер. с англ. М.: Наука, 1973. 296 с.13. Шендеров Е. Л. Излучение и рассеяние волн. Л.: Судостроение, 1989. 302 с.14. Fawcett J. A. Complex image approximation to the half-space acousto-elastic Green’s func-tion, J. Acoust. Soc. Am. 2000. V. 108. № 6. Р. 2791-2795.15. Fawcett J. A., Lim R. Evaluation of the integrals of target/seabed scattering using the method of complex images, J. Acoust. Soc. Am. 2003. V. 114. № 3. Р. 1406-1415.16. Григорьева Н.С., Куприянов М.С., Михайлова Д.А., Островский Д.Б. Рассеяние звуковых волн на сферическом рассеивателе, находящемся вблизи ледовой поверхности // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 1. С. 10-23.17. Lim R., Lopes J.L., Hackman R.H., Todoro D.B. Scattering by objects buried in underwa-ter sediments: Theory and experiments, J. Acoust. Soc. Am. 1993. V. 93. № 4. Pt. 1. P. 1762-1783.


Прежде: "Труды ЛКИ"

Контакты


Адрес:
Российская Федерация,
190121, г. Санкт-Петербург,
ул. Лоцманская, д. 3, литера А
аудитория 353
Телефон: +7 (812) 714-06-44
Email: journal@smtu.ru