Компьютерная визуализация источника звука в мелководном волноводе

Чиров Д. В.

Рассмотрены теоретические основы и особенности практической реализации голографического метода восстановления акустического поля и визуализации источника звука в пространстве мелководного волновода, относящегося к методам согласованной со средой обработки гидроакустической информации. Показана связь характеристик восстановленного акустического поля источника звука с комплексной передаточной характеристикой волновода, определяемой на основе решения волнового уравнения. Отмечается простота восстановления поля источника путем обращения вычислительных процедур расчета передаточной характеристики волновода методом конечных разностей по явной расчетной схеме. Представлены результаты вычислительных экспериментов по исследованию эффективности метода в условиях неоднородной подводной среды. При этом каждый вычислительный эксперимент состоял из двух этапов: вычисления голограммы поля точечного источника звука и последующего восстановления акустического поля в волноводе по вычисленной голограмме. Для вычислительных экспериментов был выбран мелководный волновод с ровным дном и с положительной рефракцией акустических лучей от поверхности до дна. Рассмотрены три упрощенные модели неоднородной подводной среды: с мелкомасштабной турбулентностью, с внут-ренней волной, с тонкой структурой вертикального распределения скорости звука. Показано, что неучтенные неоднородности скорости звука, имеющие большую протяженность вдоль волновода, оказывают существенное негативное влияние на эффективность восстановления поля точечного источника звука голографическим методом. Это влияние может быть уменьшено путем уточнения параметров среды вдоль волновода.

Скачать