ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение инфразвука в море. Трехмерная задача из "Общая акустика " Вернемся к плоской задаче и перейдем к самому общему случаю произвольных механических свойств стенок, когда их нельзя охарактеризовать нормальной проводимостью. Такова, например, стенка в виде упругой пластинки, стенка в виде полупространства какой-либо среды, граничащая с данным слоем, и т. п. Последний случай очень важен в гидроакустике, где слой воды, ограниченный свободной поверхностью с одной стороны и толщей грунта — с другой, можно рассматривать как волновод. [c.262] Первая из этих волн должна переходить во вторую при отражении от верхней границы, а вторая — в первую при отражении от нижней границы. [c.262] Напомним, что групповая скорость вообще не будет равна с os 0 ввиду наличия дисперсии на стенках. [c.262] Подставляя в это уравнение вместо kh sin 9 величину Н, вернемся снова к формуле (72.3). [c.263] Нас интересуют волны, распространяющиеся в водном слое без затухания. Если звуковая энергия переходит в грунт, то модуль коэффициента отражения от дна меньше единицы, и волна затухает по мере распространения. Поэтому есть смысл рассматривать водный слой как волновод только для таких волн, для которых энергия в грунт не перетекает, т. е. случай °Vо = 1. Значит, следует исключить случай п 1, а также случай п 1 для углов скольжения 9 плоских волн, образующих нормальную волну, больших критического угла скольжения 9 р, определяемого уравнением os 9 р = п. Таким образом, лишь при os 9 /г в слое воды возможно распространение незатухающих нормальных волн. [c.264] При частоте выше критической d9/d О и групповая скорость уменьшается. Значит, скорость звука в грунте.есть наибольшая скорость передачи сигнала в таком волноводе. [c.265] Затем на него наложится второе вступление сигнала большой частоты, приходящее со скоростью звука в воде несущая частота этого сигнала убывает с течением времени. Сигнал окончится, когда растущая частота первого и убывающая частота второго сигнала сравняются, что произойдет в момент времени, соответствующий минимальной скорости распространения в море данной нормальной волны. [c.266] Формула полностью аналогична выражению (70.3), с той разницей, что бегущая плоская волна заменена бегущей цилиндрической волной. Величины и е найдутся из граничных условий они будут совпадать со значениями для соответственной плоской волны той же частоты, бегущей в том же волноводе. Для цилиндрических и плоских нормальных волн будут совпадать дисперсионные уравнения, нумерация нормальных волн, распределение давлений и компонент скоростей частиц. Различаться будут только закон спадания поля с расстоянием и набег фазы, вблизи начала координат. В цилиндрической волне происходит спадание амплитуды асимптотически как 1/1/г, в то время как двухмерная волна в слое свою амплитуду сохраняет. На больших дистанциях набег фазы нарастает одинаково для обоих типов волн. [c.268] Вернуться к основной статье