ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эксперименты по рассеянию звука на турбулентных неоднород-ностях из "Введение в физическую акустику " Мониным [101 получено уточненное волновое уравнение для случайно-неоднородной среды с учетом одновременного влияния полей пульсаций й и при тех же предположениях, о которых шла речь выше. [c.183] Здесь д=к—кп — разность волновых векторов падающей и рассеянной волн, Ло — амплитуда падающего поля, п=г г — единичный вектор в направлении рассеяния, г, /—индексы суммирования. [c.183] Для вычисления нужно, таким образом, знать функцию корреляции IIs(r)ri (r). В выражение для П , согласно (4.5), входят функции Т (г) и Ui r) и при нахождении П5(г)П (г) необходимо знать корреляции для флуктуаций и В случае изотропной турбулентности корреляцию между полями Т и ы, будем считать отсутствующей, а корреляции T ri)T ri) и Ui ri)Uj r могут быть выражены через структурные функции соответственно скалярного поля пульсаций Т и векторного поля пульсаций и (закон 2/3 , см. гл. 1). В свою очередь эти структурные функции могут быть представлены для статистически изотропной турбулентности через спектральные плотности [14]. [c.184] Здесь Ф-r и — спектральные функции, соответствующие корре-лжионной функции показателя преломления и относящиеся к температурному полю и полю пульсаций скорости. В случае применения результатов теории локально изотропной турбулентности, когда пространственные периоды решетки / (б ) лежат в инерционном интервале, т. е. [c.185] Здесь Bj- — характеристика температурного поля пульсаций, входящая в закон двух третей , С — постоянная порядка единицы, р — диссипация энергии единицы массы за единицу времени и г= =2л/1 — пространственный волновой вектор. [c.185] При угле 08=я/2 os 0s=O и, таким образом, рассеяние в этом направлении отсутствует как на поле пульсаций температуры, так и на поле пульсаций скоростей и. На рис. 7.5 приведены индикатрисы рассеяния в полярных координатах, соответствующие этой формуле. Они дают наглядные представления о рассеянном поле. [c.185] Все изложенное относилось к рассеянию звука на турбулентных неоднородностях в атмосфере. В океане также имеется турбулентное движение, поскольку гидродинамические числа Рейнольдса Re благодаря большим масштабам движения могут быть очень велики. Мы уже отмечали, что для условий морской среды основные представления локально изотропной теории турбулентности в довольно широких пределах выполняются. Поэтому развитая теория рассеяния может быть применима для условий моря и океана. Она с успехом была использована для вертикального зондирования как атмосферы, так и для изучения по глубине неоднородностей толщи морской среды. [c.186] По существу, мы имеем своего рода эхолот (сонар), используемый для измерения глубины моря. Только в случае эхолота движется судно и записываются неровности дна в рассматриваемом же случае зондирующее устройство (которое мы будем называть эхосо-наром) неподвижно, а мимо него движутся (проносятся) неоднородности температуры и влажности в атмосфере. [c.187] Такого рода наблюдения в определенной степени заменяют метеорологические радиозонды. С другой стороны, онн дают непрерывную и длительную во времени картину состояния атмосферы (наличие внутренних воли, слоистости атмосферы и т. д.). [c.187] Имеются работы, в которых сопоставляются данные, получаемые с эхосонара , с данными оптического зондирования атмосферы лучом лазера. Широко применяется радиолокационная техника для получения данных по рассеянию СВЧ на звуковом луче эхосонара, так называемый радиоакустический сонар [27—29] (радиоакустическое зондирование). Основой этого метода служит дифракция зондирующего, бегущего со скоростью света радиоимпульса на звуковом импульсе, представляющем собой дифракционную решетку. Максимум рассеяния радиоволн при этом будет в том случае, когда длина радиоволны и длина волны звука К удовлетворяет брэгговскому условию 1р=2 и 8Ш(05/2). При этом рассеянные волны складываются синфазно, происходит отражение СВЧ импульса от всей движущейся дифракционной решетки. [c.187] Вернуться к основной статье