авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 ||

«Ю. П. ДОРОНИН ------------------------------------- ФИЗИКА ОКЕАНА ...»

-- [ Страница 8 ] --

Категория сейсмических шумов выделяется в связи с их низкой частотой, составляющей от долей до десятков Гц, и довольно высоким уровнем возмущений давления (кривая 5 на рис.8.13). Они обусловлены подводной вулканической деятельностью, оползнями и подвижками дна. Срединные океанические хребты и окраины материковых склонов наиболее активны в сейсмическом отношении. В них постоянно с большей или меньшей интенсивностью происходят колебания дна, а при извержении вулкана создается аналог подводного взрыва, который прослеживается на расстоянии в тысячи километров. Возможность предвычисления очага возникновения акустической волны от подвижек дна, могущих привести к цунами, имеет большое значение в службе предупреждения этого явления. Дно океана испытывает постоянные микросейсмические колебания. Они могут быть следствием как более крупных землетрясений, так и локальных возмущений, оползнями грунта, следствием образования на поверхности океана стоячих волн давление которых передается дну. Спектр шумов, возбуждаемых этими колебаниями, мало меняется во времени и однороден по всему океану.

Диапазон частот и колебаний давления этого шума не превышает десятка Гц, и единиц Па.

В замерзающих морях выделяется категория ледовых шумов. Они обусловлены столкновением льдин, их торошением, изгибным потрескиванием льдин при изменениях уровня моря, растрескиванием из-за термического изменения объема при понижении температуры, трением движущегося снега по поверхности льда. Такой широкий диапазон действующих факторов приводит к тому, что частотный спектр шума простирается, от единиц до тысяч Гц. Их низкочастотная составляющая обусловлена торошением льда. При этом могут возникать отдельные максимумы давления на частотах в несколько десятков Гц. Такие акустические сигналы всегда привлекают внимание практиков, так как позволяют определить направление движения фронта торошения льда.

Термическое изменение объема морского льда и происходящее при этом растрескивание вызывает шум в несколько более высокочастотном диапазоне с максимумом 100300 Гц, на котором давление составляет величину порядка 10-3 Па/Гц0,5. От этого максимума акустическое давление убывает в сторону как высоких частот, так и низких.

Шум трущихся и сталкивающихся при движении льдин находится в еще более высоком диапазоне частот от 102 до 1О4 Гц. Наблюдения показывают, что он зависит от толщины льда, увеличиваясь с его уменьшением, и от скорости их движения. Но значения изменений акустического давления оказываются небольшими, не превышающими 10-3 Па/Гц0,5. Несмотря на довольно слабую интенсивность этого рода шумов, они могут привлечь внимание океанологов, чтобы попытаться по ним оценить коэффициент бокового взаимодействия льдин, знание которого очень важно при расчете дрейфа сплоченного льда. Еще более высокочастотная составляющая ледового шума вызвана трением движущегося снега о лед. Это явление PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com вызывает шум в килогерцевом диапазоне частот, но интенсивность его небольшая.

Характерной чертой ледовых шумов является их локализация в поверхностном слое океана обычно в ограниченных районах, и, как видно из рис. 8.14, их акустическое давление убывает с ростом частоты.

Биологические шумы обусловлены возбуждением резонанса плавательного пузыря рыб, щелчками клешней ракоо6разных и раковин моллюсков, импульсными сигналами китообразных и других морских животных и т.д.

Все эти сигналы весьма разнообразны по форме, что позволяет по ним определять вид излучателя (рис.8.14).

Некоторые виды рыб излучают низкочастотные звуки с максимумом давления на частоте в несколько десятков Гц, другие (горбылевые) более высокочастотные с максимумом на частотах в несколько сотен Гц.

Максимум спектра шума моллюсков, раков находится в пределах от единиц до десятков кГц.

Рис.8.14. Осциллограммы звуков, издаваемых морскими организмами[1].

а- рак-щелкун, б- умбрина семейства горбылевых, в- рыба-жаба.

Весьма своеобразны сигналы китообразных, представляющих собой очень узкие спектры, находящиеся как в полосе нескольких Гц, так и в кГц диапазоне. Все эти спектры имеют специфическую форму, позволяющую различать их принадлежность определенному объекту, а также акустическое давление. Максимум давления в спектре шума рыб составляет 10-1 - 10- Па/Гц0,5, в шуме ракообразных - на порядок меньше. Особенно интенсивные звуки издают киты. У них акустическое давление, приведенное к расстоянию 1 м от источника, составляет 102 - 104 Па. Сильные шумы издают рыбы в период нереста, т.е. существует его годовой ход, а также суточный, обусловленный активностью рыб.

Изучение звуков, излучаемых представителями морской фауны, имеет большое практическое значение в промысловой океанологии, позволяя методом пассивной локации, т.е. по шуму, выявлять места скоплений рыбы.

Технические шумы вызваны излучением акустических волн различными сооружениями. Сюда относятся шумы корабельные, от технических сооружений, портовые, от сооружений на берегу, при работе которых колебания почвы передаются воде. Наибольший вклад в шумы открытого моря вносят корабельные шумы. Они вызваны шумом гребных винтов, вибрацией корпуса судна и кавитационным шумом в кильватерной струе и в носовом буруне. Существует пропорциональность между скоростью вращения винта с учетом числа лопастей в нем, и частотой шума, приводящая к пику в низкочастотной части спектра в диапазоне десятков Гц.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Кавитация пузырьков воздуха вызывает более высокочастотный шум.

Перечисленное в совокупности приводит к тому, что диапазон корабельных шумов простирается от 10 до 103 Гц. Из рис.8.13 видно, что спектр корабельных шумов отличается от других, позволяя его выделять. Это широко используется при обнаружении надводных и подводных кораблей акустическими средствами. Причем удается определять тип судна.

Приведенный на рис.8.13 спектр всех перечисленных шумов оказывается сложным и выделить из него шум конкретного объекта удается только в том случае, если он отличается по частоте и уровню от других и его можно отфильтровать.

Дополнительная литература 1. Акустика океана. Под ред. Л.М. Бреховских.- М.: Наука, 1974 - части 1,2,9.

2. Акустика океана. Под ред. Дж.Де Санто. Пер. с англ.- М.:Мир,1982 - гл.2.

3. Алексеев Г.В. Математические основы акустики океана.

(Учебное пособие). Владивосток, ДВГУ, 1988 - гл. 1,2,3.

4. Богородский А.В., Яковлев Г.В., Корепин Е.А., Должиков А.К.

Гидроакустическая техника исследования и освоения океана. - Л.:

Гидрометеоиздат, 1984 - гл. 1,2.

5. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982 - 264с.

6. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Акустика океана. В кн.:

Океанология. Т.2, Гидродинамика океана. - М.: Наука, 1978, гл.2.

Вопросы для самопроверки 1- Почему на практике для расчета скорости звука в океане используется не точная аналитическая формула, а приближенные?

2 - В чем состоят достоинства и недостатки волнового и лучевого подходов к описанию распространения звука в океане?

3 - Как меняются акустическое давление и интенсивность звука с расстоянием в плоской, цилиндрической и сферической акустических волнах в идеальной жидкости?

4 - Как влияет стратификация океана на траекторию акустического сигнала и на интенсивность звука вдоль нее?

5 - Как определяются границы подводного звукового канала и чем он характерен?

6 - Каковы законы горизонтальной рефракции акустического сигнала?

7 - Как зависит ослабление звука в океане от частоты излучаемого сигнала?

8 - Что понимается под уравнением гидролокации?

9 - Почему возникает явление реверберации звука в океане?

10 -Чем различаются акустические шумы в океане и каково их практическое значение?

11 - В чем заключается суть раздела акустики, называемого акустической томографией?

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.