МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. Материалы курса дают основные понятия о природе звука и особенности его распространения в водной среде

Материалы курса дают основные понятия о природе звука и особенности его распространения в водной среде. При изучении теоретических основ гидроакустики студенту следует помнить, что каждый теоретический вопрос должен иметь практическую направленность с целью использования для построения и описания принципа действия гидроакустических приборов.

При изучении темы акустического поля студенту следует изучить связь, скорости распространения, длины волны и частоты колебаний акустических волн. Необходимо обратить внимание на различие понятий колебательной скорости частиц вокруг положения равновесия и фазовой (групповой) скорости передачи колебательного движения от частицы к частице.

Важным моментом для анализа работы ГАПП является понятие о типе фронтовой поверхности образуемой акустической волной.

При изучении волнового уравнения студент должен понимать сущность проводимых преобразований и конечные результаты. Из выводов волнового уравнения следует запомнить формулы потенциала скорости, акустического давления и колебательной скорости частиц среды плоских и сферических волн, поскольку эти величины имеют основополагающее значение при анализе интерференции звуковых волн, интенсивности звука, а также законов отражения и преломления.

Изучая тему интенсивности звука, студент должен придать особое внимание этому важному параметру, знать единицы его измерения, обратить внимание на связь абсолютных величин измерения интенсивности с относительными логарифмическими, которыми оперирует современная гидроакустика.

Огромное значение имеет для гидроакустики скорость распространения звуковых колебаний в воде. Связь скорости звука с основными гидрофизическими параметрами – температурой, соленостью и давлением, студент должен знать, как эти зависимости определяют точность гидроакустических систем.

Литература: 1. Кудрявцев В.И. «Промысловая гидроакустика»

2. Аберкиев В.П. «Гидроакустические рыболовные приборы»

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ.

Пример 1. Расстояние между двумя ближайшими, синфазно колеблющимися точками водной среды 7.5 см. Рассчитать частоту, период, волновое число.

Решение.

Расстояние между двумя указанными точками есть длина волны λ = 7.5 × 100 м,

Средняя скорость звука в воде С = 1500 м/сек.

Частота колебаний- F = C/λ

Угловая частота колебаний ω=2πF;

Период колебаний Т = 1/F;

Волновое число k = 2π/λ

Пример 2. Рассчитать интенсивность звука и амплитуду колебательной скорости частиц морской среды, если источник колебаний развивает действующее значение давления на расстоянии одного метра Pg = 3.5 × 1000 Па.

Решение

Интенсивность звука выражается через действующее значение давления

J = P_g²/ρ₀ C,

Принимая плотность морской воды ρ₀ = 1033 кг/м ³

Скорость звука С= 1500 м/с получим интенсивность в вт/м.

Колебательная скорость частиц среды определяется из выражения интенс и вности

J = (P_mV_m)/2,

где P_m – Амплитудное значение давления равно √2 P_g;

X J

Тогда V= ——— м/сек;

P_g

Пример 3.

Температура поверхности моря Т₀ = +12º, а температура на глубине Z = 320м р авна Т= +2º, определить скорость звука на глубине 120м принимая соленость S = 32% по всей глубине.

Решение

Определяем скорость звука на поверхности по формуле Лероя:

С₀ = 1492.9 +3(Т-10) – 6∙10‾³(Т-10)²- 4∙10‾²(Т-18)²+1.2(S-35)-10(T-18)(S-35) +Z/61;

Определим градиент температуры:

G_t =(T-T_o)/Z

Определяем градиент скорости на глубине

G_c= 0.0182+(4.587=0.09 Тº_ср)∙G_t+1.31 G_{s ;}

где Тº средняя тем-ра в рассматриваемом слое.

Cкорость звука при известном и постоянном значении G_c для любой глубины

С_i = С_о+ G_c∙Z м/сек

Тема 2

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: