Skip to main content
Erschienen in: Acoustical Physics 5/2022

01.10.2022 | OCEAN ACOUSTICS. HYDROACOUSTICS

Mode Coupling Due to a Local Inhomogeneity in a Shallow-Water Acoustic Waveguide in a Broad Frequency Band

verfasst von: A. A. Lunkov, M. A. Shermeneva

Erschienen in: Acoustical Physics | Ausgabe 5/2022

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Analytically and by numerical simulation, we consider the effect of a local inhomogeneity on a broadband (50–250 Hz) sound field formed in a shallow-water (40 m) waveguide on a stationary track at a range of up to 5 km. Analytical estimates are obtained using mode coupling theory, and numerical simulation is carried out using the wide-angle parabolic equation. It is assumed that the sound source is a single omnidirectional emitter, and the receiving system is a vertical array spanning the entire waveguide over depth. As an inhomogeneity, a local change in thickness of the water layer or a internal wave soliton is chosen, the presence of which causes mode coupling. Analytical estimates and numerical simulation show that when there is a local inhomogeneity on the acoustic track, the frequency dependence of the mode amplitudes acquires a characteristic modulation, the period of which decreases in frequency domain with increasing of the distance from the sound source to the inhomogeneity. This effect can be used to determine the position of a local inhomogeneity on a stationary track.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat E. Uzhansky, O. Gadol, G. Lang, B. Katsnelson, S. Copel, T. Kazaz, and Y. Makovsky, J. Mar. Sci. Eng. 9 (12), 1423 (2021).CrossRef E. Uzhansky, O. Gadol, G. Lang, B. Katsnelson, S. Copel, T. Kazaz, and Y. Makovsky, J. Mar. Sci. Eng. 9 (12), 1423 (2021).CrossRef
3.
Zurück zum Zitat B. Katsnelson, V. Petnikov, and J. Lynch, Fundamentals of Shallow Water Acoustics (Springer, New York, 2012).CrossRef B. Katsnelson, V. Petnikov, and J. Lynch, Fundamentals of Shallow Water Acoustics (Springer, New York, 2012).CrossRef
4.
Zurück zum Zitat B. D. Dushaw, B. M. Howe, J. A. Mercer, R. C. Spindel, A. B. Baggeroer, D. Menemenlis, C. Wunsch, T. G. Birdsall, K. Metzger, C. Clark, J. A. Colosi, B. D. Comuelle, M. Dzieciuch, W. Munk, P. F. Worcester, D. Costa, and A. M. G. Forbes, IEEE J. Ocean. Eng. 24 (2), 202 (1999).ADSCrossRef B. D. Dushaw, B. M. Howe, J. A. Mercer, R. C. Spindel, A. B. Baggeroer, D. Menemenlis, C. Wunsch, T. G. Birdsall, K. Metzger, C. Clark, J. A. Colosi, B. D. Comuelle, M. Dzieciuch, W. Munk, P. F. Worcester, D. Costa, and A. M. G. Forbes, IEEE J. Ocean. Eng. 24 (2), 202 (1999).ADSCrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat V. M. Kuz’kin, Y.-T. Lin, A. A. Lun’kov, J. F. Lynch, and V. G. Petnikov, Acoust. Phys. 57 (3), 381 (2011).ADSCrossRef V. M. Kuz’kin, Y.-T. Lin, A. A. Lun’kov, J. F. Lynch, and V. G. Petnikov, Acoust. Phys. 57 (3), 381 (2011).ADSCrossRef
7.
Zurück zum Zitat V. A. Grigor’ev and V. M. Kuz’kin, Acoust. Phys. 41 (3), 359 (1995).ADS V. A. Grigor’ev and V. M. Kuz’kin, Acoust. Phys. 41 (3), 359 (1995).ADS
8.
Zurück zum Zitat A. G. Nechaev and A. I. Khil’ko, Sov. Phys. Acoust. 34 (2), 167 (1988). A. G. Nechaev and A. I. Khil’ko, Sov. Phys. Acoust. 34 (2), 167 (1988).
9.
Zurück zum Zitat A. G. Nechaev and A. I. Khil’ko, Sov. Phys. Acoust. 34 (4), 399 (1988). A. G. Nechaev and A. I. Khil’ko, Sov. Phys. Acoust. 34 (4), 399 (1988).
10.
11.
Zurück zum Zitat V. A. Grigor’ev, B. G. Katsnel’son, and J. F. Lynch, Acoust. Phys. 59 (4), 431 (2013).ADSCrossRef V. A. Grigor’ev, B. G. Katsnel’son, and J. F. Lynch, Acoust. Phys. 59 (4), 431 (2013).ADSCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Y. Jiang, V. Grigorev, and B. Katsnelson, Proc. Meet. Acoust. 44, 1 (2021). Y. Jiang, V. Grigorev, and B. Katsnelson, Proc. Meet. Acoust. 44, 1 (2021).
13.
Zurück zum Zitat V. M. Kuz’kin, A. A. Lun’kov, and S. A. Pereselkov, Acoust. Phys. 58 (3), 312 (2012).ADSCrossRef V. M. Kuz’kin, A. A. Lun’kov, and S. A. Pereselkov, Acoust. Phys. 58 (3), 312 (2012).ADSCrossRef
14.
15.
16.
Zurück zum Zitat J. Bonnel, A. Thode, D. Wright, and R. Chapman, J. Acoust. Soc. Am. 147 (3), 1897 (2020).ADSCrossRef J. Bonnel, A. Thode, D. Wright, and R. Chapman, J. Acoust. Soc. Am. 147 (3), 1897 (2020).ADSCrossRef
18.
Zurück zum Zitat L. M. Brekhovskikh and O. A. Godin, Acoustics for Inhomogeneous Mediums, Vol. 2: Sound Fields in Layered and 3D-Inhomogeneous Mediums (Nauka, Moscow, 2009) [in Russian]. L. M. Brekhovskikh and O. A. Godin, Acoustics for Inhomogeneous Mediums, Vol. 2: Sound Fields in Layered and 3D-Inhomogeneous Mediums (Nauka, Moscow, 2009) [in Russian].
19.
Zurück zum Zitat Broad Band Sound Interference in the Ocean, Ed. by V. A. Zverev and E. F. Orlov (Instrum. Exp. Tech., Soviet Acad. Sci., Gorky, 1984) [in Russian]. Broad Band Sound Interference in the Ocean, Ed. by V. A. Zverev and E. F. Orlov (Instrum. Exp. Tech., Soviet Acad. Sci., Gorky, 1984) [in Russian].
20.
21.
Zurück zum Zitat S. D. Chuprov, in Ocean Acoustics: The State of the Arts, Ed. by L. M. Brekhovskikh (Nauka, Moscow, 1982), p. 71 [in Russian]. S. D. Chuprov, in Ocean Acoustics: The State of the Arts, Ed. by L. M. Brekhovskikh (Nauka, Moscow, 1982), p. 71 [in Russian].
Metadaten
Titel
Mode Coupling Due to a Local Inhomogeneity in a Shallow-Water Acoustic Waveguide in a Broad Frequency Band
verfasst von
A. A. Lunkov
M. A. Shermeneva
Publikationsdatum
01.10.2022
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Acoustical Physics / Ausgabe 5/2022
Print ISSN: 1063-7710
Elektronische ISSN: 1562-6865
DOI
https://doi.org/10.1134/S1063771022050062

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2022

Acoustical Physics 5/2022 Zur Ausgabe

CLASSICAL PROBLEMS OF LINEAR ACOUSTICS AND WAVE THEORY

Peculiarities of Lamb Wave Propagation in an ABS Wedge with a Parabolic Profile

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.