Комп’ютерне моделювання розповсюдження гідроакустичного сигналу променевим методом
DOI:
https://doi.org/10.35681/1560-9189.2022.24.1.262745Ключові слова:
гідроакустичний сигнал, променева теорія, трасування променівАнотація
Моделювання звукових променів є важливим завданням у підводній акустиці, адже вирішення цього завдання допомагає розв’язати чимало практичних задач сучасних гідроакустичних систем шляхом збільшення інформативності характеристик розповсюдження сигналів як для військових, так і для цивільних дослідницьких робіт країн, що знаходяться біля морів і океанів. Сьогодні вже існує дуже багато різних математичних моделей, які представляють собою різні підходи. У статті наведено опис ряду моделей, що засновані на класичній теорії променів. Вона є простою в реалізації і базується на розв’язанні простих диференціальних рівнянь, які дають необхідну інформацію про траєкторію руху променів при будь-якому їхньому напрямку та розміщенню джерела випромінювання. Проведено порівняння даних моделей розповсюдження гідроакустичних сигналів у морському середовищі з метою оцінки їхніх переваг і недоліків для подальшого створення нових програмних інструментальних засобів аналізу та дослідження гідроакустичних сигналів у багатошаровому морському середовищі.
Посилання
A. P. Stashkevich, "Akustika morja", Lenigrad: Sudostroenie, 1966, 354 p.
V. Cerveny and I. Psencik, "Ray amplitudes of seismic body waves in laterally inhomogeneous media", Geophysical Journal International, vol. 57, no. 1, pp. 91–106, 1979.
M. M. Popov, "Ray theory and Gaussian beam method for geophysicists", Salvador: EDUFBA, 2002, 172 p.
J. M. Hovem, "Marine Acoustics: The Physics of Sound in Underwater Environments", Peninsula Publishing, Los Altos, California, USA, 2010, 656 р.
M. B. Porter, "The Bellhop manual and users guide: preliminary draft", 2011, 57 p. [Online]. Available: http://oalib.hlsresearch.com/Rays/HLS2010-1.pdf.
F. B. Jensen, W. A. Kuperman, M. B. Porter, and H. Schmidt, "Computational Ocean Acoustics", Springer Science & Business Media, New York, 2nd ed., 2011, 794 p.
O. C. Rodriguez, J. M. Collis, H. J. Simpson, E. J. Schneiderwind, and P. Felisberto, "Seismo-acoustic ray model benchmarking against experimental tank data", The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 132, no. 2, pp. 709–717, 2012.
R. Jiang, S. Cao, C. Xue, L. Tang, "Modeling and analyzing of underwater acoustic channels with curvilinear boundaries in Shallow Ocean", in Proceedings of the IEEE International Conference on Signal Processing, Communications and Computing (ICSPCC), Oct 2017, pp. 1–6.
H. U. Yildiz, V. C. Gungor, B. Tavli, "Packet size optimization for lifetime maximization in underwater acoustic sensor networks", in IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 15, no. 2, pp. 719–729, 2019.
R. Zhao, H. Long, O. A. Dobre, X. Shen, T. M. N. Ngatched, H. Mei, "Time reversal based MAC for multi-hop underwater acoustic networks", in IEEE Systems Journal, vol. 13, no. 3, pp. 2531–2542, 2019.
L. M. Brehovskih and Ju. P. Lysanov, "Teoreticheskie osnovy akustiki okeana", Gidrometeoizdat, Leningrad, 2007, 370 p.
O. C. Rodriguez, "The Traceo ray tracing program," 2011. [Online]. Available: https://www.siplab.fct.ualg.pt/models/traceo/manual.pdf.
V. T. Hrinchenko, I. V. Vovk, V. T. Matsypura, "Khvylovi zadachi akustyky: monohrafiya", Interservis, Kyiv, 2013, 572 p.
R. D. Urik, "Osnovy gidroakustiki", Sudnostroenie, Leningrad, 1978, 451 p.
