The Journal of the Acoustical Society of Korea (한국음향학회지)

The Acoustical Society of Korea (한국음향학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on the Conversion Condition of Shallow Water 3-layered Model into 2-layered Model with Correlation

상관관계를 이용한 천해 3층모델의 2층 모델로의 전환조건에 대한 연구

  • Published : 2008.02.29
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

To dissolve the multi-layered model problems, and to complement 2-layered model's simplicity, assumed fluid-fluid-solid 3-layered model. Generally it is known that if the sediment thickness is more than 10 wavelength, the half space's influence to the in-water acoustic field could be disregarded. By tracking the maximum correlation coefficient of calculated results and experimental ones we confirmed that the requirement could be more realized. To calculate the maximum correlation coefficient we used single sensor transmission loss. On the assumption that the sediment sound velocity was 1813 m/s and frequency range 50 kHz to 120 kHz, the conversion condition was from 2.5 to 7.7 wavelength.

다층 모델이 갖는 문제점을 해소하고, 2층 모델의 지나친 간결성을 보완하기 위해 유체-유체-탄성체로 이루어진 3층 모델을 가정하였다. 일반적으로 퇴적층의 두께가 10파장 이상인 경우, 수층 내의 음장에 대한 암반층의 영향을 무시할 수 있다고 알려져 왔는데, 음장의 계산결과와 실험결과간의 최대 상관계수을 추적하는 방법을 통해 그 같은 조건이 보다 구체화 할 수 있음을 확인하였다. 최대 상관계수를 구하기 위해 단일센서로부터 얻어진 전달손실을 사용하였다. 음속이 1813m/s인 퇴적층을 가정할 경우 50 kHz에서 120 kHz 간의 주파수 범위에서 2층모델로 전환되는 조건은 2.5파장내지 7.7파장 범위에 존재하였다.

Keywords

References

  1. C. S. Pekeris, "Theory of propagation of explosive sound in shallow water, " Geol. Soc. Am., Mem. 27, 1-117, 1948
  2. Melvin A. Pedersen, David F. Gordon, "Normal-Mode Theory Applied to Short-Range Propagation in an Underwater Acoustic Surface Duct," J. Acoust. Soc. Am. 37(1), 105-118, 1965 https://doi.org/10.1121/1.1909287
  3. Mark K. Macpherson, George V. Frisk, "The contribution of normal modes in the bottom to the acoustic field in the ocean," J. Acoust. Soc. Am. 68(3), 929-940, 1980 https://doi.org/10.1121/1.384781
  4. C. A. Boyles, Acoustic Waveguides, (John Wiley & Sons, 1984.)
  5. I. Tolstoy, C. S. Clay, Ocean Acoustics, (McGraw-Hill), pp24-126, 1966
  6. W. M. Ewing, W. S. Jardetzky, F. Press, Elastic Waves in Layered Media, (McGRAW-HILL Book company, inc., 1957.)
  7. L. M. Brekhovskikh, Waves in Layered Media, (Academic Press, 1980)
  8. F. B. Jensen, W A Kuperman, M. B. Porter, H. Schmidt, Computational Ocean Acoustics, (American Institute of Physics, 1994.)
  9. F. R. Dipoli, "Fast Field Program for Multilayered Media," Rep. 4103, Naval Underwater Systems Center, New London, CT, 1971
  10. Henrik Schmidt, Finn B. Jensen, "A full wave solution for propagation in multilayered viscoelastic media with application to Gaussian beam reflection at fluid-solid interfaces," J. Acoust. Soc. Am. 77(3), 813-825, 1984 https://doi.org/10.1121/1.392050
  11. 김성부, 김상한, "천해에서의 음파전달에 관한 모형실험," 한국음향학회, 15(2), 101-104, 1996
  12. 김성부, 박사학위 논문, "천해에서 가상모드가 포함된 음파전달에 관한 모형실험," 경성대학교, 1996
  13. 김성부, 김상한, "천해에서 가상모드가 포함된 음파전달에 관한 모형실험," 한국음향학회, 16(8), 68-73, 1997
  14. 김영선, 김성부, "2개의 해저층으로 구성된 천해 음파전달에 관한 모델 연구," 한국음향학회, 20(4), 71-80, 2001
  15. H. Schmidt, "User Guide and Reference Manual," Massachusetts Institute of Technology, 1999
  16. M. B. Porter, "The KRAKEN Normal Mode Program," NRL/MR/ 5120-92-65, 1992
  17. Edwin L. Hamilton, "Geoacoustic modeling of the sea floor" J. Acoust. Soc. Am. 68(5), 1313-1340, 1980 https://doi.org/10.1121/1.385100