Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Hydroacoustical experiments in Kalmarsund, March 1991: Investigation of modal structure, Scholte wave excitation and transmission loss as function of frequency.

Hydroacoustical experiments in Kalmarsund, March 1991: Investigation of modal structure, Scholte wave excitation and transmission loss as function of frequency. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Berghult Lennart, Ivansson Sven, Karasalo Ilkka
Ort: Stockholm
Sidor: 41
Utgivningsår: 1992
Publiceringsdatum: 1992-05-11
Rapportnummer: (FOA C 20876-2.2)
Nyckelord hydroakustik, Hankel transform, Scholtemod, frekvenssvar, sedimentparametrar
Sammanfattning Vi rapporterar analysresultaten från tre hydroakustiska experiment utförda i Östersjön i Kalmarsund utanför Sandvik på Öland i mars 1991. Experimenten har analyserats inom ramen för en lateralt homogen modell av mediet, med en lagrad elastisk solid som botten. Syftet var att undersöka tillämpbarheten av dylika modeller i ett område av Östersjön med någorlunda regulär geometri och, speciellt, att få erfarenhet av att bestämma bottenparametrar i sådana modeller med hydroakustiska metoder. Experimenten var: (1) excitation med en rörlig monofrekvent källa för analys av modstruktur via Hankeltransformation i kombination med syntetisk apertur-teknik, (2) excitation av transienta Scholtevågor med knallskott och accelerometrar på botten, (3) excitation med ett frekvenssvep för analys av transmissionsförlust som funktion av frekvens. Ursprungligen var avsikten med experiment (1) också att pröva " matched-field " lokalisering med en vertikal array. På grund av tekniska problem kunde dock inte detta genomföras på ett lyckosamt sätt. I experiment (1) tyder observerade vågtalsspectra på ett fält sammansatt av två propagerande moder. Någorlunda tillfredsställande överensstämmelse med teoretiska beräkningar kunde erhållas med sedimentparametrar (densitet, tjocklek våghastigheter, absorptionsförluster ) valda i samklang med resultaten från experimenten (2) och (3). Riktigt god överensstämmelse kunde dock endast erhållas genom att anta att mediet under sedimentlagret (sandstenen) är kraftigt inhomogent. I experiment (2) lyckades vi inte registrera någon Scholtevåg. Troligen var knallskotten alltför svaga och förmodligen borde lågfrekvens-geofoner ha använts. Lateralvågor kunde dock observeras, och mediumparametrar kunde uppskattas med konventionell refraktionsanalys. Mediets frekvenssvar kunde uppskattas från experiment (3). Dålig transmission noterades mellan 25 och 40 Hz, men också vid 63 Hz. Teoretisk modellering ger stöd för att associera det senare stoppbandet med en skjuvvågsresonans i sedimentet och också en preliminär uppskattning av sedimentets skjuvvågshastighet.
Abstract We report on the results of three hydroacoustical experiments conducted in the Baltic Sea in Kalmarsund outside Sandvik on Öland in March 1991. The experiments are analyzed within the framework of a laterally homogeneous model of the medium, treating the seabed as a layered elastic solid. The purpose of the experiments was to investigate the applicability of such propagation models in a region of the Baltic with fairly regular geometry and, in particular, to collect experience on techniques for determining seabed parameters in such models by hydroacoustical means. The experiments were (1) excitation with a slowly moving monofrequent source for modal structure analysis by Hankel transforming the output of synthetic aperture arrays, (2) excitation of transient Scholte waves using explosive charges and accelerometers placed on the seabed, (3) excitataion with a frequency sweep for analysis of transmission loss as function of frequency. Originally, experiment (1) was intended also to provide data for investigation of matched-field localization methods using a vertical array. Because of technical problems, however, this part of experiment (1) could not be carried out successfully. In experiment (1) the observed wavenumber spectra indicate a wavefield composed of two propagation modes. The observed wavenumber spectra agree reasonably well with theory, with sediment parameters (density, depth, wave speeds, absorptions) chosen consistently with the results of experiments (2) and (3). This good match could, however, be obtained only by assumning the medium below the sediment (the bedrock) to be strongly inhomogeneous. In experiment (2), we failed to register any Scholte wave. The explosive charges may have been too weak and low-frequency geophones should probably have been used. Head waves were seen, however, and medium parameters cuold be estimated by conventional refraction analysis. From experiment (3), the frequency response of the medium could be estimated. Poor transmission was noted between 25 and 40 Hz, and also at 63 Hz. By modeling efforts we have tentatively associated the latter " stop band " with a shear-wave resonance in the sediment.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182