Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Extraction of treveling-wave field components by Green´s function expansion.

Extraction of treveling-wave field components by Green´s function expansion. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Ivansson Sven, Bishop Judith
Ort: Stockholm
Sidor: 47
Utgivningsår: 1998
Publiceringsdatum: 1998-12-17
Rapportnummer: (FOA-R--98-00914-409)
Nyckelord Propagerande vågor, evanescenta vågor, strålgång, reverberations-modellering, propagating waves, evanescent waves, ray theory, reverberation modeling
Sammanfattning Vågfältet i ett avståndsoberoende akustiskt medium kan matematiskt sett uppdelas genom att expandera Greenfunktionen i propagerande vågor. Genom att utelämna den evanescenta delen av vågtalsspektrum och använda WKBJ-approximationen kan man erhålla en användbar tolkning av vågfältskomponenterna i strålgångstermer. Emellertid kan dessa approximationer leda till allvarliga modelleringsfel för viktiga tillämpningar i grunda vatten. Som en förberedelse för en "exakt" implementering av uppdelningen görs ett antal klarlägganden: (i) Eftersom den är baserad på speciella val av lösningar till den djupberoende vågekvationen är uppdelningen inte unik. "Specifikationsdjup" introduceras där direktionaliteten fastläggs. (ii) Varje komponentfält uppkommer som en generaliserad integral med avseende på det horisontella vågtalet. För att dessa integraler skall vara konvergenta (i oändligheten) och för att undvika viss anomal tillväxt är det i allmänhet nödvändigt att låta specifikationsdjupen omsluta sändar- och mottagardjupen. (iii) För fall då signifikant strålgångsrelaterad energi byter riktning i vertikalled mellan specifikationsdjupen kommer uppdelningen inte alltid att respektera ordningen för en multipel. Motsvarande energi tenderar att bli fördelad mellan termer svarande mot varierande multipel-ordning, och oönskad koppling mellan termerna uppstår. För att komma förbi de svåruppfyllda kraven på specifikationsdjupen i den ursprungliga uppdelningen föreslås en reducerad uppdelning. Genom att uppge kraven på fullständig separation av direktionalitet i vertikalled vid sändare och mottagare erhålls betydligt större flexibilitet vid valet av specifikationsdjup. Genom att lägga specifikationsdjupen där ljudhastigheten är låg kan man erhålla vågfältskomponenter med attraktiva fysikaliska såväl som matematiska egenskaper.
Abstract The wave-field in a range-independent acoustic medium can be mathematically decomposed by a series expansion of the Green´s function in terms of traveling waves. A useful ray interpretation of the component fields emerges by ignoring the evanescent regime of wavenumbers and applying the WKBJ approximation. However, these approximations can lead to servere modeling errors for important shallow-water applications. To prepare for an ´exact´ implementation of the decomposition, a number of issues are clarified: (i) Being based on particular choices of solutions to the depth-dependent wave equation, the decomposition is inherently nonunique. ´Specification depths´ are introduced where directionality is assigned. (ii) Each component field appears as a generalized integral with respect to horisontal wavenumber. In order for these integrals to converge (at infinity) and in order to avoid certain anomalous growth, it is in general necessary to let the specification depths enclose the source and receiver depths. (iii) With tuming points for significant ray-like energy appearing between the specification depths, it appears, however, that the physical order of a multiple will not be respected by the decomposition. The corresponding energy tends to be distributed among tenns with different cycle numbers, and unidesired ´multipath coupling´ appears. To resolve the implied conflicting requirements on the specification depths for the original decomposition, reduced field decompositions are proposed. By abandoning requirements of directionality separation at sources and receiver, much greater flexibility in choosing the specification depths can be achieved. By taking the specification depths where the sound speed is low. component fields with attractive physical as well as mathematical properties can be obtained.

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