İki katmanlı ve dip kayıplı bir deniz ortamının iki boyutlu su altı akustik dalga yayılımına etkisi

Abstract

Bu çalışmada iki katmanlı ve dip kayıplı bir deniz ortamının, iki boyutlu silindirik koordinatlarda su altı akustik dalga yayılımına etkisi araştırılmıştır. Isı iletimlerinin hesaba katılmadığı Durum, Lineerleştirilmiş Süreklilik ve Lineerleştirilmiş Euler denklemleri kullanılıp monokromatik yaklaşım altında Helmholtz denklemi elde edilerek, iki boyutta değişkenlere ayrıştırma tekniğini esas alan Normal Mod yöntemi kullanılarak tek katman için çözülmüştür. Bu çözüm öncelikle Sıvı-Sıvı katman (Pekeris dalga kılavuzu) durumuna genişletilerek, daha sonra kayıplı bir dip tabiatını modelleyen, Sıvı-Katı katman durumunda çözüm elde edilmiştir. Burada deniz yüzeyi basınçtan arındırılmış sınır koşulu ile modellenerek, üst katman homojen, sabit derinlikli bir sıvı olup, homojen ve kayıplı bir sonsuz yarı uzay üzerine yerleşmiştir. Sıvı-Katı probleminin çözümünün elde edilmesi için dipteki kaybın çok küçük olduğu varsayımı altında, yayılım sabitini hesaplamak için transandantal denklemin kökleri sayısal olarak bulunmuştur. Özel olarak incelemeler ayrık modlar üzerine kurulmuştur. Elde edilen çözümlerden menzile göre İletim Kaybı hesaplanarak, KRAKEN programı ve kayıpları da hesaba katan gelişmiş bir KRAKEN versiyonu olan KRAKENC programının sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalar sonucunda yüksek düzeyde iyi bir uyum gözlenmiştir.In this study, the effect of two layered sea environment with bottom loss to underwater acoustic wave propagation in two dimensional cylindrical coordinates is presented. Helmholtz equation is derived from adiabatic approximation of State, Linearized Continuity and Linearized Euler?s equations in monochromatic condition and solved by using Normal Mode method that based on separation of variables technique in two dimensions for single layered model. This solution is extended to Fluid-Fluid layered (Pekeris waveguide) model and then Fluid-Solid layered model solution is obtained for lossy bottom. In this study surface of sea is modeled as a pressure-release boundary and upper layer is assumed homogeneous fluid having constant depth and located above the semi-finite lossy bottom. In order to solve Fulid-Solid problem, propagation constants which are the roots of transcendental equation is computed numericaly in the sense of very low bottom loss level. Calculations include discrete modes especially. Transmission loss (TL) related to range is calculated from the latter solution and compared with the result of KRAKEN program and developed version of KRAKENC program which also considers about loss. An excellent agreement is obtained between the results