Studie av bølgeutbredelseseffekter som en funksjon av hastighetsprofilen

Abstract

Formålet med denne rapporten har vært å studere variasjonen i signalmottakelsen på lange hydrofonkabler, slike variasjoner fører til feil i posisjonsbestemmelsen for hver enkelt hydrofon dersom en ikke blir tatt tilstekkelig hensyn til. Rapporten omfatter også refleksjonsegenskapene til to forskjellige havbunnstyper. Slike posisjonsberegninger krever god kjennskap til hastighetsprofilen i det bestemte området. Lydhastigheten vil variere på grunn av klimaendringer som funksjon av dybde og geografisk forflyttning. I oppgaven vil vi se på hvordan daglige - og sesongavhengige hastighetsvariasjonene for fem forskjellige områder skaper variasjoner i signalmottakelsen i en mottakerkabel. Lydbølgene som spres fra en kilde og mottas ved de forskjellige hydrofonene kalles egenståler og forplanter seg i vannvolumet som resultat av hastighetsprofilen for det bestemte området. Til beregning av strålebanene benyttes strålegangsberegninger. Fremgangsmåten for denne metoden er å estimere strålebaner for en lineær lydhastighet som funksjon av dybden. For å gjøre dette mulig deles vannvolumet opp i et antall horisontale lag med en bestemt tykkelse, , hvor det er en konstant gradientprofil innenfor hvert lag. Deretter beregnes strålebanene som funksjon av den konstante gradientprofilen innen for hvert lag. Ved å utføre beregningene ser vi hvordan signalmottakelsen på hydrofonkablene varier ved forskjellige hastighetsprofiler og om det eventuelt kan bestemmes en typisk hastighetsprofil for de bestemte områdene. Variasjoner som oppstår ved å plassere sender og mottakere på forskjellige dybder hvor den samme hastighetsprofil benyttes blir også betraktet i rapporten.