Politechnika Gdańska
WYDZIAA
OCEANOTECHNIKI
I OKR
TOWNICTWA
P O D S T A W Y O C E A N O L O G I I
ĆWICZENIE LABORATORYJNE
REFRAKCJA FALI AKUSTYCZNEJ W MORZU
Podpis
Ocena Podpis
Grupa
Data złożenia Ocena oceniającego
Data ćwiczenia wykonania prowadzącego
sprawozdania opracowania opracowanie
ćwiczenia ćwiczenia
Imię i nazwisko uczestników ćwiczenia
ćwiczenia
Agnieszka Kiełpińska
Oceanotechnika, mgr. zaocznie
16.05.15r 08.06.15r
Nr albumu: 134240
1. CEL ĆWICZENIA
Celem zajęć laboratoryjnych było zapoznawanie się ze zjawiskiem refrakcji wiązki
akustycznej w morzu, która decyduje o zmianie toru promieni akustycznych w porównaniu do
toru promieni fali akustycznej w ośrodku jednorodnym. Refrakcja może być przyczyną
błędów w ocenie położenia obiektów podwodnych przy wykorzystaniu urządzeń
hydroakustycznych. Oszacowano wpływ zjawiska refrakcji na zasięg urządzeń obserwacji
podwodnej dla hipotetycznych warunków refrakcji ujemnej i dodatniej oraz dla rzeczywistych
rozkładów prędkości dz
więku w morzu.
2. PRZEPROWADZENIE ĆWICZENIA
Korzystając z prawa Snelliusa przeprowadziłam badania pozwalające wyznaczyć
zmiany toru promienia akustycznego dla refrakcji ujemnej, dodatniej oraz dla rzeczywistego
rozkładu prędkości dz
więku.
Prawo Snelliusa:
2.1. Do wyznaczenia zmiany toru promienia akustycznego przyjęłam:
Głębokość morza h=100m
Liniowo zmieniającą się prędkość dz
więku w funkcji głębokości:
- dla h=0m c=1500m/s i maleje o 5m/s co 10m głębokości
- dla h=0m c=1450m/s i rośnie o 5m/s co 10m głębokości
- c=1500m/s dla całego zakresu głębokości
Kąt padania promienia na pierwszą granicę 60p
2
2.2. Wyznaczenie zmiany toru promienia akustycznego dla rzeczywistego rozkładu
prędkości dz
więku w porównaniu do ośrodka jednorodnego; kąt padania na
pierwszą granicę 60p .
Głębokość Temperatura Zasolenie Prędkość
(m) (oC) (PSU) (m/s)
0 13.45 7.55 1469,415
10 13.44 7.54 1469,53
20 13.42 7.55 1469,633
30 12.23 7.61 1465,553
40 6.73 7.65 1444,085
50 3.92 7.68 1432,035
60 2.31 7.7 1424,822
70 1.19 7.77 1419,757
80 1.82 8.34 1423,668
90 2.91 9.6 1430,552
100 5.27 11.47 1443,626
3
2.3. Wyznaczenie zmiany toru granicznych promieni refrakcji dodatniej i ujemnej jak w
punkcie 2.1 mając do dyspozycji sonar boczny o szerokości wiązko w płaszczyz
nie
wertykalnej 60p .
Do obliczeń przyjęłam :
Głębokość morza h=100m
Nachylenie środkowego promienia wiązki sonaru bocznego względem
dna ą=40p
4
2.4. Obliczenie wartości błędów bezwzględnych i względnych dla każdego przypadku:
Ad. 2.1
błąd bezwzględny błąd względny
refrakcja ujemna refrakcja dodatnia refrakcja ujemna refrakcja dodatnia
-0,031754265 0,032849239
-0,03667 0,037931034
Ad. 2.2
błąd bezwzględny
błąd względny
-0,01526578 -0,017627405
Ad. 2.3
błąd bezwzględny dla 40st błąd względny dla 40st
refrakcja ujemna refrakcja dodatnia refrakcja ujemna refrakcja dodatnia
-0,023568879 0,024381599 -0,036666667 0,037931034
3. Wnioski
a) Błąd określania współrzędnych celu rośnie wraz z prędkością dz
więku (im większa
prędkość tym większy błąd).
b) Refrakcja ujemna występuje przy malejących prędkościach dz
więku a dodatnia przy
rosnących.
c) Refrakcja fali akustycznej powodowana przez zmianę prędkości dz
więku jest
przyczyną odchylania się promienia akustycznego.
5