Tek katmanlı deniz ortamında iki boyutlu su altı akustik dalga yayılımının zaman uzayında normal mod yöntemi ile incelenmesi

Abstract

Tek katmanlı bir akustik kanal için zaman uzayında Normal Mod çözümü iki boyutlu Kartezyen koordinatlarda yapılmıştır. Bu yöntem zaman uzayında dalga denkleminin değişkenlerine ayrıştırılması tekniğine dayanmaktadır [Aksoy ve Tretyakov, 2003]. Bu ayrıştırma işlemi sonunda Klein-Gordon denklemi elde edilmiş ve Green fonksiyonu tekniğiyle zaman uzayında çözülmüştür. Zaman uzayı Normal Mod yönteminin getirdiği en önemli yenilik Fourier dönüşümleri kullanmadan zaman bağımlılığı rastgele bir akustik kaynak için zaman uzayı cevabının hesaplanabilmesidir. Elde edilen sonuçlar iletim kayıpları bakımından KRAKEN adlı frekans uzayı Normal Mod programı sonuçlarıyla karşılaştırılarak doğrulanmıştır [Porter ve Reis, 1984]. Bu karşılaştırmalar neticesinde oldukça tutarlı sonuçlar elde edilmiştir.

A new analytical time domain Normal Mode solution for one layer acoustic channel in two dimensional Cartesian coordinates is presented in this paper. The method is based on the separation of variables technique for the time domain wave equation. Dirichlet boundary condition is applied on the upper ve lower boundaries of the channel. Klein-Gordon equation is obtained ve solved by using the Green function. The fundamental advantage of this new technique is not necessary to use the Fourier Transformation to obtain time domain response of arbitrary acoustical source signal in the waveguide. In order to validate the obtained results, first of all, the Fast Fourier Transform is applied to the time domain analytical data, then, the comparisons are given between KRAKEN program ve a new analytical time domain Normal Mode solution in the sense of Transmission Loss relating to ranges [Porter ve Reis, 1984]. The excellent agreement is obtained between the results.