اندازه‌گیری دقیق سطح منبع آکوستیکی شناورها در خلیج فارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه مهندسی برق- دانشگاه شاهد- تهران

2 دپارتمان مهندسی برق مخابرات میدان و امواج دانشکده فنی مهندسی دانشگاه شاهد ، تهران ، ایران

3 گروه مهندسی برق، واحد لنگرود، دانشگاه آزاد اسلامی، لنگرود، ایران

4 کارشناسی مهندسی شیمی دانشگاه تهران

چکیده

محاسبه سطح منبع صوتی کشتی در آب‌های کم‌عمق با استفاده از مدل‌های انتشار آکوستیک توجه بسیاری از محققان را در دهه‌های اخیر به خود جلب کرده است. اندازه‌گیری سطح منبع به دلیل کاربرد گسترده آن در ارتباطات زیرسطحی و مخابرات، حیات دریایی و زیست‌شناسی جانوران دریایی مانند نهنگ‌ها و دلفین‌ها و بسیاری کاربردهای متنوع دیگر بسیار مهم است. در این مقاله ابتدا سطح منبع پهنای باند را در محدوده فرکانسی کمتر از 2500 هرتز تحت شرایط عملیاتی و محیطی خاص و تحت یک استاندارد مشخص اندازه‌گیری می‌کنیم. سپس سطح منبع برای شناورهای مختلف در یک سوم اکتاو فرکانس‌های معمولی (25، 63، 125، 250 و 1000 هرتز) اندازه‌گیری شده و افت انتقال صوتی با استفاده از مدل‌های آکوستیک محاسبه شد. این مقاله یک تکنیک مدل‌سازی جدید را معرفی می‌کند که بر اساس حوزه زمان تفاضل محدود (FDTD) فرمول بندی شده است. در این روش مدل‌سازی عواملی مانند لایه‌بندی آب و بستر و تغییرات عمق فرستنده و گیرنده به عنوان متغیرهای اجتناب‌ناپذیر در اندازه‌گیری‌های میدانی لحاظ و محاسبه می‌شود. این تکنیک می‌تواند یک رویکرد محاسباتی مناسب برای اندازه‌گیری استاندارد سطح منبع در آب کم عمق ارائه دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1.R. C. Gisiner, "Workshop on the Effects of Anthropogenic Noise in the Marine Environment, 10-12 February 1998. Proceedings," OFFICE OF NAVAL RESEARCH ARLINGTON VA MARINE MAMMAL AND BIOLOGICAL OCEANOGRAPHY PROGRAM1998.##2.W. J. Richardson, K. J. Finley, G. W. Miller, R. A. Davis, and W. R. Koski, "Feeding, social and migration behavior of bowhead whales, Balaena mysticetus, in Baffin Bay vs. the Beaufort Sea—regions with different amounts of human activity," Marine mammal science, vol. 11, pp. 1-45, 1995.##3.E. H. Buck, "Acoustic Thermometry of Ocean Climate: Marine Mammal Issues," 1995.##4.R. K. Andrew, B. M. Howe, J. A. Mercer, and M. A. Dzieciuch, "Ocean ambient sound: comparing the 1960s with the 1990s for a receiver off the California coast," Acoustics Research Letters Online, vol. 3, pp. 65-70, 2002.##5.L. S. Wang and P. Theobald, "Calculation of ship source level in shallow water by propagation modelling," in INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings, 2016, pp. 3576-3582.##6.M. F. McKenna, D. Ross, S. M. Wiggins, and J. A. Hildebrand, "Underwater radiated noise from modern commercial ships," The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 131, pp. 92-103, 2012.##7.M. F. McKenna, S. M. Wiggins, and J. A. Hildebrand, "Relationship between container ship underwater noise levels and ship design, operational and oceanographic conditions," Scientific reports, vol. 3, p. 1760, 2013.##8.J. K. Allen, M. L. Peterson, G. V. Sharrard, D. L. Wright, and S. K. Todd, "Radiated noise from commercial ships in the Gulf of Maine: Implications for whale/vessel collisions," The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 132, pp. EL229-EL235, 2012.##9.C. De Jong, M. Ainslie, and G. Blacquière, "Standard for measurement and monitoring of underwater noise, Part II: procedures for measuring underwater noise in connection with offshore wind farm licensing," Report no TNO-DV C, vol. 251, 2011.##10.L. Wang and S. Robinson, "A COMPARISON OF METHODS FOR MEASURING SHIP SOURCE LEVEL IN SHALLOW WATER."##11.A. M. Rodríguez, R. S. Mullor, P. B. Palomo, E. Baudin, and V. Lamaison, "New European underwater noise measurement standard developed in the AQUO project," in OCEANS 2015-Genova, 2015, pp. 1-6.##12.M. D. Collins, "A self‐starter for the parabolic equation method," The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 92, pp. 2069-2074, 1992.##13.M. Khoshhali and H. Hamzehpour, "Wave front properties of acoustic wave in disorder fractured media," Transport in Porous Media, vol. 107, pp. 129-140, 2015.##14.H. Schmidt, "OASES version 3.1 user guide and reference manual," Department of Ocean Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 2004.##15.M. B. Porter, "The bellhop manual and user’s guide: Preliminary draft," Heat, Light, and Sound Research, Inc., La Jolla, CA, USA, Tech. Rep, 2011.##16.M. B. Porter, "The KRAKEN normal mode program," NAVAL RESEARCH LAB WASHINGTON DC1992.##17.P. C. Etter, Underwater acoustic modeling and simulation: CRC Press, 2013.##18.M. Dablain, "The application of high-order differencing to the scalar wave equation," Geophysics, vol. 51, pp. 54-66, 1986.##19.M. D. Collins, "A split‐step Padé solution for the parabolic equation method," The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 93, pp. 1736-1742, 1993.##20.S. MEHDI VAEZ ALLAEI and M. SAHIMI, "Shape of a wave front in a heterogenous medium," Physical review letters, vol. 96, 2006.##21. Ainslie MA, Martin SB, Trounce KB, Hannay DE, Eickmeier JM, Deveau TJ, Lucke K, MacGillivray AO, Nolet V, Borys P. International harmonization of procedures for measuring and analyzing of vessel underwater radiated noise. Mar Pollut Bull. 2022 Jan;174:113124. doi:10.1016/j.marpolbul.2021.113124. Epub 2021 Dec 14. PMID: 34915419.##22. MacGillivray AO, Martin SB, Ainslie MA, Dolman JN, Li Z, Warner GA. Measuring vessel underwater radiated noise in shallow water. J Acoust Soc Am. 2023 Mar;153(3):1506.doi:10.1121/10.0017433. PMID: 37002101##