tailieunhanh - CƠ SỞ ÂM HỌC ĐẠI DƯƠNG ( BIÊN DỊCH PHẠM VĂN HUẤN ) - CHƯƠNG 11

TẢN MÁT VÀ HẤP THỤ ÂM BỞI BỌT KHÍ TRONG NƯỚC Các bọt khí trong nước biển là những vật làm tản mát âm hiệu quả nhất. Đó là do thực tế là trong một khoảng tần rộng sự tản mát này có bản chất cộng hưởng. Chẳng hạn, phần tản mát cộng hưởng của một bọt không khí gần bề mặt nước xấp xỉ bằng 103 lần phần hình học. Các bọt khí cộng hưởng không chỉ là vật làm tản mát, mà còn hấp thụ năng lượng âm. Ngoài ta, với nồng độ đủ cao, chúng làm thay. | Chương 11 TẢN MÁT VÀ HẤP THỤ ÂM BỞI BỌT KHÍ TRONG NƯỚC Các bọt khí trong nước biển là những vật làm tản mát âm hiệu quả nhất. Đó là do thực tế là trong một khoảng tần rộng sự tản mát này có bản chất cộng hưởng. Chẳng hạn phần tản mát cộng hưởng của một bọt không khí gần bề mặt nước xấp xỉ bằng 103 lần phần hình học. Các bọt khí cộng hưởng không chỉ là vật làm tản mát mà còn hấp thụ năng lượng âm. Ngoài ta với nồng độ đủ cao chúng làm thay đổi một cách đáng kể tính nén của nước và do đó làm thay đổi tốc độ âm và quá trình này phụ thuộc vào tần số âm. Các bọt khí trong nước biển rất khác nhau về nguồn gốc. ở vài mét đầu tiên gần bề mặt các bọt khí là do sóng đổ nhào khi gió mạnh mục I. 7 . Khi tầu chuyển động cũng làm cho nồng độ bọt khí cao. ở các lớp sâu hon bọt khí xuất hiện nhờ hoạt động sống của co thể vi mô. Cuối cùng các túi chứa khí bao quanh mô mềm của cá cũng có tác dụng như các bọt khí. Dưới đây sẽ giới thiệu lý thuyết về tản mát và hấp thụ âm bởi các bọt khí trong nước biển. Tất cả các kết quả có thể được tham chiếu cho trường họp bọt khí và chuyển động của cá. II. 1. TẢN MÁT ÂM BỞI MỘT BỌT ĐƠN LÝ TƯỞNG Giả sử một bọt khí bán kính a bé so với bước sóng Ả bị chiếu âm bởi một sóng áp suất âm của sóng tại bọt khí bằng Pị Aexp -iffii . Sóng tới này gây nên những các xung của bọt khí dẫn tới một sóng tản mát hình cầu trong môi trường. Áp suất âm và họp phần bán kính của tốc 389 độ phần tử trong sóng tản mát có thể viết dưới dạng ps B R exp i Ẵ7 - ũ t pg 4L B kR 2 exĩ ỵkR - ia p ơR iủũpR trong đó p là mật độ nước và R là khoảng cách từ tâm của bọt đến một điểm nào đó trong môi trường. Biên độ chưa biết B được xác định từ các điều kiện biên tại bề mặt bọt. Bước đầu ta giả sử các dao động đoạn nhiệt của bọt không có sự trao đổi nhiệt giữa bọt và môi trường . Khi đó đối với không khí trong một bọt khí ta có định luật đoạn nhiệt PVr const ở đây V là thể tích bọt p là áp suất bên trong bọt và cp cv là tỉ số các nhiệt dung 1 4 đối với không khí .