Сохранность книги — хорошая

ACOUSTICAL OCEANOGRAPHY: PRINCIPLES AND APPLICATIONS

CLARENCE S. CLAY
Professor of Geophysics
University of Wisconsin,
Madison, Wisconsin

HERMAN MEDWIN
Professor of Physics
Naval Postgraduate School
Monterey, California

A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION
JOHN WILEY & SONS
1977

Пер. с англ. к-тов ф.-м. наук Э. В. Житковской и Р. Ю. Попова

Формат 60x90 1/16. Бумага типографская №2. Печать высокая

Предлагаемая книга — руководство по акустике океана, написанное с учётом последних достижений в этой области. В ней изложены основы теории распространения звука в океане и описаны методы применения этой теории для обнаружения и отождествления объектов в море, определения рельефа и характера морского дна и слагающих его пород. В каждую главу включены задачи теоретического и прикладного характера, а также рекомендуемая литература.

Книга рассчитана на научных работников и инженеров, работающих в области акустики океана, океанологии, геофизики и морской биологии, а также на студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

ОТ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА	5
ПРЕДИСЛОВИЕ К СЕРИИ КНИГ ПО ИНЖЕНЕРНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ РАБОТ В ОКЕАНЕ	8
ПРЕДИСЛОВИЕ	9

ГЛАВА 1. МОРЕ С АКУСТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ	11

1.1. Как всё началось	11
1.2. Стратификация моря	13
1.3. Взволнованное море	21
1.4. Поверхность моря	25
1.5. Океаническое дно: раздвигание и формирование	29
1.6. Жизнь в море	34
Задачи	35
Рекомендуемая литература	38

ГЛАВА 2. ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ И ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА	39

2.1. Импульсные возмущения	39
2.2. Принцип Гюйгенса	39
2.3. Возмущения в среде, создаваемые непрерывной волной:
синусоидальные сигналы	47
2.4. Системы источников непрерывных волн	50
2.5. Использование комплексных чисел для анализа поля систем
источников	54
2.6. Отражение сферических волн: зоны Френеля	60
2.7. Распространение волн	62
2.8. К решению волнового уравнения	66
2.9. Коэффициенты отражения и прозрачности для плоской волны	73
2.10. Отражение от тонких слоёв и прохождение через них	76
Задачи	83

ГЛАВА 3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В ОКЕАНЕ	89

3.1. Излучаемая мощность	90
3.2. Лучевая картина	94
3.3. Затухание звука, обусловленное его поглощением	108
3.4. Уравнение гидролокации	115
Задачи	118
Рекомендуемая литература	120

ГЛАВА 4. СИГНАЛЫ, ФИЛЬТРЫ И СЛУЧАЙНЫЕ ФУНКЦИИ	122

4.1. Фурье-представление	122
4.2. Фильтры и шум	127
4.3. Временное разрешение и ширина частотной полосы сигналов	139
4.4. Улучшение отношения сигнал/шум	143
Задачи	148
Рекомендуемая литература	150

ГЛАВА 5. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ
СИСТЕМ	151

5.1. Гидроакустические системы	151
5.2. Преобразователи и их направленность	154
5.3. Ближнее и дальнее поля антенн	167
5.4. Мощные преобразователи	176
Задачи	192

ГЛАВА 6. РАССЕЯНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ЗВУКА ТЕЛАМИ
И ПУЗЫРЬКАМИ	195

6.1. Роль тел и пузырьков в рассеянии звука	195
6.2. Рассеяние звука на сферах	201
6.3. Пузырёк	208
6.4. Многократное рассеяние и затухание звука	219
6.5. Другие эффекты рассеяния	228
Задачи	231

ГЛАВА 7. ИЗУЧЕНИЕ РЫБ И ДРУГИХ ОРГАНИЗМОВ В МОРЕ	234

7.1. Характеристики рассеяния морских организмов	234
7.2. Сигнал, рассеянный рыбой или другими телами	244
7.3. Интенсивность эхо-сигнала и уровни реверберации	248
7.4. Объёмное рассеяние в океане	254
7.5. Подсчёт эхо-сигналов; оценка числа особей в единице объёма	263
7.6. Профиль концентрации рыб	266
Задачи	269
Рекомендуемая литература	271

ГЛАВА 8. СЕЙСМИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
МОРСКОГО ДНА	272

8.1. Морское дно	273
8.2. Осадки	273
8.3. Сейсмические измерения на море	280
8.4. Эхолотирование морского дна	296
Задачи	304
Рекомендуемая литература	307

ГЛАВА 9. ДАЛЬНЕЕ ВОЛНОВОДНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА	308

9.1. Решение в виде нормальных волн в волноводе	310
9.2. «Реальные» волноводы	317
9.3. Распространение звука в волноводе: расчёт и эксперимент	322
9.4. Дисперсия: фазовая и групповая скорости	333
Задачи	338
Рекомендуемая литература	340

ГЛАВА 10. РАССЕЯНИЕ И ОТРАЖЕНИЕ ЗВУКА ШЕРОХОВАТЫМИ
ПОВЕРХНОСТЯМИ	341

10.1. Принцип Гюйгенса и интеграл Гельмгольца-Кирхгофа	342
10.2. Дифракция импульсного сигнала на участке плоскости	343
10.3. Эффект Доплера для движущихся объектов, поверхности моря
и судов	357
10.4. Средний коэффициент отражения от статистически неровных
поверхностей	361
10.5. Средний квадрат давления	367
10.6. Дистанционные исследования морского дна	377
Задачи	388
Рекомендуемая литература	392

ПРИЛОЖЕНИЕ А1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ	394

А1.1. Алгебра	394
А1.2. Тригонометрия	394
А1.3. Экспоненциальные и логарифмические функции	395
A1.4. Дифференцирование в неявном виде	396
А1.5. Интегралы	396
А1.6. Разложение в ряд	398
А1.7. Случайные события	398

ПРИЛОЖЕНИЕ А2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН	401

А2.1. Комплексные числа и переменные	401
Задачи	406
А2.2. Трёхмерное волновое уравнение	407
А2.3. Решения волнового уравнения и граничные условия	412
А2.4. Измерения вблизи поверхности раздела: стоячие волны	419
А2.5. Конечная амплитуда, нелинейные эффекты при распространении
звука	420
Рекомендуемая литература	433

ПРИЛОЖЕНИЕ АЗ. ДИФРАКЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ И ПОТЕРИ В СРЕДЕ	434

А3.1. Звуковое поле вблизи фокуса	434
АЗ.2. Релаксационные процессы и поглощение	440

ПРИЛОЖЕНИЕ А4. ФУРЬЕ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ; ИХ ПРИМЕНЕНИЯ	450

А4.1. Конечное фурье-преобразование	452
А4.2. Конечное фурье-преобразование и бесконечные ряды и интеграл	458
А4.3. Импульсный источник и δ(T)	462
А4.4. Сигналы и фильтры	463
А4.5. Ковариация и корреляция сигналов	466
А4.6. Функция корреляции и спектральная плотность сигналов	472
А4.7. Согласованный фильтр и корреляционный приёмник	475

ПРИЛОЖЕНИЕ А5. ИСТОЧНИКИ И АНТЕННЫ	479

А5.1. Монопольные и дипольные источники	479
А5.2. Круглый поршневой преобразователь	482
А5.3. Формирование диаграммы направленности антенными решётками	484

ПРИЛОЖЕНИЕ А6. РАССЕЯНИЕ ЗВУКА ПУЗЫРЬКАМИ	491

А6.1. Резонансные частоты пузырьков; постоянные затухания
и акустические сечения; зависимость от физических параметров	491
А6.2. Дисперсия звука в воде с пузырьками	499
А6.3. Исследование влияния пузырьков в море	502
Рекомендуемая литература	506

ПРИЛОЖЕНИЕ А7. ЭХО-СИГНАЛЫ ОТ РЫБ, РЕЗОНАНС	507

А7.1. Функция плотности вероятности эхо-сигналов	507
А7.2. Вычисления резонансной частоты плавательного пузыря рыбы	513

ПРИЛОЖЕНИЕ А8. МОРСКИЕ ОСАДКИ	517

А8.1. Упругие постоянные и скорость звука в морских осадках	517
А8.2. Коэффициент затухания и Q	522
А8.3. Отражение от поверхности раздела жидкость — твёрдое тело	522
А8.4. Отражение от полупространства с потерями	523

ПРИЛОЖЕНИЕ А9. АНТЕННЫЕ РЕШЁТКИ В ВОЛНОВОДЕ;
СОГЛАСОВАННЫЕ АНТЕННЫ, УЛУЧШАЮЩИЕ ОТНОШЕНИЕ
СИГНАЛ/ШУМ; НЕПРЕРЫВНО ИЗМЕНЯЮЩАЯСЯ СРЕДА	525

А9.1. Антенные решётки источников и приёмников звука в волноводе	525
А9.2. Отношение сигнал/шум и согласованная антенна	529
Рекомендуемая литература	532

ПРИЛОЖЕНИЕ А10. РАССЕЯНИЕ ЗВУКА ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ.
ПРОХОЖДЕНИЕ ЧЕРЕЗ НЕЁ ЗВУКА	533

А10.1. Интеграл Гельмгольца-Кирхгофа	534
А10.2. Приближения	537
А10.3. Граничные волны от бесконечных плоских полос	539
А10.4. Рассеяние импульса на неровной поверхности с длинными
гребнями	542
А10.5. Рассеяние непрерывного тонального сигнала, излучаемого
направленным источником	544
А10.6. Оценки функции рассеяния для поверхности	549
А10.7. Прохождение звука через поверхность	556
Рекомендуемая литература	557

ЛИТЕРАТУРА	559
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ	570

Книги на ту же тему

Подводная акустика, Камп Л., 1972
Теоретические основы акустики океана, Бреховских Л. М., Лысанов Ю. П., 2007
Корректная постановка граничных задач в акустике слоистых сред, Касаткин Б. А., Злобина Н. В., 2009
Акустика: Учебное пособие для втузов, Лепендин Л. Ф., 1978
Задачи дифракции волн в низкочастотной акустике, Иванов В. П., 2004
Общая акустика, Исакович М. А., 1973
Гидроакустические станции в кораблевождении, Каманин В. И., 1964
Звук и море. — 2-е изд., перераб. и доп., Клюкин И. И., 1984
Нестационарные задачи гидроакустики, Петровский В. С., 1988
Дальность действия гидроакустических средств, Матвиенко В. Н., Тарасюк Ю. Ф., 1976
Анализ радиолокационных и гидролокационных сигналов, Бенжамин Р., 1969
История навигационной техники: Зарождение и развитие технических средств кораблевождения, Краснов В. Н., 2001
Нелинейная теория звуковых пучков, Бахвалов Н. С., Жилейкин Я. М., Заболотская Е. А., 1982
Биоакустика. Учебное пособие для студентов биологических специальностей университетов, Ильичёв В. Д., Васильев Б. Д., Жантиев Р. Д., Протасов В. Р., Романенко Е. В., Симкин Г. Н., 1975
Основы океанологии: Учебное пособие, Иванов В. А., Показеев К. В., Шрейдер А. А., 2008
Широкоугольное глубинное сейсмическое профилирование дна акваторий. В 2-х ч. (комплект из 2 книг), Бяков Ю. А., Глумов И. Ф., Коган Л. И., Маловицкий Я. П., Мурзин P. P., 2001

elapsed time 0.020 sec

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему