Особенности распространения звука в мелком море с мягким дном

В рамках численных экспериментов исследованы особенности распространения низкочастотного (50–300 Гц) звука в мелком море на расстояниях от источника 0.3–5 км. Морское дно предполагалось жидкой однородной средой. Сравнивались ситуации, когда скорость звука в дне больше и меньше, чем в водном слое (жесткое и мягкое дно). Случай мягкого дна соответствует газонасыщенным грунтам, встречающимся в местах залежей природного газа. При расчетах использовалось модовое описание звукового поля, учитывались как распространяющиеся, так и вытекающие моды, включая квазимоды. Получены усредненные зависимости спадания интенсивности с расстоянием при различных частотах и скоростях звука в дне. Показано, что в общем случае имеются заметные отклонения от известного приближенного закона затухания, когда интенсивность звука пропорциональна r^–3/2, где r – расстояние от источника звука. Такие отклонения особенно заметны для мягкого дна. Аппроксимируя полученные зависимости спадания интенсивности в логарифмическом масштабе прямыми линиями, найдены коэффициенты \beta затухания звука в волноводе (тангенсы угла наклона указанных линий), как функции частоты и скорости звука в дне. Показано, что для мягкого дна величина \betaмонотонно растет при увеличении скорости звука в дне, а для жесткого дна – монотонно падает. Максимум \beta зависит от частоты звука и достигается при примерном равенстве скоростей звука в воде и дне.