Características estadísticas de campos : Radiación acústica dispersados por superficies estocásticamente rugosas: una simulación

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

1972

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Descripción:

Se han estudiado las características estadísticas de campos de radiación acústica de 1,0 KHz y 1,5 KHz dispersados por superficies aleatoriamente rugosas. Las cantidades investigadas son: coherencia, intensidad total, coeficiente de dispersión, correlaciones espaciales y fluctuaciones de fase para la dirección especular y fuera de esta. Esto fue realizado mediante simulación numérica y por lo tanto técnicas para simular superficies rugosas con espectro direccional de potencia específico y la dispersión de ondas por las mismas fueran desarrolladas. La superficie fue generada usando una extensión a dos dimensiones de la teoría de filtros (sistemas lineales). Debido a que posee una estadística relativamente bien definida, la superficie del mar con un espectro direccional de Neumann correspondiente a una velocidad de viento de 5 m/seg fue modelada en este trabajo. La superficie fue verificada mediante la función de autocovarianza y la varianza. Su comportamiento coincide con el esperado. La dispersión fue simulada formando facetas en la superficie, aplicando las leyes de la reflexión en cada faceta, y acumulando rayos con la debida consideración a las fases y geometría del frente de onda, en un arreglo de receptores que simulan sesenta y tres transductores omnidireccionales. Se trabajó en las aproximaciones de Kirchhoff y Fresnel, [Este trabajo ha sido presentado en el 82° reunión de la Acoustical Society of America, realizada en Denver, Colorado,en Octubre de 1971.]y se ignoraron reflexiones múltiples. Los valores expresadosde las cantidades deseadas fueron calculados como promedios sobre ensambles de treinta muestras. Se da en este trabajo una definición del grado de coherencia de una onda acústica dispersada por una superficie rugosa aleatoriamente variable como un caso especial de la definición normal [M. Born y E. Wolf, Principles of Optics (Pergamon, London, 1959), p. 498]. Esto se consigue correlacionando la señal en el punto campo dispersada por la superficie rugosa y la señal que estaría presente si la superficie fuerasuave. Esto lleva a una interpretación de la coherencia intrínsecamenteasociada con la superficie. La coherencia así definida fue medida para las dos frecuencias, el máximo grado de coherencia fue encontrado para la dirección especular, 0,73 para 1,0 KHz y 0,61 para 1,5 KHz. Se encontró un máximo de intensidad total en la dirección especular. El coeficiente de dispersión, calculado en primera aproximación, presenta un máximo en la dirección especular, -3,32 db (1,0 KHz) y —4,59 db (1,5 KHz), decreciendo hacia los bordes del cuadro receptor. Se midieron las correlaciones espaciales vertical y horizontal respecto al receptor especular; para el caso vertical se observaron longitudes de correlación de 19 m (1,0 KHz) y 14 m (1,5 KHz) y en el caso horizontal la longitud de correlación excede las dimensiones del cuadro receptor para ambas frecuencias. Se calcularon además las fluctuaciones defase; los resultados muestran un mínimo en la dirección especular, 59 % (1,0 KHz) y 98 % (1,5 KHz). Dichos valores coinciden con los obtenidos en trabajos previos. Como estudio complementario se realizó un análisis del campo dispersado incoherente obtenido cuando se ilumina la superficie con ondas planas de alta frecuencia, en direcciones distintas a la del viento. Se encontró una definida relación entre la distribución angular de la dispersión y el ángulo de iluminación.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1394_Novarini