Model Experiments for Acoustic Propagation Characteristics in the Across Slope Direction of the Sloping Sea Bed

경사해저의 해안선 방향 음파 전달 특성에 관한 모형 실험

Sound propagation in a sloping sea bed ocean environment demonstrates ray curvature in a direction parallel to the shoreline. The theoretical analysis of this shows that an ensonified region and a shadow region are formed, and their spatial extents depend on the spatial coordinates of source and receiver, a sloping angle and sourece frequency. The purpose of this experimental study using a sloping sea bed model is to check the theoretical prediction as a part of an ongoing investigation in the ocean environment. The sloping sea bed model used in this experiment had an ideal pressure-release boundaries and a sloping angle of $220.5{\circ}$ A single frequency signal and an impulsive signal were used as omnidirectional point sources. The spatial acoustic field characteristics in the across slope direction were measured using the former and the frequency dependent field characteristics in a specific point were obtained using the latter. It has been found that the analysis for the spatial extent of shadow zone and the frequency dependent field characteristics in the across slope direction, has a good agreement with the theoretical solution.

경사해저에서의 음파전달은 해안선에 평행한 방향으로 음파의 궤적이 휘어짐을 보인다. 이 현상에 대한 이론적 해석은 해안선 방향으로 음장구역과 음영구역이 형성됨을 보이고 그 범위는 음원 및 수신기의 위치좌표, 경사각, 주파수에 좌우됨을 보인다. 본 연구에서는 실제 해양의 이 현상에 대한 연구의 일환으로 모형 해저를 이용한 실험으로 기존의 이론해석을 검증하고자 한다. 실험에 사용된 경사해저의 모형은 이상적인 pressure-release 경계조건이었고 경사각은 $22.5{\circ}$였다. 부지향성 음원으로는 단일 주파수신호와 광대역 충격신호 두 종류를 사용하였다. 전자는 해안선에 평행한 방향의 공간적 특성해석, 후자는 특저위치에서 음장의 주파수특성 해석에 사용되었다. 실험결과는 이론적인 해안선 방향의 음영구역및 주파수특성 해석과 좋은 일치를 보였다.