LÝ THUYẾT TIA VỀ TRƯỜNG ÂM TRONG ĐẠI DƯƠNG Lý thuyết tia mặc dù với bản chất gần đúng là một phương pháp hiệu quả để nghiên cứu truyền âm tại những tần số đủ cao trong môi trường bất đồng nhất như đại dương. Trong chương này chúng ta dẫn lập các phương trình cơ bản của âm học tia và đưa ra những nghiệm của chúng cho trường hợp đại dương phân tầng. Trong các chương tiếp sau, cách tiếp cận tia sẽ được áp dụng cho sự truyền sóng âm bị dẫn, sự phản xạ của âm. | Chương 2 LÝ THUYẾT TIA VỀ TRƯỜNG ÂM TRONG ĐẠI DƯƠNG Lý thuyết tia mặc dù với bản chất gần đúng là một phương pháp hiệu quả để nghiên cứu truyền âm tại những tần số đủ cao trong môi trường bất đồng nhất như đại dương. Trong chương này chúng ta dẫn lập các phương trình cơ bản của âm học tia và đưa ra những nghiệm của chúng cho trường hợp đại dương phân tầng. Trong các chương tiếp sau cách tiếp cận tia sẽ được áp dụng cho sự truyền sóng âm bị dẫn sự phản xạ của âm từ bề mặt biển và một số bài toán khác. . PHƯƠNG TRÌNH SÓNG CHO MÔI TRƯỜNG BẤT ĐỒNG NHẤT Sự truyền âm trong các môi trường bất đồng nhất đại dương khí quyển được mô tả bằng phương trình sóng thu được từ phép tuyến tính hóa các phương trình thủy động lực học của chất lỏng lý tưởng. Các phương trình xuất phát sẽ là Phương trình Euler dv vV v -1 Vp dt p ở đây v là tốc độ phần tử p là áp suất âm p là mật độ của môi trường và t là thời gian. Phương trình liên tục là dp V pv 0 . Bỏ qua sự dẫn nhiệt và khuếch tán của các hợp phần ta có thể xử lý sự truyền âm như là quá trình đoạn nhiệt. Trong trường hợp đó phương 56 trình trạng thái được viết như sau ặ 213 dt dt ở đây c dp dp s là tốc độ âm đoạn nhiệt s - entropy. Trong trường họp tổng quát c và s có thể phụ thuộc vào các tọa độ không gian. Đối với một môi trường bất đồng nhất phương trình nên được viết chỉ trong dạng các đạo hàm toàn phần bởi vì phương trình này phải được thỏa mãn đối với một phần tử đã chọn chứ không phải đối với điểm đã chọn của môi trường. Dưới hiệu ứng của một sóng âm áp suất p và mật độ p bị nhiễu động chúng nhận các giá trị sau đây P Po p p pữ p ở đây pữ và pữ là các giá trị của p và p trong trường hợp không có sóng âm còn p và p là những nhiễu động của các đại lượng đó do sóng âm gây nên P p0 P p0 . Giả sử p và p như những đại lượng bé có bậc nhất so với V c chúng ta bỏ qua các số hạng bậc hai và cao hơn trong . l - . Kết quả ta có --ỉ-vy dí pữ V pou O ờt ĩ vV Pũ- 2L7 c dt ơt Trong trường họp
