Tuulen matalassa murtovedessä aiheuttaman vedenalaisen kohinan mittaus, analyysi ja mallinnus

Ari Poikonen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tuulen aiheuttamaa vedenalaista kohinaa tutkittiin Suomenlahden matalissa murtovesissä taajuusalueella 20 Hz - 70 kHz. Mitattujen kohinaspektrien taso yhtyy voimakkaimmilla tuulilla muutaman desibelin tarkkuudella valtamerien keskimääräisiin kohinatasoihin, mutta kohinan tuuliriippuvuudet eroavat merkittävästi toisistaan. Matalassa murtovedessä kohinatason tuuliriippuvuuden potenssi taajuudella 200 Hz on n. 2.4, kun se on valtameriympäristössä on tyypillisesti n. 1.5. Kohinaspektrin käyttäytymistä suuremmilla taajuuksilla (yli 1 kHz) mallinnettiin sekä kuplaisen nesteen dispersiomallilla että resonanssitaajuuksillaan värähtelevien kuplien mallilla. Toisin kuin valtameressä, makeassa ja vähäsuolaisessa vedessä absorptio alkaa laskea yli 10 kHz taajuudella johtuen murtuvien aaltojen synnyttämien pienten kuplien vähäisestä suhteellisesta määrästä. Kohinaspektreissä yli 10 kHz taajuuksilla havaittua jyrkkää vaimenemista ei siten voida selittää kuplavaimennuksella. Murtovedestä mitattuihin kohinaspektreihin sovitetuissa kuplakokojakaumissa on selkeä maksimi kuplan säteillä 0.1 - 0.3 mm ja huomattava pudotus alle 0.1 mm säteillä. Murtoveden kuplakokojakaumat sidottiin valtameren vertailujakaumaan, jossa jakauman jyrkkyyden potenssi oli -3/2, joka aiheutti spektrin laskevalle osalle jyrkkyyden 5.7 dB/oktaavi. Kohinamittauksia tehtiin kaikkina vuodenaikoina, mutta ajallista riippuvuutta ei havaittu spektreistä lasketuissa parametrissä. Tämä johtuu todennäköisesti mittausten lähikenttäolosuhteista, jossa kaukaa edenneen äänen osuus on vähäinen. Rannikon olosuhteiden luontainen vaihtelu on kuitenkin suurta ja kuplakokojakaumalla tiedetään olevan huomattavaa paikallista vaihtelua, joka riippuu vuodenajasta, biologisista tekijöistä ja jopa säästä. Tämän takia mittausten johtopäätökset ovat luonteeltaan suuntaa antavia, eikä niitä tule siten liiaksi yleistää.
Julkaisun otsikon käännösTuulen matalassa murtovedessä aiheuttaman vedenalaisen kohinan mittaus, analyysi ja mallinnus
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Laine, Unto K. , Vastuuprofessori
  • Kalliomäki, Martti, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-4513-9
Sähköinen ISBN978-952-60-4514-6
TilaJulkaistu - 2012
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • vedenalainen akustiikka
  • vedenalainen kohina
  • kuplat
  • hydrofonit
  • kaikumittaus
  • Itämeri
  • Suomenlahti

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Tuulen matalassa murtovedessä aiheuttaman vedenalaisen kohinan mittaus, analyysi ja mallinnus'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä