Akdeniz Karadeniz Su Alti Akustik Yayilim Model Uygulamalari Acoustic Propagation Model Applications...

8/2/2019 Akdeniz Karadeniz Su Alti Akustik Yayilim Model Uygulamalari Acoustic Propagation Model Applications in the Medite

1/97

T.C.

STANBUL NVERSTES

DENZ BLMLER VE LETMECL ENSTTS

AKDENZ KARADENZ SU ALTI AKUSTK

YAYILIM MODEL UYGULAMALARI

YKSEK LSANS TEZ

Kerem KPRL

Deniz Jeolojisi ve Jeofizii Ana Bilim Dal

Danman

Prof. Dr. Bedri ALPAR

TEMMUZ, 2006


2/97


3/97

NSZ

Trkiye Denizlerinde, farkl oinografik zelliklere sahip iki pilot blge seilerek, bu

blgelerin transmisyon kayplar farkl teorilere dayanan deiik su alt akustik yaylm

modeli yardmyla hesaplanmtr. Hesaplanan bu deerler NATO Su Alt Aratrma Merkezi

(Undersea Research Center) ile Dz. K.K., Seyir Hidrografi ve Oinografi Dairesinin ortak

olarak dzenledii projelerde llen deerlerle karlatrlarak, bahse konu iki farkl blge

iin hangi modelin daha doru sonular verdii aratrlmtr.

ncelikle blgeleri temsil eden modeller saptanm, daha sonra yaz lm deerleri

bulunan stanbul Boaz Karadeniz k iin, k mevsimine ait transmisyon kayplar da

hesaplanarak mevsimsel bir karlatrma yaplmtr. Antalya Krfezi aklarnda bulunan

dier blge iin ise, arazi lm yaplm hat iin saptanan model ayrca arazi lm

yaplm hatta dik olan bir hat zerinde de uygulanarak olas transmisyon kayplar derinlik ve

uzakla bal olarak modellenmitir. Bylece seilen iki pilot blge iin en iyi sonular

veren akustik yaylm modelleri kullanlarak baz karlatrmalar ve benzetimler yaplmtr.

Tez almam srasnda danmanlm srdren Prof. Dr. Bedri Alpara teekkr ederim.

Ayrca Dr. Tuncay Akala tez almas iin gerekli olan verileri salad ve fikirleriyle

katkda bulunduu iin, Do. Dr. Fatih Adatepeye de tezim srasndaki yardmlarndan dolay

teekkr ederim.

i


4/97

NDEKLER Sayfa

NSZ............................................................................................................. i

ZET................................................................................................................. iiABSTRACT...................................................................................................... iiiEKL LSTES................................................................................................ ivEK LSTES ..................................................................................................... xi

I. GR.............................................................................................................. 1

II.SU ALTI AKUST ve TEMEL PRENSPLER...................................... 32.1.Su Alt Akustii ve Tarihi............................................................... 32.2.Sesin zellikleri ve Baz Tanmlar................................................. 4

2.2.1. Ses basnc........................................................................ 52.2.2. Dalga iddeti..................................................................... 6

2.2.3. Desibel olarak ses iddeti.................................................. 72.3. Ses Hzn Etikleyen Parametreler................................................... 8

2.3.1. Scaklk............................................................................. 82.3.2. Tuzluluk............................................................................ 102.3.3. Basn............................................................................... 112.3.4. Younluk.......................................................................... 11

2.4. Transmisyon (letim) Kayplar....................................................... 112.5. Su Alt Akustiinde Kullanlan Kaynaklar ve Alclar.................... 142.6. Okyanusta Ses Yaylm.................................................................. 142.7. Akustik Yaylm Modelleri.............................................................. 16

2.7.1. In teorisi modelleri......................................................... 172.7.2. Normal mod modelleri...................................................... 172.7.3. Parabolik eitlik modelleri................................................ 182.7.4. Akustik yaylm modellerinin karlatrlmas................. 19

III. MATERYAL ve METOT............................................................................ 203.1. Verilerin Elde Edilmesi................................................................... 203.2. Akustik ve Ortam Verilerinin llmesi........................................ 223.3. letim Kayb Hesaplamalar............................................................. 243.4. alma Srasnda Kullanlacak Modellerin Anlalmas................ 25

3.4.1. Bellhop.modeli.................................................................. 263.4.2. Kraken modeli................................................................... 28

3.4.3. RAM modeli ..................................................................... 293.5 Modellerin Gerekli Olan Verilerin Hazrlanmas.......................... 30

IV. BULGULAR................................................................................................ 314.1 Akdeniz Uygulamas........................................................................ 314.2 Karadeniz Uygulamas...................................................................... 41

V. TARTIMA ve SONU............................................................................... 67

KAYNAKLAR............................................................................................. 73EKLER.......................................................................................................... 75ZGEM................................................................................................... 83


5/97

ZET

AKDENZ KARADENZ SU ALTI AKUSTKYAYILIM MODEL UYGULAMALARI

KEREM KPRL

Bu al

man

n temel amac

; Gneybat

Karadeniz stanbul Boaz

k

ve DouAkdenizin (Antalya Krfezi aklar) su alt akustik yaylm zelliklerini zetlemektir.

ncelikle seilen pilot blgeler iin hangi akustik yaylm modelini kullanarak daha iyi

sonulara ulald belirlenmitir.

Bu amala bu tezde, NATO Undersea Research Center (NURC)un Seyir Hidrografi ve

Oinografi Dairesi (SHOD) ile birlikte dzenledii ortak projede llen iletim (transmisyon)

kayb ve oinografik lm verileri kullanlmtr. Modelleme ve karlatrmalar MatLab

teknik hesaplama programnda alan farkl su alt akustik yaylm programlar kullanlarak

yaplmtr. Her blge iin en uygun akustik model seildikten sonra baz akustik yaylm

benzetimleri yaplmtr. Bylece Karadenizdeki alma blgesinde mevsimsel ses kayb

karlatrmalar yaplmtr. Akdeniz iin ise farkl bir hat seilerek burada da transmisyon

kayplar hesaplanm ve farkl frekanslar iin benzetimler yaplmtr.

Ses yaylm matematiksel olarak dalga denklemi ile tanmlanmtr. Bu denklemin

parametreleri ve snrlar evresel deniz artlarndan etkilenmektedir. Bu nedenle bir modelin

alma yaplan blge iin uygunluu doru evresel ve akustik parametrelerin

kullanlmasyla salanr. alma sonucunda doru parametreler kullanlarak proje srasnda

llen deerlere uygun sonulara ulald grlmtr.

ii


6/97

ABSTRACT

ACOUSTIC PROPAGATION MODEL APPLICATIONS INTHE MEDITERRANEAN and BLACK SEA REGIONS

KEREM KPRL

The aim of this thesis is to summarize environmental underwater acoustic characteristics

of Southwest Black Sea and Eastern Mediterranean Sea (offshore Gulf of Antalya) using themost recent simulation models. Before any applications, the best available acoustic models

should be selected for each pilot area.

In this thesis, transmission loss and oceanographic data from the joint project conducted by

NATO Undersea Research Center (NURC) in collaboration with the Turkish Navy

Department of Navigation, Hydrograph and Oceanography were used. A parametric study

using different Underwater Acoustic Propagation Models which were developed to use

under the MatLab commercial technical computation package was performed. After selecting

the proper acoustic model for each area acoustic propagation simulations were performed,

seasonal comparisons were also made for the study area in the Black Sea. Another profile was

selected offshore Gulf of Antalya in the Mediterranean area, and transmission loss

simulations were made for various frequencies.

Sound propagation in the ocean is mathematically described by the wave equation, whose

parameters and boundary conditions describe the ocean environment. It is evident that any

specific model has its range of applicability within the domain of acoustic and environmental

parameters as well as regarding computer facilities and time. At the end of the study

convenient results were reached compared with the in situ measurements by using the right

parameters.

iii


7/97

EKL LSTES Sayfa

ekil 1. Uygulama alanlarnn yer bulduru haritas..........................................................2

ekil 2. Geneva Glnde 1827 ylnda yaplan ilk ses hz lm................................3

ekil 3. stanbul Boaz, Karadeniz knda yaz mevsimini temsil eden termoklin

tabakas ve scakla bal olarak ses hz deiimi..........................................10

ekil 4. Geometrik yaylm kanunlar............................................................................12

ekil 5. Okyanustaki temel ses yaylm yollar..............................................................15

ekil 6. Gerekli oinografik parametrelerin lmlerini yapan XBT,

CTD ve XCTD cihazlarnn, alma srasnda kullanlan dier

aletlerle birlikte gsterildii izim.....................................................................21

ekil 7. Seyir Hidrografi ve Oinografi Dairesi tarafndan kullanlan

Rosette rnekleyicisi ve CTD cihaz.................................................................22

ekil 8. alma srasnda kullanlan metot....................................................................23

ekil 9. Alcya ulaan ses sinyalleri iindeki ortam grltleri....................................24

ekil 10. Bellhop modelinde farkl yaylm parametreleri kullanlarak yaplan

benzetimler........................................................................................................27

ekil 11. Bellhop modeli ile su scaklnn orta katmanda st ve alta gre daha soukolduu bir ortam iin transmisyon kayb ve n yollarn gsteren grafik..27

ekil 12. Derin su ortamnda Kraken modeliyle yaplan bir benzetim rnei.................28

ekil 13. RAM modeli ile hesaplanan transmisyon kayplarnn derinlik ve mesafeye

bal olarak gsterimi........................................................................................30

ekil 14. Akdeniz iin seilen pilot blge ve uygulamalarn yapld

A-C ve A-D hatlar............................................................................................31

ekil 15. A-C hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri................................32

ekil 16. A-C hattnda, 400 Hz frekans iin Kraken ve Bellhop

modelleriyle hesaplanan transmisyon kayplarnn saha lm

sonular ile karlatrlmas.............................................................................33




iv


8/97



sonular ile karlatrlmas.............................................................................34ekil 19. A-C hattnda 400Hz frekans iin transmisyon kayplarnn Bellhop modeliyle

benzetimi ve A-C hattnn hz derinlik grafii...............................................35

ekil 20. A-C hattnda 900Hz frekans iin transmisyon kayplarnn Bellhop modeliyle

benzetimi ve A-C hattnn hz - derinlik grafii................................................35





ekil 23. Akdeniz A-C hattnda Bellhop modeliyle hesaplanan n yollar....................36

ekil 24. A-C hattnda ses kaybnn yksek olduu glge blge (shadow zone).............37

ekil 25. A-D hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri................................37

ekil 26. A-D hatt iin Bellhop modeliyle deiik frekanslarda hesaplanan

transmisyon kayplarnn karlatrmas...........................................................38

ekil 27. A-D hattnda 200Hz frekans iin transmisyon kayplarnn Bellhop modeliyle

benzetimi ve A-D hattnn hz - derinlik grafii................................................39ekil 28. A-D hattnda 400Hz frekans iin transmisyon kayplarnn Bellhop modeliyle

benzetimi ve A-D hattnn hz - derinlik grafii................................................39





ekil 31. Akdeniz A-D hattnda Bellhop modeliyle hesaplanan n yollar....................40

ekil 32. Karadeniz iin seilen pilot blge ve uygulamalarn yapld

K-A, K-H ve K-M hatlar..................................................................................41

ekil 33. K-A hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri................................42

ekil 34. K-H hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri................................42

ekil 35. K-M hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri...............................43

v


9/97

ekil 36. K-A hattnda, 50 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM


sonular ile karlatrlmas.............................................................................43ekil 37. K-A hattnda, 200 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM














sonular ile karlatrlmas.............................................................................46ekil 42. K-H hattnda, 50 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM



ekil 43. K-H hattnda, 200 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM









vi


10/97



sonular ile karlatrlmas.............................................................................48ekil 47. K-H hattnda, 2000 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM



ekil 48. K-M hattnda, 50 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM











sonular ile karlatrlmas.............................................................................51ekil 52. K-M hattnda, 1600 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM



ekil 53. K-A hattnda 50Hz frekans iin transmisyon kayplarnn

Bellhop ve RAM modelleriyle benzetimi ve K-A hattnn

hz derinlik ve scaklk - derinlik grafikleri....................................................52







vii


11/97



hz derinlik ve scaklk - derinlik grafikleri....................................................54ekil 57. K-A hattnda 1600Hz frekans iin transmisyon kayplarnn






ekil 59. K-H hattnda 50Hz frekans iin transmisyon kayplarnn

Bellhop ve RAM modelleriyle benzetimi ve K-H hattnn







hz derinlik ve scaklk - derinlik grafikleri....................................................56ekil 62. K-H hattnda 1000Hz frekans iin transmisyon kayplarnn









ekil 65. K-M hattnda 50Hz frekans iin transmisyon kayplarnn

Bellhop ve RAM modelleriyle benzetimi ve K-M hattnn


viii


12/97



hz derinlik ve scaklk - derinlik grafikleri....................................................59ekil 67. K-M hattnda 400Hz frekans iin transmisyon kayplarnn









ekil 70. K-H hattna ait llen yaz ay hz, scaklk ve tuzluluk deerleri...................61

ekil 71. K-H hattna ait llen k ay hz, scaklk ve tuzluluk deerleri....................61

ekil 72. K-H hattnda 50 Hz iin RAM modeliyle hesaplanan yaz ve

k transmisyon kayplar...................................................................................62


k transmisyon kayplar...................................................................................62ekil 74. K-H hattnda 400 Hz iin RAM modeliyle hesaplanan yaz ve








ekil 78. K-H hattnda 50, 200 ve 400Hz frekanslar iin RAM modeline gre

transmisyon kayb karlatrmalar...................................................................65

ekil 79. K-H hattnda 1000, 1600 ve 2000Hz frekanslar iin RAM modeline gre

yaz ve k transmisyon kayb karlatrmalar..................................................66

ekil 80. Dip tuzluluk oran 24ten yksek olan blgeler............................................69

ix


13/97

ekil 81. stanbul Boaz Karadeniz knda Akdeniz ve Karadeniz

su ktlelerinin akustik grnts.......................................................................69

ekil 82. K-A hattndaki bu benzetimde 80 metrenin altnda Akdenizsuyunun dip kayplar zerindeki etkisi.............................................................70

ekil 83. stanbul Boaz Karadeniz knn topografyas boaz kanalnn

kuzeybatya doru bkldn gstermektedir..............................................70

x


14/97

EK LSTES Sayfa

Ek 1. : Bellhop modeli ana modl............................................................................73

Ek 2. : Kraken modeli ana modl.............................................................................76

Ek 3. : RAM modeli ana modl................................................................................78

xi


15/97

I. GR

Ik ve radyo dalgalar su iinde yaylm yaparken, ok abuk zayflarlarve snmlemeye

urarlar, fakat ses dalgalar yaylm iin su ideal bir ortamdr. Deniz bilimciler, bir dman

denizaltsnn konumunu saptamak iin ilk hidrofonun denize indirilmesinden bu yana geen

sre ierisinde, su alt akustii konusunda srekli aratrmalar ve uygulamalar yapmaktadrlar.

Bu sre sonucunda akustik dalgalarn su iindeki yayl gnmz deniz bilim

almalarnda yararlanlan en nemli aralardan biri halini almtr.

taraf denizlerle evrili lkemizde Deniz Bilimleri kapsamndaki almalardan; su

akustii ile ilgili gerek zamanl almalarn saysnn azl ortadadr. Dou Akdeniz iin

deniz taban kayplarnn modellendii bir almada (Baaran, 1993) Shulkin ve Shaffer

formlleri (Urick, 1983) kullanlarak deiik geli alar iin 10kHz frekans zerinden

tahminler retilmitir. Bu tahminlere gre ortam iin ne tip sonarlarn kullanmnn uygun

olabilecei deerlendirilmitir. Son yllarda farkl algoritmalar kullanlarak gelitirilen su alt

yaylm modelleri ile ses yaylm ve kayplarn hesaplamak nem kazanmtr. Bu

hesaplamalar yapmak amacyla birok su alt yaylm modeli gelitirilmitir ve

gelitirilmektedir. Bu modellerin hepsi farkl su alt koullarnda birbirlerine gre avantaj

salamakta veya zayf kalmaktadr. Hangi modelin, ne tip ortamlarda daha iyi sonular

verdiini anlamann en iyi yolu da, modellerden kan sonularn, sahada yaplan lmlerle

karlatrlmas ve hangi tip modelin daha yakn sonular verdiinin bulunmasdr.

1


16/97

ekil 1. Uygulama alanlarnn yer bulduru haritas

Bu tezin amac; yukarda bahsedildii gibi bir uygulamann Trkiye Denizlerinde

yaplarak, hangi modellerin, hangi blgeler iin daha faydal olacann tespit edilmesidir. Bu

amala ekil 1deki Trkiye haritasnda gsterilen iki pilot blge seilmitir. Bu blgelerde

baz akustik modeller uygulanm ve karlatrlmtr. Bu blgelerin seilmesindeki ama,

farkl oinografik zelliklere ve farkl derinliklere sahip olmalardr. S su iin Karadeniz yaz

dnemi, derin su iin de Akdeniz k dnemi seilmi ve bu iki farkl blgeye ait akustik

kayplar modellerle hesaplanp, saha lmlerine en yakn sonular veren modeller

bulunmutur. Bunun ardndan da Akdenizde farkl bir hat iin, Karadenizde ise k mevsimi

iin akustik kayplar hesaplanarak karlatrma frsat bulunmutur.

Model sonularnn karlatrlmasnda Akdeniz iin, NATO Undersea Research Centre

(NURC)n 16-26 ubat 1997 tarihleri arasnda Seyir Hidrografi ve Oinografi Dairesi

(SHOD)yle yapt ortak almada alnan lmler kullanlmtr. Karadeniz iin ise; yine

NURC ve SHODun 12 Haziran 12 Temmuz 1996 tarihlerinde yaptklar alma srasnda

alnan lmler kullanlmtr. Modellerin lmlerle karlatrlmasndan nce; su alt

akustii bilim dalnn tarihesi, temel prensipleri ve uygulama srasnda gerekli tanmlar ile

akustik modeller hakknda ksa bilgiler verilecek ve daha sonra da uygulama srasnda

kullanlan yntemler anlatlacaktr.

2


17/97

II. SU ALTI AKUST ve TEMEL PRENSPLER

2.1. Su Alt Akustii ve Tarihi

Su alt

ortam

nda sesin, grnen

k veya elektromanyetik enerjiye gre daha uzaaseyahat ettii ok eskilerden beri biliniyordu. Su alt akustiiyle ilgili ilk lmler 1827

ylnda isvireli fiziki Daniel Colloden ve Fransz matematiki Charles Sturmun, su altnda

ses hzn lmek amacyla, svirede Geneva Glnde bir araya gelmesiyle yaplmtr

(ekil 2). Birk ve su alt an arasndaki zaman araln kabaca lerek yaplan bu deney,

gnmzn kabul edilen deerlerine yaknd.

ekil 2. Geneva Glnde 1827 ylnda yaplan ilk ses hz lm.

3


18/97

1900l yllarda ise, fener gemileri, bir su alt an ve gvertede bulunan bir sis ddnn

kombinasyonundan oluan bir uzaklk lme sistemi kullanyorlard. Bu sistem sayesinde

yaklaan gemilerdeki mrettebat iki sesi de duyabiliyordu. Su altndan gelen ses gemigvdesine monte edilen bir hidrofona ulayordu ve iki sesin farkn lerek fener gemisine

olan tahmini uzaklklarn lebiliyorlard.

lk sonar sistemleri, Birinci Dnya Sava srasnda Amerikan, ngiliz ve Franszlar

tarafndan denizaltlar ve buzdalarn bulmak amacyla gelitirildi. O zamanlarda sonarlara

ASDIC (AntiSubmarine Detection Investigation Committee) ad veriliyordu. kinci Dnya

Sava srasnda ise su alt akustii byk bir gelime gsterdi ve bu dnemde dman

denizaltlarnn su st gemileri tarafndan tespit edilmesi ok daha kolaylat. nk ok

daha gl ve daha iyi oluturulmu ses sinyallerini suya gnderebilmekteydiler. Sinyal,

denizaltnn gvdesinden geri gelmekte ve uzakl hakknda bilgi vermekteydi.

Gnmzde; derinlik lme, deniz taban morfolojisinin kartlmas, sismik stratigrafi,

petrol ve doal gaz arat

rmalar

, kabuk zellikleri ve kal

nl

n

n saptanmas

, mhendislik veakustik uygulamalar, balk stoklarnn tayini gibi bir ok almada akustik yntemler

kullanlmaktadr.

2.2. Sesin zellikleri ve Baz Tanmlar

Ses, elastik bir ortam

n molekllerinin dzenli hareketinden oluur. Malzeme esnek olduuiin, malzemenin paracklarnn hareketi; hareket bir ses kaynandan ktktan sonra komu

partikllerle balant kurmasyla oluur. Bir ses dalgas bu nedenle kaynaktan darya doru

ses hzna eit bir hzla yaylm yapar ve yaylm yapabilmesi iin mutlaka kat, sv veya gaz

gibi bir ortam olmas gereklidir. Sv iinde parack hareketi yaylm ynne paralel ve ileri-

geri ekilde olur ve bu yzden ses dalgalar boyuna dalgalardr (Urick, 1983).

4


19/97

Boyuna dalgalar da enine dalgalar gibi zaman veya uzakla gre basn izilerek

gsterilebilir ve bylece oluan sins dalgasndaki tepeler skma fazn, ukurlar ise

seyrelme fazn gsterebilir. Ardk iki dalga tepesi (veya dalga ukuru) arasndaki uzakladalga boyu denir ve ile gsterilir. Skma ve seyrelmeden oluan tam bir dalga hareketi

bir devir olarak bilinir. Dalgay reten kaynan birim zamanda rettii dalga saysna

dalgann frekans denir. Frekans 1/s veya Hz olarak ifade edilir ve f ile gsterilir. Ses

dalgasnn ortalama basn dzeyinden olan sapmas genlik olarak bilinir ve sesin

yksekliinin ifadesidir. Bir ses dalgasnn dalga boyu () (2.2.1) denklemindeki gibi, sesin

frekans ve yaylma hz (c) cinsinden ifade edilebilir.

(m) = c (m/s) / f (Hz) (2.2.1)

2.2.1. Ses Basnc

nceden bahsedildii gibi; sv iinde parack hareketi yaylm ynne paralel ve ileri-

geri ekilde olmaktadr ve sv sktrlabilir bir yapda olduu iin, bu ileri-geri hareket

basnta bir deiime neden olur. Basntaki bu deiim, basnca duyarl hidrofonlarsayesinde fark edilebilir. Dzlemsel bir ses dalgasnn oluturduu basnta (p), anlk

younluk sv paracklarnn hareketiyle (u) ve sv younluu () alakaldr ve dalgann

yaylm hzyla (c) aralarndaki iliki (2.2.1.1) numaral denklemde gsterilmitir.

cup = (2.2.1.1)

c orant katsays; svnn spesifik akustik direnci olarak adlandrlr, ve deniz suyu iin

))(/(105.1 25 scmgc = (2.2.1.2)

hava iin ise

))(/(42 2 scmgc = (2.2.1.3)

olarak ifade edilir.

5


20/97

Baz durumlarda, hz ve basn arasndaki orant katsays karmaktr ve ses dalgalarn

ieren ortamn zel akustik empedans olarak adlandrlr. Bu Akustik Ohm Kanunudur; yani

tanecik hz (u), elektrik akmnn akustik edeeri ve basn (p) ise elektrik voltunun edeeriolarak dnlebilir (Urick, 1983).

2.2.2. Dalga iddeti

Yaylm yapan bir ses dalgas; tanecik hareketlerindeki kinetik enerji ve esnek maddedeki

stresin oluturduu potansiyel enerjinin birlemesinden dolay, mekanik enerji tar. Sesdalgas yaylm yapt iin, saniyede belli miktarda enerji, birim alanda yaylm ynne

doru akar. Saniyede birim miktardan geen bu enerji miktar dalga iddeti olarak

tanmlanr. Eer bu alan rasgele bir rotaya alnrsa, elektromanyetik yaylmdaki hedef

vektrne benzer bir vektrel uzunluk haline gelir. Dzlemsel bir dalgada anlkiddet, anlk

akustik basnla ilikilidir ve

c

pI

2

= (2.2.2.1)

denklemiyle ifade edilir. Bir zaman aralndaki ortalama hesapland zaman, o zaman

aralndaki ortalama iddet

2p

c

pI

2

= (2.2.2.2)

olarak gsterilir ve burada )( ortalama zaman ifade eder. Eer basn birimi olarak

dyne/cm2 ve ile c iinde birim olarak g/cm3 ve cm/s kullanlrsa o zaman I, ergs/cm2

biriminde olur. 1 watt 107 ergs/sye eit olduu iin watt/ cm2 cinsinden akustik enerji iddeti

72

10=c

pI

(2.2.2.3)

olarak ifade edilir (Urick, 1983).

6


21/97

2.2.3. Desibel olarak ses iddeti

Su alt akustiinde ok sk kullanlan desibel (dB) birimi iki ses dzeyinin orannn 10

tabannda logaritmik ifadesidir. Ses lmnde logaritmik bir ifadenin kullanlmas sayesinde

ok geni bir frekans aralnda yaylan ses dalgalarnn saysal aral azalmakta ve

hesaplamalarda arpma yerine toplama yapma gibi baz kolaylklar salanmaktadr. ki ses

iddetiI1 veI2,I1/I2oranna sahip iseler bu desibel olarak 10 log (I1/I2) dB olarak ifade edilir.

Bu yzden kesin iddetler bir referans iddet kullanlarak ifade edilir. u anda kabul edilen

referans iddet, 10-6 pascal (N/m2) veya bir mikropascal (Pa)lk bir rms basnca sahip

dzlemsel dalgann iddetidir. Bu nedenle, 1 Pa referans ses basnc seviyesi olarak alnrsa,

ses iddetleri arasndaki oran bir milyon olan dzlemsel bir dalgann ses seviyesi 10 log (106)

60 dB olur. 1 Pa referans alnarak, ses basn (P) oranlar desibel cinsinden 2.2.3.1

numaral formldeki gibi ifade edilir.

P(dB/basn birimi) = 20 log(P1/P2) (2.2.3.1)

Bir dzlemsel dalgann ortalama ses iddeti (I), p rms basnc, ortam younluu ve ses

h

z

(c) aras

ndaki iliki 2.2.3.2 numaral

formlde gsterilmitir.I=p

2/c (2.2.3.2)

Deniz suyunda c, 1.5106 kg/(m2s)dir ve bu yzden 1Palk rms basnca sahip bir

dzlemsel dalgann ses iddeti 0.6710-18 W/m2 olacaktr (Jensen, v.d., 1994).

7


22/97

2.3. Ses Hzn Etkileyen Parametreler

Ses hz suyun iinde havadakinin yaklak 5 kat hzyla hareket eder ve ok uzak

mesafelere ulaabilir, bu yzden su altnda bilgi tamak iin ses sinyalleri kullanlr. Normal

okyanus artlarnda ses hz 1450 m/s ile 1550 m/s arasnda deiir. Okyanus; yukarda deniz

yzeyi, aada ise deniz tabanyla snrl olan bir akustik dalga klavuzudur ve bu blgede

yaylm yapan ses dalgalarnn hznn deiiminde rol oynayan drt ana etken vardr;

scaklk, derinlik, tuzluluk ve basn. Ses hz bahse konu bu deerlerdeki ykselmelerle

birlikte artar; ancak ykselim hz oranlar farkldr ve en az rol tuzluluk art oynar.

rnein 10C scaklk ykselmesi 40 m/s, 1000 m derinlik art 16 m/s ve tuzlulukta 1

art 1.5 m/s hzda arta sebep olur ve aralarndaki balant basit birekilde (2.3.1) numaral

denklemde gsterilmitir.

ZSTTTTC 0160.0)35)(01.034.1(00029.0055.06.42.1449 32 ++++= (2.3.1)

burada C hz m/s, T scaklk Celsius, S tuzluluk ve Z derinlik m olarak alnr (Clay ve

Medwin, 1977). ou durum iin bu forml geerli olurken, farkl koullar iin farkl

formller de kullanlmaktadr. Basn; yani derinlik deerlerinde gzlenen art ise, akustikyaylm hznn artmasna neden olur ve basncn tek bana oluturaca ses hz deiimi su

yzeyi ile 3000 metre arasnda yaklak 50 m/s kadardr (Alpar ve Doan, 1994). Sudaki ses

hzn etkileyen parametreler aada anlatlmtr.

2.3.1. Scaklk

Scaklktaki deiim, ses hzn dier faktrlere gre 5 kat daha fazla etkiledii iin, ses

hz deiiminde bahsedilmesi gereken en nemli etkendir. Scaklk, molekllerin sahip

olduu kinetik enerjinin bir lsdr. Deniz suyu scaklk lmlerinde, svlarn skmas

ve genlemesiyle oluan potansiyel enerjinin hesaba katlmas gerekir (Urick, 1983).

8


23/97

Is; suda, toprakta olduundan daha derinlere inebilir nk suyun zgl ss

toprankinden ok fazladr, bu yzden denizler, snn dengelenmesinde nemli rol oynarlar.

Gneten gelen enerjinin byk ksm ilk 10 metre ierisinde emilmektedir, bu oran berrakokyanus sularnda %83 iken, bulank sularda %99u bulmaktadr. Bu sebeple, dier evre

faktrleri dlanrsa, snma olay ilk 10 metre ierisinde gerekleir. Baz zel durumlar

dnda, deniz suyu scakl derinlikle azalr. Scak yzey sular ile dipteki souk su

arasndaki s alverii, rzgarn yzey sularn kartrmas ve akntlar sonucunda meydana

gelir.

Deniz suyunun snmasnda rol oynayan dier etkenler ise, gne radyasyonlar, yer i

ssnn okyanus tabanndan konveksiyonla alnmas, kimyasal ve biyolojik olaylar sonucu

oluan s, kinetik enerjinin s enerjisine dnm ve suyun buharnn younlamasndan

oluan s olarak sralanabilir. Buharlama ve atmosfere bal s konveksiyonlar ile deniz

yzeyinden yansma gibi etkenler ise, deniz suyunda s kaybna yol aan faktrlerdir.

Ses h

z

n

en ok etkileyen etken olan s

cakl

ktan bahsederken, termoklin tan

m

n

anlamak gerekir. Termoklin; su kolonunda ani scaklk deiiminin meydana geldii seviyedir

ve bu seviyedeki deiim yznden ses hznda da buna bal olarak ani deiiklikler

meydana gelir. ekil 3de tuzluluk oranndaki deiikliin fazla olmad bir blgede, ses

hznn scakla bal olarak deiimi ve termoklin tabakas grlmektedir.

9


24/97

ekil 3. stanbul Boaz, Karadeniz knda yaz mevsimini temsil eden termoklin tabakas

ve scakla bal olarak ses hz deiimi.

2.3.2. Tuzluluk

Deniz suyunun nemli zelliklerinden biri de tuzluluktur. Derin sularda derinlikle ok az

deiir ve yatay deiimleri de ihmal edilebilecek kadar kktr. Fakat kysal blgelerde,

zellikle fiyort ve buz sahalarnda, tuzluluk etkisi nemlidir.

Deniz suyunun birok fiziksel zellii tuzlulua bal olarak deiir. Deniz suyu

younluu, elektrik iletkenlii, viskozitesi, genleme katsay

s

, osmotik bas

nc

ve sesinyaylma hz, tuzluluun artmasyla birlikte artarken, spesifik (zgl) ss, buhar basnc, s

iletkenlii ve genleme katsays gibi zellikler azalr.

Tuzluluu azaltan ve arttran baz faktrler vardr ve bu faktrlerden en nemlileri

buharlama ve yatr. Buharlama tuzluluu arttrrken, yala birlikte tuzluluk der ve bu

iki zt etkenin tuzlulukla olan ilikisi iin (2.3.2.1) numaral denklem kullanlr. Bu

10


25/97

denklemde; E, buharlama ve P ise ya yksekliklerini mm cinsinden gstermektedir

(Urick, 1983).

S (binde olarak) = 34.6 + 0.0175 (E-P) (2.3.2.1)

2.3.3. Basn

Scaklk ve tuzlulukla birlikte, denizdeki ses hzna etki eden etkenlerden biri de basntr.

Svlarda molekllerin arl nedeniyle, yzeye dik olarak etki eden bir basn oluur ve bu

basnca Hidrostatik Basn ad verilir ve denizlerde derinlie bal olarak 1 metrede

yaklak olarak 1 desibar kadar artmaktadr. Desibar (0.1 bar); basnc ifade eden en pratik

birim olup, bir metre yksekliindeki deniz suyunun cm2lik bir yzeye yapt basnca

edeerdir.

2.3.4. Younluk

Younluk (zgl ktle); bir cismin ktlesinin birim hacmine oran olarak tanmlanmtr.

Deniz suyunun younluu genelde, yaklak 1.026 gr/cm3 olarak alnr ve scakln azalmas

veya tuzluluk ve derinliin artmasyla ykselir. Bu ifadeden de anlalaca gibi younluk

dalmna etki eden faktrler, bu 3 etkende deiiklie sebep olan zelliklerdir. Scaklk ses

hznda olduu gibi, younluk zerinde de en ok etkisi olan parametredir. Ayrca younluk,

deniz suyunun kimyasal yapsyla da alakaldr.

2.4. Transmisyon (letim) Kayplar

Okyanusta ilerleyen bir akustik sinyal, n yollarnn deiik yollar izlemesi nedeniyle

bozulmaya urar ve eitli kayp mekanizmalar yznden zayflar. Sinyal gcndeki bu

deiim, su alt akustiinde iletim kayb (transmission loss) olarak ifade edilir. letim kayb

11


26/97

(TL), 2.4.1 numaral formlde grld gibi herhangi bir lm noktasndaki akustik enerji

iddetinin (I(r,z)), kaynaktan 1m uzaklktaki akustik enerji iddetine (Io) desibel cinsinden

olan orandr.

00

),(log20

),(log10

p

zrp

I

zrITL == (dB re 1m) (2.4.1)

letim kayb, geometrik yaylmadan dolay meydana gelen kaybn ve zayflama yznden

olan kaybn toplam olarak ifade edilebilir. Yaylmdan meydana gelen kayp basit birekilde,

sinyalin kaynaktan uzaa doru yaylm yapt srada llen kayp olarak tanmlanabilir veekil 4de iki farkl geometride yaylm kurallar gsterilmitir.

ekil 4. Geometrik Yaylm Kanunlar (Jensen, v.d., 1994)

Burada ekil 4.ada snrsz homojen bir ortamda nokta kaynakl bir yaylm

gsterilmektedir. Bu basit durumda, kaynaktan yaylan g, kayna evreleyen bir krenin

yzeyine eit ekilde datlr. Eer ortam kaypsz bir ortam olarak farz edersek, akustik ses

iddeti krenin yzeyine ters orantl olacaktr.

12


27/97

)4/(1 2RI (2.4.2)

2.4.1 numaral formlden kresel yaylm iin iletim kaybn

rTL log20= (dB re 1m) (2.4.3)

olarak buluruz ve burada rmetre cinsinden yatay uzaklktr.

Eer sinyalin yayld ortam, ekil 4.bde gsterildii gibi dzlemsel tepe ve alt

snrlarna sahip ise bu durumda; yatay uzaklkta akustik ses iddetindeki deiim,R yarapl

veD derinlikli bir silindirin yzeyiyle ters orantl olacaktr.

)2/(1 RDI (2.4.4)

Bylece silindirik yaylmda iletim kaybn 2.4.5 numaral formlle gsterebiliriz.

rTL log10= (dB re 1m) (2.4.5)

100 km uzunluktaki bir dalga klavuzunda, kresel yaylm yapan bir sinyali rnek olarak

ele alrsak; toplam iletim kayb (zayflama hesaba katlmadan) 60dB+20dB=80dB olacaktr.Bu 100kmde meydana gelmesi beklenen minimum kayp miktardr. Ses dalgalarnn deniz

suyunda yaylm yaparken zayflamas, meydana gelecek olan yansma ve salm etkileri

yznden, toplam iletim kayb pratikte daha fazla olacaktr (Jensen, v.d., 1994).

Ses yaylmn modellemek iin akustik kayp mekanizmalarnn iyi anlalmas

gerekmektedir.

13


28/97

2.5. Su Alt Akustiinde Kullanlan Kaynaklar ve Alclar

Akustik dalgalarn su iinde yaymlanp alglanmas ancak yardmc bir cihazla mmkn

olur. Bir transdser herhangi bir enerjiyi ses enerjisine (kaynak veya projektr), ya da ses

enerjisini ounlukla elektrik olmak zere herhangi bir enerjiye evirir (alc) (Jensen, v.d.,

1994).

Enerjinin iki formunu birbirine dntrme performans; malzemenin piezoelektriklik ve

magnetostriksiyon diye adlandrlan zellikleriyle ilgilidir. Basn altnda yzeyleri arasnda

elektrik yk kazanan; kuvars, amonyum, dihidrojen, fosfat-ADP, rochelle tuzu gibi baz

kristaller, voltaj verildiinde gerilime urarlar. Bu tip malzemeler piezoelektriktir.

Elektrostriktif malzemeler de ayn karakterdedirler, fakat bunlar polikristallemi

seramiklerdir ve yksek bir elektrostatik alanda en uygun ekilde polarize edilmeleri gerekir.

Bunlara rnek olarak ise; baryum titanat ve zirkonat titanat verilebilir. Magnetostriktif bir

malzeme gerilime uradnda evresindeki manyetik alan deitirir ve polarizeedildiklerinde frekans ikilemesi olay ortadan kalkacandan dolay performanslar artar.

2.6. Okyanusta Ses Yaylm

Ses hz profilleri sonucunda ortaya kan, okyanustaki temel ses yaylmlar ekil 5de

gsterilmitir. Bu yollar ortamdaki ses hzlar ve nn ini alaryla ilgili olan SnellYasasndan anlalmaktadr (cos /c = sabit). Ses hznn derinlikle deimesi nedeniyle ses

hznn yava olduu blgelere doru nlar bklr (ekil 5).

14


29/97

ekil 5. Okyanustaki temel ses yaylm yollar (Jensen, v.d., 1994)

Bu yaylm yollarnn aklamas yledir: en kolay ekilde A ve B aklanabilir. A;

minimum ses hznn deniz yzeyinde olduu bir ortamda, yzey kanal yaylm yapan bir

yaylm yolunu gstermektedir. B ise; daha derin bir kaynaktan, yataya yakn bir ayla yola

kan ve derin ses kanalna giren bir n yaylmnn izledii yolu gstermektedir. Derin ses

kanalnda seyahat eden nlarn bir engelle karlamadan ok uzaklara gittii ve zellikle bu

kanaldaki alak frekans yaylmnda binlerce kilometrelik yaylmlar olduu bilinmektedir.

Bye gre daha geni bir ayla kaynaktan kan C n ise; yaknsama alan yaylm

yapmaktadr. Dier bir deyile; bu yaylm mekan boyutunda periyodik (rnein, ~ 35-70km)

toplanma (focus) blgeleri oluturmaktadr. Dip yansmas yaparak ilerleyen Dde benzer

ekilde mesafeye bal olarak periyodik zellikler gstermektedir. C nndan fark; daha ksa

devir mesafesine ve daha ksa yaylm mesafesine sahip olmasdr. Bunun nedeni de; deniz

tabannda meydana gelen yansmalar yznden olan kayplardr. Son olarak E n yolunda ise

s suda ses yaylm rnei grlmektedir. Ses kanal; stte deniz yzeyi, altta ise deniz

tabanyla snrl bir dalga klavuzu ile snrlandrlmtr.

15


30/97

Su alt akustik yaylmnn modellenmesi karmak bir ilemdir. nk akustik evre

uzaklkla birlikte deimektedir, yani mesafeye baldr ve ses yaylmna etki eden evresel

faktrler karmak birekilde akustik frekansa baldr. Bunun sonucu olarakekil 5deki n

yollar gsterildii kadar basit deildirler. Bu durum alak frekanslarda daha belirgindir. Bu

yzden hem s hem de derin sularda setiimiz evresel koullarda ses yaylmlarnn

karakteristik zelliklerini ayrntl olarak ele almak gerekmektedir..

2.7. Akustik Yaylm Modelleri

Su altnda akustik yaylm, matematiksel olarak parametreleri ve snrlar okyanus ortamn

tanmlayan dalga denklemiyle tanmlanmtr. Akustik dalgalarn su altndaki yaylmn ifade

eden 5 farkl modelleme teknii bilinmektedir.

a. In Teorisi (Ray Tracing)

b. Normal Mod (NM)

c. Spektral Program (FFP: Fast Field Program)

d. Parabolik Eitlik (PE)

e. Snrl Eleman zm (FD: Direct Finite / FE: Finite Element)

Bu modellerden uygulamada en fazla kullanm sahas olanlar; n teorisi, normal mod ve

parabolik eitlik yaklamlardr. Bu tez almasnda bu model ele alnarak iki farkluygulama sahasnda deiik hidrografik ve oinografikartlar iin kullanlacaktr.

16


31/97

2.7.1.In teorisi modelleri

In teorisi modelleri, akustik nlarn su altndaki yaylm ekillerini deerlendirerek

yaylm kayplarn hesaplayan en eski modellerdir ve gnmzde de yaygn olarak kullanlr.

Bu teknikte dalga eitlii, birnn (x,y,z) koordinatlarnda zamana bal olarak ald mesafe

ve akustik basn fonksiyonlarna bal olarak zmlendirilir. Genel olarak derin sulardaki

yaylmlar modellemek amacyla kullanlrlar. ok az saydaki akustik nn alcya,

dorudan veya dipten ve yzeyden yansyarak ulat durumlar modellerdir. ki boyutlu ve

mesafeye bal n teorisi modelleme teknikleri ortam artlarnn sabit kald veya

mesafenin bir fonksiyonu olarak deitii durumlarda kullanlabilir.

In teorisi modellerini kullanan programlara rnek vermek gerekirse, bunlar iki ayr

snfta inceleyebiliriz. Mesafeden bamsz n teorisi modellerini kullanan programlar

CAPARAY, FACT, FLIRT, GAMARAY, ICERAY, INSIGHT ve RINGER, mesafeye bal

n teorisi modellerini kullanan programlar ise ACCURAY, ALMOST, BELLHOP,

FACTEX, GRASS, HARPO, LYBIN, MEDUSA, MOCASSIN, MPC, MPP, RAYWAVE veSHALFACT olarak saylabilir.

2.7.2 Normal mod modelleri

Normal mod zmleri, dalga eitliinin integrasyonundan ortaya kartlmtr. Normal

mod modellemelerinde, ortam artlar

n

n mesafeden ba

ms

z olarak sadece derinlik iledeien bir fonksiyon olduu varsaylmaktadr. In teorisi modelleriyle karlatrld

zaman, verilen frekans ve kaynak derinlii kullanlarak istenen alc konumundaki yaylm

kayplarnn kolaylkla hesaplanabilmesi sayesinde normal mod modelleri stnlk salar.

Fakat normal mod modellerinin byk bir dezavantaj vardr. Bu dezavantaj modelin deniz

dibi ile ilgili olarak daha fazla bilgiye ihtiya duymasdr ve bu yzden normal mod

modellerinden verimli sonular alabilmek iin deiik dip tabiatlarnn, younluunun ve ses

hz profillerinin bilinmesi gerekmektedir.

17


32/97

Normal mod yaklamna gre gelitirilmi modelleme programlarn, n teorisi

modellerinde olduu gibi, mesafeden bamsz ve mesafeye baml olarak iki snfa

ayrabiliriz. Mesafeden bamsz model programlar AP-2/5, COMODE, DODGE, FNMSS,NEMESIS, NLNM, NORMOD3 ve PROTEUS, mesafeye baml model programlar ise

ADIAB, ASERT, ASTRAL, CENTRO, COUPLE, KRAKEN, PROLOS, SNAP, WEDGE ve

WRAP olarak saylabilir.

2.7.3 Parabolik eitlik modelleri

Balang noktas parabolik eitlik olan bir yaklamdr ve fazla sayda saysal ilem

yaparak sonu veren su alt akustik yaylm modellerine bir alternatiftir. Plazma fizii, sismik,

mikrodalga ve lazer n yaylm konularnda baaryla uygulanan bir yntemdir ve 1973

ylndan beri su alt akustik problemlerinde kullanlmaktadr. Akustik nlarn yatay

yaylmn modellemeye gerek olmayacak ekilde kk asal yaylmlarda geerli olacak

ekilde ksaltlmdr. Bu yzden genellikle okyanus uygulamalarnda kullanlan bir

yntemdir. Parabolik eitlik modellerinde, deniz alanlar

mesafeye bal

olarak rahatl

klamodellenebilmektedir. Bu modelin iyi netice veremedii durumlar; salan akustik dalgalarn

fazla olmas veya asal yaylmlarn yksek olmas durumlardr.

Mesafeye bal parabolik yaklam model programlarndan bazlar; 3DPE, DREP, FEPE,

FEPES, HAPE, HYPER, LOGPE, MACH1 PAREQ, RAM, TDPE, ULETA ve UNIMOD

olarak sralanabilir.

18


33/97

2.7.4. Akustik yaylm modellerinin karlatrlmas

In teorisi, normal mod ve parabolik yaklam modellerinin birbirine gre farkl

avantajlar ve dezavantajlar vardr. Bu yzden bir modelleme uygulamas iin hangi modeli

kullanmamz gerektiine karar verirken baz karlatrmalar yaparak, alma blgesinin

zelliklerine gre uygun modeli semeliyiz.

ncelikle alma blgesinin bir s su ortam oluturduunu varsayarsak, mesafe baml

durumlar iin parabolik yaklam modellerini, mesafeden bamsz durumlar iin ise normalmod modellerini tercih etmeliyiz. In teorisi modellerinin s suda ve alak frekans iin

uygulanabilir olmadn syleyebiliriz. Fakat yksek frekans iin ise, n teorisi modellerini

mesafe baml durumlarda rahatlkla kullanabiliriz. Eer mesafeden bamsz ise yksek

frekansta normal mod modellerini kullanmak daha uygun olur. Parabolik yaklam modelleri

ise, s su ve yksek frekansta baarl biimde uygulanamaz.

alma blgesinin derin su ortam olduu koullarda alak frekans iin ve mesafeden

bamsz durumlarda en baarl sonular normal mod modellerinden alabiliriz. Ayn ortamda

alak frekans ve mesafe baml bir durum sz konusuysa verimli bir sonu almak iin

parabolik yaklam modellerini semeliyiz. Yine derin suda ve yksek frekansta hem

mesafeden bamsz hem de mesafe baml durumlarda en verimli sonu n teorisi

modelleriyle alnacaktr.

19


34/97

III. MATERYAL VE METOT

Arazide llen transmisyon kayplarnn, modellerinden elde edilen sonularla

karlatrlmasna kadar atlmas gereken birok adm vardr. Bunlar; su alt akustik yaylm

verilerinin elde edilmesi, alma srasnda kullanlacak modellerin anlalmas, bu modeller

iin gerekli olan program girdilerinin hazrlanmas ve modellerin altrlarak oluabilecek

iletim (transmisyon) kayplarnn hesaplanmas olarak sralanabilir.

3.1. Verilerin Elde Edilmesi

talyann La Spezia ehrinde bulunan NATO Su Alt Aratrma Merkezi (NATO

Undersea Research Centre, NURC) Antalya Krfezi aklarnda ve stanbul Boaz knda,

bu blgelerin akustik ve oinografik zellikleri hakknda bilgi edinmek amacyla, Seyir

Hidrografi ve Oinografi Dairesiyle ortak projeler dzenlemitir. Bu projelerin veri toplama

ksmlar iin, Antalya Krfezi aklarnda 16-26 ubat 1997 tarihleri arasnda, stanbul

Boaz knda ise 12 Haziran 12 Temmuz 1996 tarihleri arasnda saha almalar

yaplmtr.

Bu almalar srasnda n tekrarlamas (reverbration), ortam grlts (ambient noise)

ve mesafeye bal transmisyon kayb lmleri yaplmtr. Bu lmleri desteklemek

amacyla, dip numuneleri alnmak suretiyle dip tabiat incelenmi ve bunun yannda

oinografik lmler de yaplmtr.

20


35/97

Bu tez almasn ilgilendiren verilerde bu almalar srasnda llen baz deerlerdir.

Model girdileri iin gereken tuzluluk, scaklk ve derinlik bilgileri; her iki blge iin de,

almalarda kullanlan XBT (expendable bathythermograph), CTD (conductivity-temperature-depth) ve XCTD (expendable CTD) aygtlaryla llmtr (ekil 6). Bu iki

proje srasnda yaplan dier lmler iin gerekli farkl cihazlarda bu ekilde grlmektedir,

fakat tez almas srasnda kullanlan veriler XBT, CTD ve XCTD cihazlar tarafndan

llen deerler olduundan dier cihazlardan burada bahsedilmeyecektir.

ekil 6. Gerekli oinografik parametrelerin lmlerini yapan XBT, CTD ve XCTD

cihazlarnn, alma srasnda kullanlan dier aletlerle birlikte gsterildii izim.

XBT; derinlie bal olarak scaklk lm yapan ve bunu gemiye ileten tek kullanmlk

bir aygttr. CTD; derinlie bal olarak deniz suyunun iletkenlik ve scaklk parametrelerini

len, bunlar kullanarak ses hz profilini karan ve toplad verileri kaydeden bir sistemdir.XCTD; CTD ile ayn olan bu aygtn fark XBT gibi tek kullanmlk olmasdr. Yani gemi

giderken denize atlarak bal bulunduu ince tel kopana kadar gemiye lt deerleri

ileten bir aygttr. ekil 7de rnek olarak Seyir Hidrografi ve Oinografi Dairesi tarafndan

kullanlan bir CTD cihaz verilmitir.

21


36/97

ekil 7. Seyir Hidrografi ve Oinografi Dairesi tarafndan kullanlan Rosette rnekleyicisi ve

CTD cihaz*

Bu tez al

mas

nda kullan

lan btn veriler bu iki proje s

ras

nda da proje lideri grevindeolan Dr. Tuncay Akaldan alnmtr. Bir ksm Karadeniz verileri ayrca Di Iorio ve Yce

(1999) tarafndan yaynlanmtr. Hem Karadeniz hem de Akdenizde yaplan bu almalar

srasnda akustik ve ortam verilerinin nasl lld ve transmisyon kayb hesaplamalarnn

nasl yapld aada anlatlmaktadr.

3.2. Akustik ve Ortam Verilerinin llmesi

Su kolonunun ses hz yaps, akustik yaylmda kontrol edici temel faktrdr. Su

kolonunda yaylm yapan akustik enerji deniz tabanyla etkileime girer ve deiik tipte

akustik ve sismik dalgalara dnr. Bu dalgalarn yaylmnn ve zayflamasnn, deniz

tabannn fiziksel zelliklerine byk lde bal olduu gzlemlenmitir. Akustik yaylm

yolundaki enerji kayb miktarn temsil eden iletim (transmisyon) kayb, dalgann yaylm

yapt ortama ait bilgiyi tar.

Rapor edilen btn iletim kayb verilerinde, patlayc ykler ve elektromekanik

dntrcler (transducer) ses kaynaklar olarak kullanlmtr. zerinde tm ynl

(omnidirectional) hidrofonlar bulunan dikey bir alc dizisi ise gnderilen akustik sinyalleri

kaydetmek amacyla kullanlmtr.

* http://www.shodb.gov.tr/osinografi/ctd.htm

22


37/97

Bu almada su alt akustik yaylm modellerinden elde edeceimiz sonularn

karlatrlaca iletim kayb verilerinin elde edilmesinde kullanlan metot ekil 8de

gsterilmektedir ve yledir; alc ve ses kayna yaratan gemi olmak zere iki adet gemi

vardr, alc gemi uzun boru eklinde ve altnda arlk bulunan biramandraya bal olarak

duran dikey bir hidrofon dizilimini suya yerletirir. zerinde dijital bir radyo vericisi bulunan

bu amandrann avantaj; boyunun, denizdeki dalgalarn boyuna gre ayarlanabilmesi ve bu

sayede deniz yzeyinde dalgadan etkilenmeyecek ekilde durabilmesidir. Denize braklan

hidrofon serisi su kolonunun byk bir ksmn kaplayacakekilde yerletirilir ve hidrofon

says derinlie bal olarak deiir.

RadyoBalants

AlcGemi

Ses KaynaYaratanGemi

ekil 8. alma srasnda kullanlan metot

Denize yerletirilen bu hidrofon dizilimi, gemi kaynakl ve yzey dalgalar yznden

oluan grltlerden en az ekilde etkilenmesi amacyla yeterince uzaa gtrlr. Ses

kayna yaratan gemi daha nceden belirlenmi bir rota zerinde, amandradan uzaklaan bir

hat zerinde hareket ederken ayn zamanda patlayc ses kaynaklarn suya brakr. Patlayc

ses kaynaklarna alternatif olan baka bir yntem ise, deiik derinliklere gre ayarlanabilen

ve belli aralklarla CW/FM kaynak gnderen bir transdser ekmektir. Ses kayna yaratan

gemi rotasnda ilerlerken batimetrik profil ve ses hz lm yapmak amacyla, akustik

SesKayna

EchoXBTSounding

23


38/97

iskandille (echo-sounder) lm alrken ayn zamanda suya oinografik verileri lmek iin

belli aralklarla XBTler brakr (Akal, 1980).

3.3. letim Kayb Hesaplamalar

Rapor edilen iletim kayplar, kaynaktan 1 metre uzaklktaki enerji kaybn referans alarak

dB cinsinden verilmitir. ekil 9da grld gibi, alcya ulaan ses sinyalleri iinde ortam

grltleri de bulunmaktadr. Dzeltilecek verinin zaman aralna ait llen ortam

grlts karlarak gerek deer elde edilir. Baz durumlarda sinyal/ortam grlts oran1den byk veya 1e eit olur, bu gibi durumlarda o veri kullanlamaz.

ekil 9. Alcya ulaan ses sinyalleri iindeki ortam grltleri (Akal, 1980den deitirilerek

alnmtr)

24


39/97

letim kayb (transmission loss), frekans ve uzakln bir fonksiyonu olduu iin, frekans-

uzaklk dzleminde izilecek e-kayp (isoloss) konturlar o ortamdaki iletim kayplar

hakknda bilgi edinmek iin en basit yntemdir. Kk ll dalgalanmalar elimine etmek

iin iki boyutlu bir dzgnletirme ilemi uygulanr.

Akustik verinin yorumunu desteklemek amacyla, lm yaplan ortama ait akustik

yaylm etkileyebilecek evresel koullarda toplanr. Daha nce bahsedildii gibi,

XBTlerden ayr olarak alc gemi genellikle scaklk, derinlik ve tuzluluk deerlerini ler.

Bunun yannda kor ve dip rnekleri yardmyla deniz taban karakteristiklerini belirler,

meteorolojik ve oinografik deerleri ler, stereo fotoraflar, dar al yksek znrlkl

iskandil, yandan taramal sonar kaytlar ve sismik profiller yardmyla deniz taban fiziksel

zellikleri hakknda bilgi toplar (Akal, 1980).

3.4. alma Srasnda Kullanlacak Modellerin Anlalmas

Su alt akustik yaylm modelleri, ses bir kaynaktan uzaktaki bir alcya giderken meydana

gelen sinyal deformasyonunu hesaplar. Bir sonar dalgacnn genliinde, geometrik yaylm,

hacim sourulmas ve yansma kayplar yznden, bozulmalar meydana gelir ve dalga

klavuzundaki ok yollu varlar (ekil 5) yznden dalm ve girimeler oluur. Yksek

doruluklu transmisyon modelleri, karmak deniz ortamlar yznden meydana gelen btn

yaylm ve zayflama efektlerini ele alarak sonar performans tahmin sistemlerinin temel tan

olutururlar.

Bilgisayar tabanl bu modeller, farkl akustik yaylm modellerinin prensipleri zerine

gelitirilmitir. Bu tez almasnda kullanlacak olan su alt akustik yaylm modelleri

Bellhop, Kraken ve RAM modelleridir. Bu modellerden Bellhop n teorisi, Kraken normal

mod, RAM ise parabolik eitlik modellerinden birer rnektir. Bellhop ve Kraken modelleri

25


40/97

internette kullanclara sunulmu olan Acoustic Toolbox adl programn ierisinde

bulunmaktadr. Acoustic Toolbox program Avustralyada bulunan Curtin Teknoloji

niversitesi, Deniz Bilimleri ve Teknoloji Merkezinden Alec Duncan tarafndan bumodellerin kullanmn kolaylatrmak amacyla yazlan Matlab tabanl bir programdr*.

RAM modeli de yine internette kullanclara cretsiz sunulan bir programdr** ve dierleri

gibi Matlab zerinden almaktadr. Modellerin ana modllerine ait kaynak kodlar Ek 1-3 de

verilmektedir. Uzunluu nedeniyle alt program ve fonksiyon programlar gsterilmemitir.

3.4.1 Bellhop modeli

Geometrik n izleme metotunda kullanlan Gauss n izleme teorisinin gl bir

varyantdr. Sinyal genilii ve eim as ek diferansiyel denklem ifti tarafndan

ynetilmektedir. Bu denklemler, sinyallerin ortasndan geen merkez nn yaklak olarak

bim alann hesaplayan geleneksel n denklemleri ile entegredir (Porter, 1991; Porter ve

Bucker, 1997; Akal ve Kprl, 2005).

Bellhop modeli programnn almak iin ihtiya duyduu evresel girdiler; derinlie

bal olarak ses hz profilleri, dip yansmas kayplar, ortam sorulmas deerleri, sesin

deniz yzeyinden yansmas srasnda dalgal durumlarda meydana gelen kayplarla ilgili

parametrelerdir (Ek 1). Bu girdiler deniz suyu ve buna ek olarak deniz tabannda bir veya

birka katman iin ayr ayr verilebilmektedir. Program kt olarak ise; ses hz profillerini,

belli bir derinlikte veya ortamn batimetrisiyle birlikte derinlik ve uzaklk grafiinde

gsterebilmektedir. Ayrca Bellhop altrlmadan nce n yollarn hesaplamas istenebilir

ve bu da batimetriyle birlikte grafik olarak grlebilmektedir. Ayrca Bellhop modeliyle

transmisyon kayplar hesaplanrken, kaynak ve alc derinlikleri ve kaynaktan k iin farkl

yaylm alar ve deiikn saylar seilebilir (ekil 10 ve 11).

*http://cmst.curtin.edu.au/products/actoolbox/

**http://www.hlsresearch.com/oalib/PE/index.html

26


41/97

ekil 10. Bellhop modelinde farkl yaylm parametreleri kullanlarak yaplan benzetimler.

ki boyutlu zm ile alak frekans ve s sularda daha az dorulukta sonular vermesi

programn dezavantajlar olarak grlebilir. Sonu olarak Bellhop modeli; normal mod ve

parabolik eitlik modellerinin kullanmnn pratik olmad yksek frekans ve derin deniz

ortamlarnda iyi sonular vermektedir ve zellikle bu ortamlarda kullanm asndan daha

ekicidir (Akal ve Kprl, 2005).

ekil 11. Bellhop modeli ile su scaklnn orta katmanda st ve alta gre daha souk olduu

bir ortam iin transmisyon kayb ve n yollarn gsteren grafik.

27


42/97

3.4.2. Kraken modeli

Kraken normal mod ile alan programlardandr. Dalga teorisi zerine kurulmutur ve

dalga denklemi zmnn normal moda geniletilmesi mantna dayanr. Mesafeye baml

ortamlarda, elastik dip ve 3 boyutlu geometri dahil, ses yaylm iin kullanlabilir. boyutlu

ortamlarda yatay yansma Gauss nlaryla modellenir. Alternatif transmisyon modelleri C-

SNAP, PAREQ, PROSIM ve SNAP-RD olarak sralanabilir, fakat boyutlu yaylm

efektleri iin henz bir alternatifi yoktur.

Kraken modelinin almak iin ihtiya duyduu evresel girdiler ana modl iindedir (Ek

2). Katmanlar tanmlanrken yar-uzay eklinde tanmlanr ve stteki yar-uzay yani su kolonu

iin derinlie bal olarak ses hz profilleri ve younluk deerleri, alt yar-uzay iin ise

younluk, sorulma ile ses hz parametreleri girilir. Model kt olarak, ses hz profillerini

mesafeye bal olarak veya seilen belli derinlik iin grafikte gsterebilir (ekil 12). Bunun

yannda normal mod fonksiyonlar derinlik grafiini de kt olarak salar. Kraken sadece

farkl normal mod setlerini ierir, bu yzden ksa mesafelerdeki dik yaylm alarn hesaba

katmaz. Modelin dier bir modu olan adiyabatik tahminde evresel parametrelerde sadece

kk deiimlere izin verilmektedir. Normal modlarn says frekans ve derinlikle orantldr

bu yzden, derin sularda yksek frekans (kHz) iin ok byk saylarda modlara ihtiya

duyar, bu da ykse veri depolama alan ve uzun hesaplama zaman demektir. (Porter, 1990;

1991; Porter ve Bucker, 1987; Akal ve Kprl, 2005).

ekil 12. Derin su ortamnda Kraken modeliyle yaplan bir benzetim rnei.

28


43/97

3.4.3. RAM Modeli

RAM modeli parabolik eitlik teorisi zerine kurulmutur ve okyanus ortamnda mesafeye

baml olarak alak frekans iin bu teori zerine kurulan en etkili teknik olarak bilinir. RAM

dier mod modellerine gre ok daha kesin ve doru sonular retir. Bunun nedeni dier

spektral bileenler arasnda tam kavrama salamas ve kayplarn doru bir ekilde ele

alnmasdr.

RAM programnn girdileri (Ek-3) aadaki gibi sralanabilir:

Su ve keldeki ses hz profilleri

keldeki ses hz, younluk ve sorulma deerleri

Alt taban ses hz, younluk ve sorulma deerleri

Program ktlar ise aadaki gibidir;

Ses hz profilleri, mesafeye gre transmisyon kayb grafikleri

Derinlie bal olarak transmisyon kayb (ekil 13)

Derinlik ve mesafeye bal olarak transmisyon kayb konturlar

Derinlie bal olarak mod fonksiyonlar

Frekans ve mesafeye bal olarak transmisyon kayb konturlar

Model frekans ve derinlie bal olduu iin yksek frekans ve derin deniz ortamnda

hesaplama uzun srer ve yksek veri depolama alan gerekir (Brock, 1978; Collins, 1993;1994; Collins, v.d., 1996).

29


44/97

ekil 13. RAM modeli ile hesaplanan transmisyon kayplarnn derinlik ve mesafeye bal

olarak gsterimi.

3.5. Modeller in Gerekli Olan Verilerin Hazrlanmas

Tez almas srasnda kullanlacak olan modeller anlaldktan sonra bu programlarn

bilgisayarda almas iin Matlab program yardmyla modellerde ufak dzenlemeler

yaplarak modeller alr hale getirilmitir. Daha sonra arazi almalar srasnda XBT, CTD

ve XCTD cihazlaryla llen parametrelerden kullanlacak hatlara yakn olanlar

koordinatlarndan bulunarak, bu noktalara ait olan tuzluluk, derinlik ve scaklk deerleri

alnarak, her hatta ait bir tablo oluturulmutur. UNESCO Uluslararas Deniz Suyu Denklemi

Hesap Cetveli* (Fofonoff, 1985) yardmyla ses hz ve younluk deerleri bulunmutur.

*http://fermi.jhuapl.edu/denscalc.html

30


45/97

IV. BULGULAR

ki pilot sahada uygulamalar yaplmtr. Her iki sahada da model sonular lmlerle

karlatrlarak yorumlanacaktr.

4.1. Akdeniz Uygulamas

Akdeniz iin pilot blge olarak seilen Antalya Krfezinde transmisyon kayplar, A-C

hatt (ekil 14) zerinde Bellhop ve Kraken modelleri kullanlarak hesaplanmtr.

ekil 14. Akdeniz iin seilen pilot blge ve uygulamalarn yapld A-C ve A-D hatlar

31


46/97

letim kayb hesaplamalarnda deiken parametreler olarak 400, 900 ve 3500 Hz alma

frekanslar alnmtr. llerle mukayese yapabilmek iin arazi lmlerinde kullanlan

kaynak ve alc derinlikleri ve frekans deerleri kullanlmtr. Bu derinlikler kaynak iin 90,alc iin ise 80 metredir. A-C hattna ait hz, scaklk ve tuzluluk deerleri ekil 15te

gsterilmitir.

ekil 15. A-C hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri

Kraken ve Bellhop modelleri ile hesaplanan transmisyon kayplar, NATO Undersea

Research Centre (NURC)n 16-26 ubat 1997 tarihleri arasnda Seyir Hidrografi ve

Oinografi Dairesi (SHOD) ile yapt ortak almada alnan transmisyon kayb lmleriyle

karlatrlmtr (ekil 16, 17 ve 18). kan sonulardan bu blge iin genel olarak Bellhop

modeliyle hesaplanan transmisyon kayplarnn, Kraken ile hesaplananlara gre lm

sonularna daha yakn olduu gzkmektedir. Grld gibi 900 ve 3500 Hz frekanslarnda

modeller daha baarl sonular vermitir.

32


47/97

ekil 16. A-C hattnda, 400 Hz frekans iin Kraken ve Bellhop modelleriyle hesaplanan

transmisyon kayplarnn saha lm sonular ile karlatrlmas.



33


48/97



Akdeniz A-C hattnda yaplan karlatrlmalar sonucunda Bellhop modelinin bu blgede

daha uygun olduu grlm ve bu hat zerindeki transmisyon kayplarn grmek amacyla,

400, 900, 3500 ve 7500 Hz al

ma frekanslar

nda model al

t

r

lm

t

r. Transmisyon kayb

uzaklk grafiklerinde (ekil 16-18), sadece seilen bir alc derinliindeki kayplar grlmekte

iken, benzetim grafiklerinde derinlik ve uzakla gre ses kayplar grlebilmektedir (ekil

19, 20, 21 ve 22). Bu ekillerde sol tarafta hatta ait hz derinlik grafikleri, sa tarafta ise

transmisyon kayb lei grlmektedir. Burada ses kayplar dB cinsinden verilmi olup,

transmisyon kayb lei 0 ile 100 dB aras kaynak derinlii ise 90 metredir. Derinlik metre

ve uzaklk ise kilometre cinsinden verilmitir. Deniz taban profili beyaz izgi ile

gsterilmitir. Akdenizdeki alma sahasnn dip yaps killidir ve modelde bu ekilde

deerlendirilmitir. Bu amala ses hz iin 1525 m/s, younluk iin 1.5 g/cm3, akustik

sorulma iin ise 0.1 dB/m/kHz deerleri kullanlmtr. A-C hattnda yaplan bu uygulama

sonunda kan aadaki grafiklerde; frekans ykseldike transmisyon kayplarnn da artt

ve daha alak frekansta sesin daha uzaklara seyahat edebildii grlmektedir ki, bu da olmas

gereken durumdur.

34


49/97


benzetimi ve A-C hattnn hz - derinlik grafii.





35


50/97



Bellhop modeli anlatlrken bahsedildii gibi, bu modelle istenirse n yaylm yollar da

hesaplanabilmekte ve uzaklk, derinlik grafiine eklenebilmektedir. Bellhop modelinde A-C

hatt iin n yollar hesaplanarak, rnek olarak seilen 400Hz frekanstaki transmisyon kayb

uzaklk, derinlik grafiinin zerine yerletirilmi ve n yollar sar ile gsterilmitir (ekil

23). Bu ekilde grld gibi ses kaybnn az olduu blgeler n yollarnn zerinde

bulunmaktadr. Yine ekil 24da grlen ve elips iine alnan blge n yollarnn zerindeolduu halde burada transmisyon kaybnn fazla olduu grlmektedir. Bunun nedeni olarak

buradan geen nlarn grafikte grld gibi dipten yansyarak gelen nlar olmas ve dip

yansmas srasnda bu nlarn byk kayba uramalardr.

ekil 23. Akdeniz A-C hattnda Bellhop modeliyle hesaplanan n yollar.

36


51/97

ekil 24. A-C hattnda ses kaybnn yksek olduu glge blge (shadow zone).

A-C hattnda yaplan bu uygulama sonucunda Bellhop modelinin blge iin daha iyi

sonular verdii grlmtr. Bunun zerine ekil 15deki haritada grlen A-D hatt iin

Bellhop modeliyle 200, 400, 800 ve 1600 Hz alma frekanslar iin transmisyon kayplar

hesaplanmtr. Bu frekanslarn seilme nedeni, NURC ve SHOD ortak projesinde uygulanan

frekanslar olmalardr. A-D hattna ait hz, scaklk ve tuzluluk deerleri ekil 25te

gsterilmitir. Yine bu almada kullanlan 90 m kaynak derinlii ve 60 m alc derinlii iin

transmisyon kayplarekil 26daki grafikte grlmektedir.

ekil 25. A-D hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri.

37


52/97

Beklendii gibi, frekans ykseldike kayplarda artmaktadr. Bununla birlikte, hesaplanan

transmisyon kayplar uzaklk ve derinlie bal olarak ekil 27, 28, 29 ve 30da

gsterilmitir. ekillerde deniz taban profili beyaz izgi ile gsterilmitir. A-C hattndaolduu gibi bu grafiklerde de sol tarafta hz-derinlik, sada ise yine 0 dB 100 dB aralnda

transmisyon kayb lei yer almaktadr. Burada da kaynak derinlii AC hatnda olduu gibi

90 metredir.

ekil 31de ise A-D hatt iin n yollar hesaplanm ve saryla gsterilmitir. rnek

olarak seilen 800Hz frekanstaki transmisyon kayb uzaklk, derinlik grafii zerine

yerletirilmitir. Birbirlerine yakn blgelerde olan A-C ve A-D hatlarnn tuzluluk, scaklk

ve younluk deerleri birbirinden ok farkl olmad ve iki hattn batimetrileri de benzer

olduu iin, n yollar ve ayn frekanslardaki ses kayplar benzerlik gstermektedir. Bu

durum grafiklerden gzkmektedir.

ekil 26. A-D hatt iin Bellhop modeliyle deiik frekanslarda hesaplanan transmisyon

kayplarnn karlatrmas

38


53/97


benzetimi ve A-D hattnn hz - derinlik grafii.





39


54/97



ekil 31. Akdeniz A-D hattnda Bellhop modeliyle hesaplanan n yollar.

40


55/97

4.2 Karadeniz Uygulamas

NURC ve SHODun Karadenizde dzenledii ortak projesi srasnda ekil 32de grlen

K-A, K-H, K-M ve M-Y blgelerinde transmisyon kayplar llmtr. Bu tez almas

iin M-Y hatt hari dier hat seilmitir.

ekil 32. Karadeniz iin seilen pilot blge ve uygulamalarn yapld K-A, K-H ve K-M

hatlar.

41


56/97

kinci pilot blge olarak seilen stanbul Boaz Karadeniz knda transmisyon kayplar,

K-A, K-H, K-M hatlar zerinde Bellhop, Kraken ve RAM modelleri kullanlarak

hesaplanmtr. K-A, K-H ve K-M hatlarna ait hz, tuzluluk ve scaklk deerleri ekil 33-35de verilmitir. Sadece K-A hattnda Akdeniz suyuna tam olarak ve 80 metrede girilmitir.

Hesaplamalar yaplrken kan sonular NURC ve SHODun 12 Haziran 12 Temmuz 1996

tarihleri arasnda yaptklar alma srasnda llen deerlerle karlatrabilmek iin, arazi

lmlerinde kullanlan frekans, kaynak derinlii ve alc derinlii deerleri kullanlmtr

(ekil 36 52). Bu deerler; Akdeniz rneinden farkl olarak kaynak derinlii iin 18, alc

derinlii iin ise 75 metredir. Frekans deerleri ise; 50, 200, 400, 1000, 1600 ve 2000Hz

olarak al

nm

t

r. Karadenizdeki al

ma sahas

n

n dip yap

s

Akdenizdekinin tersinekumludur ve uygulanan modellerde ses hz iin 1700 m/s, younluk iin 2.0 g/cm3, akustik

sorulma iin ise 0.5 dB/m/kHz deerleri kullanlmtr.

ekil 33. K-A hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri

ekil 34. K-H hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri

42


57/97

ekil 35. K-M hattna ait llen hz, scaklk ve tuzluluk deerleri

ekil 36. K-A hattnda, 50 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM modelleriyle hesaplanan


43


58/97

ekil 37. K-A hattnda, 200 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM modelleriyle

hesaplanan transmisyon kayplarnn saha lm sonular ile karlatrlmas.



44


59/97





45


60/97



ekil 42. K-H hattnda, 50 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM modelleriyle hesaplanan


46


61/97

ekil 43. K-H hattnda, 200 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM modelleriyle




47


62/97





48


63/97



ekil 48. K-M hattnda, 50 Hz frekans iin Kraken, Bellhop ve RAM modelleriyle


49


64/97





50


65/97





51


66/97

Karadenizdeki bu hat iin yaplan karlatrmalar sonucunda, RAM modelinin bu

blge iin dier iki modele gre ok daha baarl olduu grlmektedir. Kraken modelininise; stanbul Boaz k iin s suda baarsz olduu grlmektedir. zellikle ekil 36 ve

42de grld gibi dk frekansta (50 Hz) K-A ve K-H hatlarnda model alrken hata

vermitir. Alc derinliinin 75 m olduu durumlar iin karlatrmalar grdkten sonra,

Bellhop ve RAM modelleriyle her hat iin de farkl frekanslarda transmisyon kayplar

benzetimleri yaplmtr (ekil 53- 69). Bu ekillerde, hatta ait hz-derinlik ve scaklk-

derinlik grafikleri sol tarafta, transmisyon kayb lekleri ise sa tarafta verilmitir.

Transmisyon kayb

lekleri dB cinsinden olup; K-A hatt

iin 30 ile 80 dB, K-H hatt

iin 35ile 85 dB ve K-M hatt iin 40 ile 110 dB arasndadr. ki modelin sonularnn da grld

bu grafiklerde; birn teorisi modeli olan Bellhop ile, bir parabolik eitlik modeli olan RAM

arasndaki farklar da grlmektedir.

ekil 53. K-A hattnda 50Hz frekans iin transmisyon kayplarnn Bellhop ve RAM

modelleriyle benzetimi ve K-A hattnn hz derinlik ve scaklk - derinlik grafikleri.

52


67/97





53


68/97





54


69/97



ekil 59. K-H hattnda 50Hz frekans iin transmisyon kayplarnn Bellhop ve RAM

modelleriyle benzetimi ve K-H hattnn hz derinlik ve scaklk - derinlik grafikleri.

55

8/2/2019 Akdeniz Karadeniz Su Alti Akustik Yayilim Model Uygulamalari Acoustic Propagation Model App

Akdeniz Karadeniz Su Alti Akustik Yayilim Model Uygulamalari Acoustic Propagation Model Applications...

Documents

Transcript of Akdeniz Karadeniz Su Alti Akustik Yayilim Model Uygulamalari Acoustic Propagation Model Applications...