بررسی اثر سطح زمین و نیم‌رخ سرعت صدا بر میرایی صدا با استفاده از روش معادلات سهموی

میرایی صدای منتشر شده در جو، به عوامل مختلفی از جمله جنس زمین، دما و شرایط جغرافیایی، بستگی دارد. در این پژوهش، انتشار صدا در جو بالای سطح زمین، مورد مطالعه قرار گرفته ‌است. برای الگوسازی سطح زمین، از الگوی چهار پارامتری اتنبروگ برای محاسبه مقاومت ظاهری صوتی ویژه سطح زمین، استفاده شده ‌است. ابتدا معادلات حاکم بر انتشار صدا و روش معادلات سهموی ارائه شده‌اند؛ سپس با استفاده از روش گسسته‌سازی اختلاف محدود و تقریب کرنک- نیکلسون، دستگاه معادلات جبری حاصل شده ‌است. دستگاه معادلات جبری توسط روش ماتریس سه قطری حل شده تا بتوان فشار و میرایی صدا را در دامنه مورد محاسبه، ارزیابی نمود. پس از اعتبارسنجی شبیه‌سازی عددی، نتایج برای نیم‌رخ خطی و نیم‌رخ لگاریتمی سرعت صدا اعمال و نتایج در محدوده بسامد 10-100 هرتز، ارائه و مقایسه گردیده‌اند. در نیم‌رخ‌های سرعت صدای مورد بررسی، دو حالت فرض شده ‌است؛ در حالتی که امکان تشکیل ناحیه سایه وجود نداشته و در حالت دیگر که امکان تشکیل ناحیه سایه وجود داشته ‌باشد. در شرایطی که امکان تشکیل ناحیه سایه وجود داشته باشد، در محدوده بسامد 40-100 هرتز، میرایی بیش از 100 دسی‌بل برای حالت دوم، حاصل می‌شود. در این شرایط با افزایش بسامد، میرایی افزایش یافته اما نوسانات بیش‌تری در میرایی مشاهده می‌گردد. هم‌چنین برای سطح هموار زمین، با در نظر گرفتن نیم‌رخ‌های مختلف برای سرعت صدا، میرایی صدا مورد ارزیابی قرار گرفته ‌است. در انتها نیز اثر ناهمواری سطح زمین در میرایی صدا با در نظر گرفتن نیم‌رخ سرعت صدای لگاریتمی، در بسامدهای مختلف بررسی شده ‌است.