تخمین ویژگیهای خاص رسوبات بستر دریا با استفاده از امواج فراصوتی

تخمین دقیق ویژگیهای لایه مرزی در اکثر تحقیقات و پروژه های علوم پایه و مهندسی مسئله اصلی و محافظت محیط ساحلی موضوع حیاتی بسیاری از کشورهاست . برای محافظت ساحل از امواج ، سازه های دریائی مثل موج شکنها، دیواره های دریائی ، کیسونها و ... استفاده- می شوند. خسارت و از بین رفتن سازه های دریائی، دو علت اصلی دارد: 1- ویژگی ساختاری (که نیرو و ضربه موج روی سازه اثر می کند) و 2بی ثباتی کف مثل آب شستگی در مجاورت سازه. بنابراین درک بهتر ویژگیهای مرز کف تقریبا مهمترین مسئله برای مهندسی ساحل که شامل طراحی سازه های ساحلی است، می باشد. در تحقیقات قبلی، اغلب از تخمین انرژی و مشخصه های دینامیکی امواج برای طراحی سازه ها استفادهمی کردند. با توجه به اهمیت لایه مرزی کف که توسط مهندسین ساحل کشف شد، تنها تحقیقات کمی برای بررسی ویژگیهای لایه مرزی کف[ انجام شده است.[ 1 استفاده از امواج صوتی و فراصوتی برای تحقیقات در آب دریا روشی جدید می باشد که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.بعلت اینکه امواج صوتی تنها امواجی هستند که در آب با تضعیف و میرائی بسیار کم و سرعتی زیاد منتشر می شوند ، می توان از آنها برای تحقیقات [ در بسیاری از زمینه ها استفاده نمود.[ 2و 3مسئله اصلی این تحقیق درک بهتر و کاملتر مکانیسمها و ویژگیهای فیزیکی مربوط به میزان پیشروی ، نفوذ ، پراکندگی و اتلاف امواج صوتی بهنگام برخورد آنها با رسوبات بستر و در نتیجه بررسی ویژگیهای رسوبات از این طریق می باشد. هدف از این آزمایشات درک بهتر فرایندهای فیزیکی و مکانیکی صوت و بستر شامل تضعیف ، انتشار ، اتلاف و پراکنش در رسوبات بستر توسط مطالعات آزمایشگاهی می باشد. مزیت استفاده از روشهای آزمایشگاهی کم هزینه تر بودن این روشها نسبت به روشهای میدانی می باشد و نیز بخصوص اینکه در آب کم عمقپیچیدگیهای دینامیکی و شرایط محیطی غیرقابل پیش بینی باعث می شود که اندازه گیری ها بسیار زمان بر و طاقت فرسا و دچار عدم قطعیت فراوان شوند. مهمترین مزیت مطالعات آزمایشگاهی پراکنش از رسوبات این است که می توان مساله را توسط کاهش تعداد پارامترهای کنترل کنندهو بررسی تاثیرات مکانیسم های پراکنش مختلف بصورت مجزا ذکر کرد. به عنوان مثال جهت حذف تاثیر حبابهای ریز می توان از کلرین و یا جهت حذف زبری در مقیاس بزرگتر از قطر رسوبات می توان از مسطح کردنسطح استفاده کرد. تا کنون جهت مطالعات بستر از فرستنده با پهنای باند باریک استفاده شده ولی در این تحقیق جهت اندازه گیری سایز رسوبات لازم است برای اندازه گیری قدرتbackscattering از فرستنده با پهنای باند وسیع استفاده کرد( به علت اینکه بتوان تمام بازه فرکانسی را بصورت پیوسته پوشش داد). اندازه گیری های پراکنش از بستر در فرکانسهای کمتر از 300 کیلوهرتز انجام می شود درحالیکه از فرکانسهای بالاتر ( در حدود مگاهرتز ) می توان جهت بررسی فرایندهای دینامیکی بستر در آب کم عمق استفاده کرد. جهت اینکه بتوان از امواج فراصوتی برای بررسی های اندرکنش صوت و بستر استفاده کرد لازم است طول موج این امواج قابل مقایسه با قطر دانه های رسوب باشد.

Keywords:

رسوب , فراصوت , قطر رسوب , آزمایشگاهی