Учебно-методический комплекс дисциплины «основы гидроакустики»

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ) ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА ДВФУ «УТВЕРЖДАЮ» Заведующий кафедрой Приборостроения ______________ В.И. Короченцев « 03 » сентября 2012 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ ГИДРОАКУСТИКИ» 200105.65 Акустические приборы и системы Форма подготовки очная Инженерная школа ДВФУ Кафедра «Приборостроение» курс 4 семестр 7 лекции 28 час. практические занятия 28 час. лабораторные работы 14 час. консультации всего часов аудиторной нагрузки 70 час. самостоятельная работа 42 час. курсовая работа 7 семестр экзамен 7 семестр Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного приказом Министерства образования Российской Федерации от 02.03.2000 №686 Учебно-методический комплекс учебной дисциплины обсужден на заседании кафедры Приборостроение « 03 » сентября 2012г. Заведующий кафедрой: В.И. Короченцев Составитель: профессор, д.ф.м.н. Стаценко Л.Г. Аннотация учебно-методического комплекса дисциплины «Акустические приборы и системы» Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы гидроакустики» разработан для студентов 4 курса по специальности 210500.65 «Акустические приборы и системы» в соответствие с требованиями ГОС ВПО по данной специальности Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 112 часов. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (28 часов), лабораторные занятия (14 часов), практические занятия (28 часов), самостоятельная работа студента (70 часов). Дисциплина реализуется на 4 курсе в 7 семестре. Содержание дисциплины охватывает следующий круг вопросов: распространение звуковых волн; волновые пучки; колебания систем с распределенными параметрами на примере пластин, цилиндров и сфер; отражение и преломление акустических волн на границах жидких и твердых сред; отражение волн от движущихся границ, эффект Допплера; волнообразное распространение звука; основные характеристики излучения и приема волн; плоские, сферические и цилиндрические излучатели; теория рассеяния волн на препятствиях простейшей формы; акустические антенны Дисциплина «Основы гидроакустики» логически и содержательно связана с такими курсами, как “Высшая математика”, “Физика”, и на общеинженерных и специальных дисциплинах “вычислительная техника и программирование”, “Колебания и волны”, “Акустика”. Учебно-методический комплекс включает в себя: рабочую учебную программу дисциплины; методические разработки по проведению лабораторных работ; методические разработки по курсовому проектированию; учебно-методические пособия. Заведующий кафедрой: В.И. Короченцев Составитель: профессор, д.ф.м.н. Стаценко Л.Г. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ) ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА ДВФУ «УТВЕРЖДАЮ» Заведующий кафедрой Приборостроения ______________ В.И. Короченцев « 03 » сентября 2012 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ ГИДРОАКУСТИКИ» 200105.65 Акустические приборы и системы Форма подготовки очная Инженерная школа ДВФУ Кафедра «Приборостроение» курс 4 семестр 7 лекции 28 час. практические занятия 28 час. лабораторные работы 14 час. консультации всего часов аудиторной нагрузки 70 час. самостоятельная работа 42 час. курсовая работа 7 семестр экзамен 7 семестр Рабочая программа учебной дисциплины составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного приказом Министерства образования Российской Федерации от 02.03.2000 №686 Рабочая программа учебной дисциплины обсуждена на заседании кафедры Приборостроения « 03 » сентября 2012г. Заведующий кафедрой: В.И. Короченцев Составитель: профессор, д.ф.м.н. Стаценко Л.Г. I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ Изменений нет. II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ При разработке рабочей учебной программы использованы: Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования образовательной программы, рабочий учебный план учебный план. Цели и задачи дисциплины: Основной целью дисциплины “Основы гидроакустики” является изучение фундаментальных закономерностей распространения звука и математические методы расчета звуковых полей в море, знание которых необходимо при проектировании и эксплуатации гидроакустических систем и приборов любого назначения. Начальные требования к освоению дисциплины (перечень предшествующих дисциплин, разделов их: Изучение дисциплины “Основы гидроакустики” основывается на общетеоретических дисциплинах “Высшая математика”, “Физика”, и на общеинженерных и специальных дисциплинах “вычислительная техника и программирование”, “Колебания и волны”, “Акустика”. В свою очередь дисциплина “Основы гидроакустики” является теоретическим фундаментом для дисциплин конструкторско-технологического цикла специализации “Гидроакустика”. 3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины “Основы гидроакустики” студенты должны: - знать основные закономерности распространения звука в море; основные параметры и характеристики морской среды, определяющие формирование в ней звукового поля; - уметь производить расчеты звуковых полей в морской среде, при работе в ней гидроакустических систем различной структуры; измерять основные параметры морской среды и характеристики звуковых полей в ней; использовать стандартную терминологию, определения, обозначения и единицы физических величин. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы 4.1. Очная форма обучения Вид учебной работы Всего часов Распределение по семестрам 7 Общая трудоемкость дисциплины 112 112 Лекции 28 28 Лабораторные занятия 14 14 Практические занятия 28 28 Всего самостоятельная работа 42 42 В том числе: курсовое проектирование КР КР Другие виды (РГЗ, рефераты, тесты и др.) - - Вид итогового контроля (экзамен, зачет) Экзамен экзамен 5. Содержание дисциплины 5.1. Распределение учебного материала по видам занятий № п/п Наименование раздела дисциплины Распределение по видам (час) Лек ЛЗ ПЗ СРС 1 Акустические характеристики морской среды 2 4 4 2 Лучевая теория распространения звука в слоисто-неоднородной среде 2 4 6 3 Влияние поверхности и дна моря на распространение звука 2 4 4 4 4 Морская реверберация 2 4 4 5 Распространение звука в среде со случайными неоднородностями 2 2 6 6 Отражение звука от подводных объектов 2 4 4 8 7 Дальность действия гидроакустических приборов 2 4 4 10 Всего 28 14 28 42 Содержание лекционного курса (32 часа). № пп Номер раздела п. 5.1 Наименование темы, краткое содержание 1 1 Распространение звуковых волн. Волновые пучки. Акустические характеристики морской среды. Физические свойства морской среды, влияющие на распространение звука. Факторы обуславливающие пространственное и временное изменение акустических характеристик морской среды. Поглощение звука в море. 2 2 Колебания систем с распределенными параметрами на примере пластин, цилиндров и сфер. Лучевая теория распространения звука в слоисто-неоднородной среде. Слоисто-неоднородная среда как модель глубокого моря. Управление звукового луча. Траектория луча для слоя с постоянным градиентом скорости. Время пробега импульса по лучу. Отрицательная рефракция. геометрическая дальность действия гидроакустических средств. Приповерхностный звуковой канал. Слой скачка. Фактор аномалии. 3 3 Отражение и преломление акустических волн на границах жидких и твердых сред. Влияние поверхности и дна моря на распространение звука. Акустические свойства морского грунта. Коэффициент отражения звука от морского грунта. Отражения и рассеяние звука на неровной морской поверхности, типы рассеяния, критерий Рэлея. Расчет рассеяния методом малых возмущений, метод с использованием приближения Кирхгофа. Нормальные волны в плоском слое, критические частоты, фазовые и групповые скорости. Понятие о боковой волне. Расчет бокового поля в водном слое методом мнимых источников. 4 4 Отражение волн от движущихся границ, эффект Допплера. Морская реверберация. Каноническая модель реверберации. Основные виды реверберации. Усредненные законы спада реверберации, сила реверберации. Статистические характеристики реверберации. 5 5 Распространение звука в среде со случайными неоднородностями. Основные виды неоднородностей морской среды, влияющие на флюктуацию звукового поля. Уравнение луча в статистически неоднородной среде. Угловая диффузия лучей, флюктуация времени пробега, фазы и интенсивности. Уравнение волнового движения для неоднородной среды, рассеяние на случайных неоднородностях. 6 6 Волнообразное распространение звука; основные характеристики излучения и приема волн; плоские, сферические и цилиндрические излучатели. Отражение звука от подводных объектов. Методы определения интенсивности отраженного сигнала. Характеристики сигнала, отраженного от объектов простой геометрии. Метод стационарной фазы для расчета рассеяния звука на криволинейных поверхностях. Сила цели и определяющие ее факторы. Измерение силы цели на моделях. Методы определения силы цели в натуральных условиях. 7 7 Теория рассеяния волн на препятствиях простейшей формы; акустические антенны. Дальность действия гидроакустических приборов. Основные виды гидроакустических шумов и помех. Шумы моря; шумы носителей. Уровень шума воспринимаемой приемной антенной. Порог обнаружения цели. Уравнение энергетической дальности. Оптимальные частоты и дальность действия шумопеленгатора, гидролокатора и приборов связи. Эффект Доплера и его учет в гидроакустике. Методы определения направления, дистанции, и параметров движения целей в море. 5.3. Содержание практических и лабораторных занятий (32 часа) № пп Номер раздела п. 5.1 Наименование лабораторной работы (практического занятия) 1. 5.1.1. Работа № 1. Измерение скорости звука в морской воде 2. 5.1.2. Работа № 2. Исследование поглощения звука в морской среде 3. 5.1.3. Работа № 3. Исследование отражения от грунта 4. 5.1.4 Работа № 5. Исследование рассеяния звука на неровной поверхности 5. 5.1.5 Работа № 6. Исследование силы цели отражающего объекта 6. 5.1.6 Работа № 7. Исследование спектра шума кавитации Курсовое проектирование (Цель, типовая тематика) 1.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000,  =70, d⁄λ=4, η=0,34, ħ=0,016 2.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =700,  =70, d⁄λ=4, η=0,3, ħ=0,03 3.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000,  =50, d⁄λ=5, η=0,09, ħ=0,01 4.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000,  =60, d⁄λ=6, η=0,1, ħ=0,018 5.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =800,  =70, d⁄λ=8, η=0,67, ħ=0,08 6.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000,  =70, d⁄λ=7, η=0,68, ħ=0,75 7.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =800,  =80, d⁄λ=6, η=0,75, ħ=0,018 8.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =500,  =30, d⁄λ=4, η=0,54, ħ=0,037 9.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =500,  =90, d⁄λ=6, η=0,3, ħ=0,037 10.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =800,  =50, d⁄λ=3, η=0,63, ħ=0,01 11.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000,  =60, d⁄λ=6, η=0,63, ħ=0,018 12.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =800,  =100, d⁄λ=5, η=0,3, ħ=0,03 13.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000,  =80, d⁄λ=10, η=0,37, ħ=0,06 14.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =900,  =45, d⁄λ=7, η=0,2, ħ=0,018 15.Расчёт звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000,  =70, d⁄λ=4, η=0,34, ħ=0,016 16.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000 Вт , =100 кгц, = 8,  =0,7, ħ=0,07м. 17.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000 Вт , =50 кгц, = 5,  =0,8, ħ=0,08м. 18.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =700 Вт , =70 кгц, = 4,  =0,3, ħ=0,03м. 19.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000 Вт , =100 кгц, = 8,  =0,7, ħ=0,07м. 20.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =700 Вт , =80 кгц, = 10,  =037 ħ=0,6м. 21.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000 Вт , =70 кгц, = 4,  =0,3, ħ=0,03м. 22.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =800 Вт , =50 кгц, = 3,  =0,6, ħ=0,08м. 23.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =800 Вт , =80 кгц, = 6,  =0,34, ħ=0,017м. 24.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =500 Вт , =5 кгц, = 6,  =0,37, ħ=0,07м. 25.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =500 Вт , =70 кгц, = 4,  =0,65, ħ=0,03м. 26.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000 Вт , =100 кгц, = 8,  =0,5, ħ=0,055м. 27.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =900 Вт , =90 кгц, = 7,  =0,6, ħ=0,067м. 28.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =800 Вт , =80 кгц, = 6,  =0,75, ħ=0,18м. 29.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =400Вт , =100 кгц, = 3,  =0,7, ħ=0,17м. 30.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =700 Вт , =70 кгц, = 8,  =0,54, ħ=0,02м. 31.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =1000 Вт , =70 кгц, = 9,  =0,7, ħ=0,07м. 32.Расчет звукового поля в море и построение лучевой картины при условии: =600Вт , =40 кгц, = 5  =0,45, ħ=0,04м. . Типовая тематика: Темой курсовой работы является расчет звукового поля в море и построение лучевой картины. Исходными данными для выполнения курсовой работы являются: С(ẕ) - вертикальное распределение скорости звука в воде; - скорость на уровне источника; - глубина расположения источника; - излучаемая мощность; - угловой раскрыв конуса излучения источника; - рабочая частота; отношение; - плотность, скорость, коэффициент потерь звука в грунте; - среднеквадратичная высота неровностей поверхности грунта или поверхности моря.

Похожие:

	Учебно-методический комплекс дисциплины по направлению подготовки... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Основы экономических учений» состоит из следующих элементов		Учебно-методический комплекс дисциплины по направлению подготовки... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Основы экономических учений» состоит из следующих элементов
	Учебно-методический комплекс дисциплины «основы психотерапии» Учебно-методический комплекс обсужден и утвержден на заседании кафедры клинической и специальной психологии		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы виктимологии» Учебно-методический комплекс рекомендован к изданию кафедрой «Уголовно-правовые дисциплины» (протокол №6 от 14. 11. 10г)
	Учебно-методический комплекс дисциплины специальность: 050202 Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Основы искусственного интеллекта» студентов очной формы обучения по специальности...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Естественнонаучные основы эволюции» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «основы компьютерной графики» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «основы библиотечно-информационного дела» Учебно-методический комплекс составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования...		Учебно-методический комплекс дисциплины специальность: 050202. 65 Информатика Канск Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Основы микроэлектроники» для студентов очной формы обучения по специальности 050202....
	Учебно-методический комплекс дисциплины Теоретические основы экономической... Учебно-методический комплекс дисциплины Теоретические основы экономической географии		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы патопсихологии» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы нейропсихологии» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс дисциплины б ийск бпгу имени В. М. Шукшина Стилистика и прагматика рекламных жанров. Основы рекламного дела [Текст]: Учебно-методический комплекс дисциплины / Сост.: Н. И....
	Учебно-методический комплекс дисциплины б ийск бпгу имени В. М. Шукшина Д дисциплина [Текст]: Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы научно-методической деятельности в физической культуре и спорте»...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы культуры речи» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...