Υπολογισμός ακουστικού πεδίου σε θαλάσσιο κυματοδηγό με την παρουσία πεπερασμένου σκεδαστή - Κυριάκης, Αντώνης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών, 2016)
Ο βασικός στόχος της παρούσης εργασίας, είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή μεθοδολογίας τύπου συζευγμένων ιδιομορφών σε συνδυασμό με μεθόδους συνοριακών στοιχείων, για την επίλυση προβλημάτων διάδοσης ακουστικών κυμάτων μέσα σε υδάτινο κυματοδηγό. Ο κυματοδηγός μπορεί να παρουσιάζει ρήχωση προσομοιάζοντας το θαλάσσιο-παράκτιο περιβάλλον, να περιέχει πεπερασμένο σκεδαστή ή συνδυασμό και των δύο. Στο εισαγωγικό κεφάλαιο αναπτύσσονται τα αίτια διέγερσης ακουστικών κυμάτων και τονίζονται οι εφαρμογές τους, οι λόγοι μεταβολής της ταχύτητας του ήχου, το φαινόμενο της καναλοποίησης του ακουστικού κύματος και πιθανά αίτια για την παρουσία απωλειών κατά τη διάδοσή του. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η μαθηματική προσέγγιση της διάδοσης ακουστικών κυμάτων. Αναφέρονται περιπτώσεις ομογενούς και ετερογενούς μέσου διάδοσης, καθώς και οι γραμμικές και σημειακές πηγές σε καρτεσιανή και κυλινδρική γεωμετρία αντίστοιχα. Σε αρκετά μεγάλο μέρος του κεφαλαίου, μας απασχολεί η διάδοση σε ρηχό κυματοδηγό και οι διάφορες μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί με σκοπό τον υπολογισμό του δυναμικού σε ένα τέτοιο περιβάλλον. Παρουσιάζεται η μέθοδος υπολογισμού της επιλογής μας, δηλαδή των κανονικών ιδιομορφών σε χώρο 2-D, με δοκιμή της σε περιβάλλον σταθερής ταχύτητας διάδοσης, αλλά και κατακόρυφα μεταβαλλόμενης ταχύτητας. Ακολούθως, στο κεφάλαιο τρία ασχολούμαστε με την παρουσία σκεδαστή σε άπειρο χώρο διάδοσης. Οι σκεδαστές θα είναι τύπου Dirichlet, Neumann και μικτού τύπου. Προς το τέλος του κεφαλαίου θα δοθεί βάση σε 2-D προβλήματα όπου μπορούμε να δούμε τη μέθοδο αναλυτικής αλλά και αριθμητικής λύσης, με χρήση της μεθόδου δυναμικού, για κυκλικό πεπερασμένο σκεδαστή. Σκοπός μας είναι η σύγκριση των αποτελεσμάτων για επιβεβαίωση της ισχύος της αριθμητικής λύσης. Τέλος, στο κεφάλαιο τέσσερα πραγματοποιούμε έναν συνδυασμό των δύο προαναφερθέντων κεφαλαίων και οδηγούμαστε στο πρόβλημα μελέτης του ακουστικού δυναμικού, σε πεδίο με πεπερασμένο σκεδαστή τοποθετημένο μέσα σε κυματοδηγό που μπορεί να παρουσιάζει και ρήχωση.