مبحث تولید و انتشار و آشکارسازی و فهم صوت از پدیده های مهم و کمابیش پیچیده طبیعی به شمار می رود؛ به همین علت، کمتر دانشمندی در تمدن های باستانی و میانه به آن پرداخته است. کتاب قراضه طبیعیات منسوب به ابوعلی سینا در فرازهایی، به سبک پرسش و پاسخ، این مهم را مورد بحث قرار داده است. با بررسی سابقه صوت در آرا و نظریات دانشمندان پیشین و بازنویسی متن نظریات ابن سینا درباره پدیده صوت، نکات علمی مندرج در نظریه ابن سینا با زبان علمی روز و مبتنی بر قواعد و مبانی فیزیک معاصر تشریح می شود.ابوعلی سینا کاملا بر پاره ای از اصول انتشار موج صوتی آگاهی داشته است و با توجه به مثال هایی که ارائه می کند، مشخص می شود که از طبیعت موجی صوت و نحوه انتشار آن در اجسام جامد و مایع و گاز نیز آگاهی داشته است.

استفاده های شیلاتی آکوستیک چه از نظر تجاری و چه تحقیقاتی در یافتن توده ماهیها، و سایر آبزیان حایز اهمیت است ولی استفاده از این روش و تعیین اطلاعات دقیق در مورد کلیه خصوصیات موجودات زنده، اطلاع کافی از تغییرات سرعت صوت، نحوه انتشار پرتوها و میزان جذب و تضعیف آنها را طلب می کند. این تحقیق به بررسی نحوه تغییرات سرعت صوت نسبت به عمق برحسب خصوصیات فیزیکی آبهای منطقه بندر دیر در شمال شرقی جزیره فارسی و حدود 50 کیلومتری جنوب دلوار (عرض جغرافیایی´2 °28 شمالی و طول جغرافیایی ´58 °50 شرقی) و همچنین محاسبه میزان جذب در این آبها پرداخته شده است. نتایج این بررسی نشان می دهد که با افزایش عمق و کاهش دما تا ژرفایی حدود 11 متر، سرعت صوت تقریبا ثابت می ماند لیکن از این عمق به بعد کاهش می یابد و در عمق 19 متری کاهش شدیدتری ملاحظه می گردد که به کاهش دما نسبت داده می شود و دلیل آن جریان آب سردتر در آن عمق است. با بررسی منحنی های جذب صوت در منطقه، مشاهده می شود که بیشترین میزان تضعیف، در محدوده عمقی 17 تا 27 متری وجود دارد.

این مقاله درباره انتشار موج آکوستیکی در آب کم عمق (شکلی از انتشار صوت در تنگه هرمز) برای یک منبع نقطه ای هارمونیک با فرکانس پایین (زیر 1000 هرتز) و حل معادله هلمهولتز همگن با استفاده از معادله سهموی می باشد. برای حل معادله هلمهولتز زبان برنامه نویسی C++ و برای ترسیم شکلها و متحرک سازی آنها از برنامه MATLAB استفاده شده است. پارامترهای ورودی مشخصات آب، عبارتند از شوری، دما، عمق (متناظر با سطح و بستر) و همچنین تعداد فریمها (تصاویر)، کاربر می تواند تصاویر متحرک سازی شده ای را به همراه چگونگی تاثیرگذاری شوری و دما بر انتشار صوت، نزدیک شدن پرتو تابش به خط عمود بر سطح در اثر کاهش دما، افزایش شوری در ستون آب و متعاقب آن، کاهش سرعت صوت متناظر با قانون اسنل و افزایش ضریب شکست را مشاهده نماید. فاصله منطقه همگرایی در سطح، بیشتر از 2 کیلومتر است که هر چه به سمت بستر می شود کوچکتر می شود. (اصل مقاله بصورت متن کامل انگلیسی، در بخش انگلیسی قابل رویت است)

فرآیند ایجاد امواج داخلی و نحوه انتشار صوت هر کدام به طور مجزا مورد بررسی قرار گرفته اند ولیکن چگونگی اثر امواج داخلی بر رفتار امواج صوتی از جمله مباحثی است که تاکنون در کشور مورد تحقیق قرار نگرفته است. محیطهای دریایی عمدتا دارای چینش چگالی هستند که معمولا به دو صورت پیوسته و پله ایی وجود دارند. ساختار لایه ایی در اقیانوسها و دریاها در روند انتشار امواج صوتی تاثیر می گذارند. به واسطه وجود مناطقی در حوزه های آبی ایران که دارای چینه بندی چگالی و امواج داخلی هستند و در این مناطق می توان از فرآیند انتشار صوت برای بسیاری از اهداف استفاده نمود، الزام تحقیق در خصوص برهمکنش این دو مطرح گردیده است. در این مقاله سعی شده که با استفاده از یک مدل ریاضی به بررسی اثر امواج داخلی بر انتشار امواج صوتی در زیر آب بپردازیم و اینکه این امواج به چه نحو انتشار صوت را تحت تاثیر قرار می دهند و تابع چه پارامترهایی می باشند. با استفاده از داده های دریاچه خزر، به محاسبه پارامترهایی نظیر سرعت صوت، فرکانس شناوری، واریانس جابه جایی، نسبت اغتشاشات حاصل شده در انتشار صوت بواسطه جابه جایی قائم و نیز سرعت افقی ذره، تابع فاز و دامنه، طیف فاز و طیف موج داخلی پرداخته ایم. در مدل، از تقریب سهموی برای معادله موج بهره جسته ایم تا چگالی طیف دامنه و نوسانات فاز موج صوتی تختی را محاسبه نماییم که از طریق میدان تصادفی موج داخلی در دریا منتشر می شود.از مقایسه نسبت اغتشاشات ایجاد شده در انتشار صوت بواسطه جابه جایی قائم و سرعت افقی ذره ملاحظه می کنیم که جابه جایی افقی بسیار کوچکتر از قائم است. همچنین مشاهده می کنیم که با افزایش عمق وکاهش فرکانس شناوری، عدد موج و نیز جابه جایی قائم افزایش چشمگیری دارند. بیشترین مقدار فرکانس شناوری و اغتشاشات ایجاد شده در انتشار صوت بواسطه جابه جایی قائم را در مناطق نزدیک به سطح می بینیم و این به دلیل وجود ترموکلاین میباشد و بالعکس در همین منطقه شاهد کمترین میزان جابه جایی قائم هستیم.

با توجه به کاربردهای اخیر تولید امواج قوی صوتی از ترموآکوستیک تا تمیزکاری صوتی لازم است تا حل معادلات قبلی انتشار صوت که بر مبنای خطی­سازی آن­ها بود و برای کاربردهای معمولی توسعه یافته بود اصلاح گردد. در این مقاله ابتدا معادلات انتشار صوت در یک شیپوره استخراج می شود. این کار با نوشتن معادلات بقای اندازه حرکت و بقای جرم آغاز می شود و در ادامه با تعریف تابع پتانسیل سرعت و جاگذاری آن در معادلات به یک معادله دیفرانسیل جزئی ختم می شود. با انتقال این معادله به حوزه فرکانس مسئله به یک معادله با شرایط مرزی تبدیل می شود. با اعمال شرایط مرزی یک شیپوره باز منحنی­های پاسخ فرکانسی استخراج می شوند. این معادلات با استفاده از روش رانگ کوتا قابل حل هستند. از آنجایی که برای شیپوره های نمایی با فرض خطی بودن انتشار صوت پاسخ تحلیل موجود است، نتایج در این حالت اعتبارسنجی می شوند.

پیشینه و اهداف: اکثر تجهیزات اندازه گیری در دریا، براساس تکنولوژی آکوستیک ساخته می ­شود. پرتوهای آکوستیکی تحت تاثیر پدیده­ های دریایی، دچار تغییرات خواهد شد. روش ها: در این مقاله، جفت مدل اقیانوسی (MITgcm) و مدل آکوستیکی (روش پرتو) در خلیج عدن، جهت بررسی رفتار انتشار صوت در این منطقه، به صورت دو بعدی و سه بعدی در فصل­ های زمستان و تابستان مطالعه گردید. بدین منظور ابتدا با استفاده از نتایج شفیعی و همکاران (1397)، خروجی دما و شوری استخراج گردید و سپس با استفاده از فرمول منکنزی، سرعت صوت محاسبه گردید. یافته ها: با بررسی نیمرخ سرعت صوت بصورت افقی و قائم، خروجی توده آب دریای سرخ به خلیج عدن در عمق های 300 تا 800 متری مشاهده شد، که با مطالعات قبلی همخوانی داشت. نتایج نشان داد که در فصل زمستان، پهنه خروجی آب دریای سرخ بیشتر از تابستان است. با استفاده از روش پرتو، در حضور جریان نفوذی آب دریای سرخ به خلیج عدن در سناریوهای مختلف از جمله در راستای عمود بر این جریان، موازی با حرکت این جریان و اعماق مختلف منبع صوتی، نحوه انتشار صوت ناشی از این پدیده در این فصول مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتیجه گیری: نتایج نشان داد، که جابجایی منبع صوتی به شدت رفتار پرتوهای صوتی را تحت تاثیر قرار می دهد. نتایج انتشار صوت وابستگی شدید به قرارگیری چشمه آکوستیکی در عمق­ هایی که توده آب دریای سرخ در فصل­ های مختلف قرار دارد، نشان داد. در شبیه سازی انتشار صوت در راستای افقی حرکت جریان نفوذی، چنانچه منبع در انتهای خلیج عدن نصب شده باشد، نسبت به حالتی که در ابتدا خلیج نصب شده باشد، در هر دو فصل، تلفات انتقال صوت در تمام لایه ها کمتر می­باشد که با الگوی مقطع طولی و عرضی تغییرات سرعت صوت همخوانی دارند. در ضمن نتایج شبیه سازی دو بعدی و سه بعدی نشان داد که حضور این توده ­ها باعث تغییرات در توزیع انرژی آکوستیکی در هر دو فصل گردید.

محیط های آبی هدایت کننده مناسبی برای انتشار امواج صوتی هستند و تغییر در پارامترهای فیزیکی آب بر سرعت و انتشار صوت مؤثر است. یکی از تغییرات قائم در ستون آب، ساختار انگشت نمک (Salt-fingering) است که به دلیل گرادیان های قائم دما و شوری با ضرایب پخش متفاوت، با لایه بندی آب گرم و شور بر روی آب سرد وکم شور رخ می دهد و مناطقی مانند تنگه هرمز با تبادل ترموهالینی میان حوضه شور (خلیج فارس) و آب های آزاد کم شور (دریای عمان و اقیانوس هند)، مستعد شکل گیری انگشتان نمک هستند. با افزایش جریان گرم ورودی از دریای عمان به خلیج فارس و افزایش تبخیر در اواخر بهار، شکل گیری انگشتان نمک در تنگه هرمز تقویت می شود. بررسی گرادیان های قائم دما و شوری در بخش شرقی تنگه هرمز نشان می دهد که یک لایه سطحی گرم و شور (C° 34 و   psu39) بر روی یک لایه سرد و کم شور (C° 29و   psu37.5) قرار دارد که منجر به ریزش انگشتان نمک از سطح تا عمق   m 40-70 و آمیختگی در ستون آب می شود. به طوری که سرعت صوت در طول کانال یکنواخت نبوده و از سطح تا عمق ریزش انگشتان نمک به بیشترین مقدار (m/s 1557) خود می رسد. نتایج این بررسی نشان می دهد که پرتوهای صوتی با زاویه انتشار کمتر، با عبور از محل انگشتان نمک در سطح پراکنده می شوند و با افزایش عمق فرستنده صوتی، اثر اتلافی ساختار نمکی در انرژی و انتقال سیگنال صوتی کاهش می یابد اما انحراف از محل ساختارهای نمکی قوی (با ریزش قوی و غلظت بیشتر) مشاهده می شود. انتشار سیگنال صوتی با تابعیت از مرزبندی ساختار نمکی همراه بوده و پرتوهای صوتی با انحراف قابل توجه و dB  85 – 80 اتلاف در انتشار، (dB 15 – 10 افزایش در اتلاف) منتقل می شوند.