Informe Técnico AS 01/15: "Métodos integrales para calcular la dispersión acústica de objetos arbitrarios. Parte I: Objetos 2D con condición de contorno de tipo gaseosa".

GONZALEZ, JUAN DOMINGO; LAVIA, EDMUNDO; BLANC, SILVIA

2015-03-01/2015-12-15

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Desarrollo de dos implementaciones computacionales para el cálculo de la dispersión acústica (scattering) de objetos arbitrarios.

Defensa y seguridad-Defensa

La dispersión (scattering) de ondas acústicas debido a objetos sumergidos es de interés fundamental en acústica submarina. Para la solución del problema espacial, que matemáticamente corresponde a resolver la ecuación escalar de Helmholtz en un dominio no acotado, existen diversos métodos talescomo los basados en discretizaciones (FD, FEM, BEM), los que utilizan soluciones analíticas exactas (limitados estos a cuerpos que verifican que sus fronteras son superficies coordenadas de sistemas paralos cuales la ecuación de Helmholtz tiene solución separable), etc. Otro método posible es el denominado de colocación integral que permite la resolución en superficies suaves arbitrarias parametrizables. Como análisis preliminar a la implementación de dicho método para el caso 3D, de interés práctico en acústica, se presentan en este trabajo resultados utilizando objetos 2D cuyo contorno puede ser descripto por una curva simple cerrada. Se ofrecen dos implementaciones computacionales y se desarrolla la teoria necesaria a fin de presentar el método computacional de manera consistente. Para verificar la versatilidad de la implementación se aplicó la misma para obtener la dispersión acústica a campo cercano (near field) generada por contornos cóncavos, convexos e incluso contornos provistos de cavidades.Asimismo, se obtuvieron patrones de campo lejano (far field) para estos objetos. Se adjuntan en este informe los códigos computacionales que permiten reproducir los resultados aquí incluidos.