Modélisation acoustique de l’énergie moyenne diffusée par une distribution aléatoire de cibles spheriques sous-marines : Validité de la technique d'écho-intégration pour la mesure de l'abondance de cibles sous-marines

par Zhigang Sun

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Gérard Gimenez.

Soutenue en 1993

à Lyon, INSA , dans le cadre de Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (Villeurbanne) , en partenariat avec LTSU - Traitment de Signal et Ultrason (laboratoire) .


  • Résumé

    La technique d'écho-intégration consiste à estimer la quantité de cibles (poissons) contenues dans un banc insonifié par un sonar en supposant que l'énergie de l'écho renvoyé par le banc, est proportionnelle au nombre de cibles Trois facteurs peuvent influencer cette linéarité: l'interférence des échos directs, l'effet d'écran et la diffusion multiple entre les cibles. Dans ce travail, l'influence des trois facteurs sur la linéarité de la technique d'écho-intégration est utilisée pour des cibles sphériques. Le mémoire est constitué de trois parties : la première est consacrée au calcul de la réponse impulsionnelle d'une sphère rigide à un champ incident du type 'impulsion de Driac ». Une méthode mixte est proposée pour le calcul. La deuxième partie est destinée à la modélisation de l'effet d’interférence dans l'étude de l'énergie par une distribution 2D de sphères. Certaines formules sont développés permettre une évaluation ra ide de l'effet d'interférence. La troisième partie concerne la modélisation de l'énergie diffusée par une distribution 3D de sphères. L'influence de l'effet d'interférence, de l'effet d'écran, et de la diffusion multiple d'ordre 2 sur la linéarité de la technique d'écho-intégration est étudiée pour des sphères rigides, molles, fluides et élastiques. Les résultats numériques montrent que la linéarité de la technique d'écho-intégration dépend beaucoup de la structure physique des cibles, de la quantité de celles-ci et de la fréquence de travail. Un sondeur large-bande est préférable pour la mise en application de cette technique et favorise l'identification de cibles. Cependant, l'utilisation d'un sondeur large-bande n'assure pas forcément une meilleure linéarité entre l'énergie diffusée par les cibles et leur quantité. L'hypothèse de la linéarité est acceptable surtout lorsque la quantité de cibles détectées est faible. Dans certains. Cas, où la distribution est relativement dense, des mesures sur deux tranches d'eau distinctes sont nécessaires pour déterminer la quantité de cibles.

  • Titre traduit

    = Acoustical modelling of the mean echo energy scattered by a random distribution of underwater spherical targets : on the validity of the echo-integration method for the estimation of underwater target abundance


  • Résumé

    The estimation of fish abundance b the echo-interation method is based on the assumption that the echo energy returned from randomly distributed targets is proportional to the quantity of those targets. Three factors can affect this linearity : the interference of direct echoes the shadowing effect and the multiple scattering among the targets. In this work, the influence of the three factors upon the linearity of the echo-integration method is studied. Among the three component parts of work, the first pert deals with the calculation of impulse of a rigid sphere to a Dirac pressure transmission. The second part is devoted to the modelling of the interference effect in the energy investigation of echoes scattered by planar distribution of spheres. Some formulas are developed to provide a fast way to evaluate the interface contribution of echoes. The third art concerns with the modelling of the echo energy scattered by a 3D distribution of spheres. The contributions of the interference effect. The shadowing effect and the second order scattering among the targets are studied for rigid soft fluid and elastic spheres. The numerical results show that the linearity of the echo-integration method is tightly related to the material structure of the targets, the target quantity, and the working frequency. A wideband transducer is preferable for the implementation of the echo-interaction method and favourable to tar t identification. However using a wideband transducer does not necessarily improve the linearity between the energy scattered by the target and the quantity of those targets. The hypothesis of the linearity is acceptable especially when the target distribution is not dense. In certain cases where the number density of targets is relatively high, measurement over two different thicknesses of the volume is necessary to determining the quantity of targets.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. P,228-231

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1569)
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