BAB IPendahuluan1.1Latar BelakangMedia yangterbaik untukperambatan suara adalah laut. Hal ini dikarenakan gelombangsuaralebihmudah berpropagasi di laut yaitu mentransmisikan energi akustikmelalui suatumedia perantara. Gelombangsuara di laut telah banyak digunakan oleh manusia terutama dalam bidang eksplorasi laut. Teknologi akustik bawahair jugadapat digunakanuntukpemetaandasar laut, menunjanganalisa dampak lingkungan di dasar laut, eksplorasi dan eksploitasi. Laut merupakan media perantara akustik yang sangat kompleks yang dipengaruhi oleh lingkungan sekitar yang inhomogenous yaitu dipengaruhi oleh temperatur T, salinitas S, tekanan P dan kedalaman Z. Variasi kecepatan suara yang merambat di dalam laut berkisar antara 1450 1540 m/s dipengaruhi oleh faktor lingkungan tersebut. Perubahan kecepatan yangkecil ini memberikanpengaruhyangsangat signifikanterhadappropagasi akustikdi laut. Teori gelombangdapat digunakanuntukmenganalisapropagasi akustik di bawah laut, yaitu dengan metode ray tracing dan normal- mode. Dalam berpropagasi, gelombang suara dapat dipantulkan (reflected), direfraksikan (refracted)danteratenuasi(attenuation)olehmediatersebut. Ketikagelombang mengalami propagasi maka akan mengalami suatu bentuk kehilangan energi (transmission loss).1.2Rumusan MasalahPenguranganenergi transmisi (transmissionloss) merupakansatudari berbagai fenomenaketikasuaraberpropagasi di bawahair. Olehkarenaitumakaakan dimodelkanpenguranganenergi padapropagasi akustikbawahair(transmission loss)untukpenguranganenergi akibat penjalaran, pelemahan,mixedlayerdan perairan dalam berdasarkan metode Ray Tracing11.3 Tujuan Tujuandari pemodelaniniadalahmendapatkanmodel penguranganenergi pada propagasi akustik bawah air (transmissions loss)1.4 Ruang Lingkup PenelitianRuang lingkup penelitian ini adalah memodelkan transmission losspada perairan dalamsecara numerik berdasarkan metode ray. Pemodelan dilakukan dengan menggunakan program Matlab R2007a. 1.5 Sistematika LaporanLaporanThesisini memuatpendahuluan, tinjauanpustaka, tinjauanteoritisdan metode penelitianyang akan dilakukan. Laporan draft penelitian ini terdiri dari:Bab 1Pendahuluan, menguraikan latar belakang, rumusan permasalahan, tujuan, ruang lingkup penelitian, dan sistematika laporan.Bab 2TinjauanPustaka, menyajikanpenelitiandanteori yangyangtelah dilakukan oleh para peneliti sebelumnyaBab 3Tinjauan Teoritis, menejelaskan mengenai dasar teori dan perhitungan yang digunakan dalam penelitian iniBab 4Metode Penelitian , menjelaskan mengenai analisa paramaeter akustik, analisateori ray, analisapenguranganenergi(transmissionloss)dan analisa pemodelan.2BAB IITinjauan PustakaPenelitian untuk pengurangan energi transmisi pada propagasi akustik bawah laut (transmission loss)telah banyak dilakukan. Berikut adalah kilasan ringkas mengenai penelitian-penelitian sebelumnya.2.1 Kehilangan Energi Transmisi Di Permukaan Laut Penelitianuntukmengetahui kehilanganenergi yangterjadi di permukaanlaut ketika gelombang akustik berpropagasi dan membuat pemodelan numeriknyadapat ditentukan dengan model empiris dengan metode Ray Tracing (A. Amelia Agung, 2007) . Berikut adalah penjelasan singkat untuk penelitian dengan metode diatas2.1.1 Metode PenelitianBerikut ini adalah langkah-langkah pengerjaan yang dilakukan :1. Membuat daftar data tinggi gelombang dan kecepatan angin yang diperoleh dari grafik hubungan antara sea state, kecepatan angin dan tinggi gelombang.2. Membuat pemodelanmenggunakanperangkat lunakMatlabdengandata masukan kecepatan angin, sehingga dapat diketahui data keluaran berupa tinggi gelombang dan sea state.3. Membuat daftar data frekuensi dan surface loss per bounceuntuk masing-masing sea state yang diperoleh dari grafik hubungan antara surface reflection loss dengan kecepatan angin, tinggi gelombang, sea state dan frekuensi.4. Membuat persamaan garis untuk grafik hubungan antara surface reflection loss dengan kecepatan angin, tinggi gelombang, sea state dan frekuensi.5. Membuat pemodelandengandatamasukanseastatedandatakeluaran surface loss per bounce dengan perangkat lunak Matlab.2.1.2 Hasil Penelitian3Berikut ini adalah hasil penelitian yang telah dilakukan oleh A. Amelia Agung.Program Teori RayGambar 2.1 (a) Gambar 2.1 (b)Gambar 2.1(a)Propagasi akustik dengan sumber di lokasi stasiun GeoB10045-2, kedalaman sumber 20 m dengan sudut awal -100.(b) Transmission Loss (dB) terhadap panjang lintasan ray (m) di lokasi stasiun GeoB10045-2, kedalaman sumber 20 m dan sudut awal -100.Program Model EmpirisGambar 2.2 (a)Gambar 2.2 (b)4Gambar 2.2 (c)Gambar 2.2(a)Hasil polyfit model empirissebagai fungsi frekuensi,surfacelossper bounce dan sea state.(b)Hasil pemodelan empiris sebagai fungsi dari kecepatan angin, tinggi gelombang dan sea state.(c) Hasil pemodelan empiris sebagai fungsi frekuensi, surface loss per bounce dan sea state.Perhitunganatenuasi yangdilakukandi laboratoriumyanghasilnyaditunjukkan padagrafikmenunjukkanvariasi atenuasi yang dihasilkan untuk setiap frekuensi yang berbeda dari 0 31 MHz (Urick RJ, 1982), dan untuk memudahkan dalam penentuan nilainya grafik dibagi kedalamempat bagian. Besarnya absorpsi ditentukan dengan menggunakan persamaan Fisher and Simmons. 5Gambar 2.3 Absorbsi suara di dalam laut pada suhu 40C, tekanan 1 atmGambar2.4Daerahpembagianatenuasi suarapadalaut berdasarkanprekuensi yang terjadiSurface duckterjadi dibawah permukaan laut ketika gradien temperatur negatif di daerah tersebut tidak melebihi nilai tertentu yang telah ditentukan oleh tekanan pada kecepatan suara. Pada lapisan isotermal, gradien tekanan kecepatan suara sebesar 0.017m/sec/m= 0.17 ft/sec/f t= 0,17 sec-1. Gradien temperatur pada 150C menjelaskan bahwa akan dihasilkan kecepatan gradien 10dalam180 m. Jika 6terdapat gradiennegatif kurangdari nilai tersebut makaakanterbentuksurface duct, jikalebihbesar makaducttidakakanterjadi.Transmissionslosspada Surfaceduckditentukandenganmenggunakanpersamaannear fieldfar field (Urick RJ, 1982) dan menghasilkan grafik dibawah iniGambar 2.5 Hubungan antara Relatice loss terhadap kedalamanDeep sound channel terjadi karena adanya perbedaan temperatur dilaut dalam yaitu panas dipermukaan dan dingin di didalam laut. Efek pemanasan yang terjadi pada permukaan tidak akan cukup untuk memanaskan semua bagian lapisan laut, pemanasan terbatas pada suatu kedalaman tertentu yaitu lapisan thermocline. Transsmisons loss yang terjadi pada surface duck ditentukan dengan menggunakan persamaan dibawah ini, yaitu :Besarnya transsmison loss yang terjadi pada deep sound channel ditunjukkan pada grafik dibawah ini (Urick RJ, 1982).Gambar 2.6Pembelokantransmission lossarctic terhadap jarak berdasarkan pengukuran data7Shallow water ducts sering terjadi pada kedalaman hingga 200 meter. Gelombang akustik akan terjadi pada tempat yang dangkal walaupun propagasi dibentuk oleh banyaknyapertemuanantarapermukaandandasar laut.Transsmisionlossakan bertambah seiring dengan bertambahnya nilai rata-rata gradien negatif suhu diantara permukaan dan dasar laut, berkurangnya ukuran grain ketika dasar lautan dibentuk oleh dasar lautan. Transsmisons lossdiatas batu akan lebih besar dibandingkan di pasir, tetapi tidakakanlebihdibandingkandi atas lumpur pasirdanbesarnya terdapat pada grafik dibawah ini (Urick RJ, 1982)Gambar 2.7 Grafik hubungan antara transmission loss terhadap jarakPemantulan dan hamburan gelombang akustik terjadi di permukaan laut pada batas antara air dan udara. Penelitian mengenai besarnya transmission loss dipermukaan laut ditentukan dengan persamaanChapman-Haris dan hasilnya terdapat pada tabel dibawah ini (Urick RJ, 1982).8Tabel 1. Pengukuran kehilangan energi yang terjadi di permukaanPantulan dan hamburan gelombang akustik juga terjadi ketika gelombang akustik mengenai dasar laut yang memiliki material-material dengan berbagai karekteristik yang berbeda-bedadan menghasilkantransmission loss(Urick RJ, 1982). Besarnyatransmissionlossbisa ditentukan denganmetodebottom bouncemode (Laurent MW, 1994) dan menghasilkan grafik seperti dibawah iniGambar 2.8 Besar transmission loss dengan menggunakan metode bottom bounceBerikutadalahgambaran skematis berbagai jenis propagasi suara yang terjadidi laut (Jansen FB dkk, 1994)9Gambar 2.9 Gambar skematik mengenai propagasi suara yang terjadi didalam lautTransmission lossjuga dapat ditentukan dengan menggunakan data-data yang diperolehdari profil geoakustik(WilliamMC, James F. Lynch, WilliamL. Siegmann, Ilya Rozenfeld, BrianJ, 2003)Gambar 2.10Nilaitransmission lossyangdiperoleh berdasarkan data profil geoakustikBAB IIITinjauan Teoritis103.1 Profil Kecepatan Suara di LautKecepatan suara bervariasi terhadap kedalaman di suatu perairan. Nilai kecepatan suarasangat bergantungpadakondisi di suatuperairan. Variabel-variabel yang mempengaruhi kecepatan suara di suatu perairan adalah temperatur, kecepatan dan salinitas.variasi nilai kecepatan suaran disuatu perairan disebut juga sebagai profil kecepatan suara(sound profil velocity).Persamaan yang digunakan untuk menghitungprofilkecepatansuaraadalahPersamaanLeroy, PersamaanMedwin dan Persamaan Mackenzie3.2 Pengurangan Energi TransmisiPenguranganenergi transmisi (transmissionloss) merupakansatudari berbagai fenomenaketikasuaraberpropagasi di bawahair. Penguranganenergi transmisi secara kuantitatif menggambarkan pelemahan suara antara satu titik berjarak 1 m dari sumber dengan satu titik dengan jarak tertentu di dalam laut. MisalI0 adalah intensitas pada sebuah titik referensi yang berjarak 1 m dari sumber suara dan I1 adalah intensitas suara pada satu titik pada jarak tertentu dari sumber suara, maka penguranganenergi transmisiTLantarasumbersuaradengantitikdenganjarak tertentu adalah10log 10IITL dBPers. (3.1)dimana :TL = pengurangan energi transmisiI0= intensitas sinyal pada jarak 1 m dari sumberI1= intensitas sinyal pada target atau penerimaGambar 3.1 Lokasi referensi perhitungan pengurangan energi transmisi113.3 Jenis-Jenis Pengurangan Energi Transmisi 3.3.1 Spreading Loss3.3.1.1 Spherical Spreading LossSumbersuaradiletakkanpadamediumyanghomogen, tidakterbatas, dantidak menyebabkan kehilangan energi (Gambar3.2(a)). Untuk contoh propagasi sederhanaini, dayayangdibangkitkanolehsumber diradiasikankesegalaarah denganjumlahyangsamamelingkupi permukaanbolayangmengelilingi suara. DayaPyangmelintasibola-bola itu memiliki besar yang sama karena tidak ada kehilangan energi pada medium. Karena daya Psama dengan intensitas kali luas permukaan, maka P = 4r12I1 = 4r22I2 = ....Pers. (3.2)Jika r1 diambil 1 m, pengurangan energi transmisi TL pada jarak r2 adalahTL = 10 log21II= 10 log r22 = 20 log r2 dBPers. (3.3)Jenis penjalaran suara ini disebut penjalaran bola (spherical spreading). Gambar 3.2 Penjalaran suara dalam (a) sebuah medium tidak berbatas ( sangat luas), (b) sebuah medium yang diapit dua batas yang paralel (Urick, Robert J., Principles of Underwater Sound, New York,1983, halaman 101)123.3.1.2Cylindrical Spreading Loss Ketika mediummemiliki bidangbatas atas danbawahyangparalel (Gambar 2.2(b)), penjalarantidakberbentukbolalagi karenasuaratidakbisamenembus bidang batas. Daya yang diradiasikan oleh sumber disebar melingkupi permukaaan silinder dengan jari-jari sama dengan jarak (range) dan tinggi H sama dengan jarak antara batas atas dengan batas bawah. Daya yang melintasi permukaan silinder pada jarak r1 dan r2 adalah P = 2r1HI1 = 2r2HI2 = ....Pers. (3.4)Jika r1 diambil 1 m, pengurangan energi transmisi pada r2 adalahTL = 10 log 21II= 10 log r2 dBPers. (3.5)3.3.2 Absorption LossEnergi akustik diserap dan diubah menjadi panas ketika suara berpropagasi di laut. Penyerapan suara disebabkan oleh tiga hal yaitu viskositas, proses relaksasi MgSO4 (magnesiumsulfat) danproses relaksasi H3BO3(asamborik). Proses relaksasi (relaxationprocess)merupakanprosespenguraian-penggabunganion(dalamhal ini MgSO4 dan H3BO3) karena pengaruh tekanan akustik.Marsh-Schulkinmerekomendasikan persamaan empirik berikut untuk menentukan koefisienabsorbsi suaradi air laut padafrekuensi antara3kHzdan500kHz (Urick,Robert J.,Sound Propagation In The Sea , Revised Edition,McGraw-Hill, Inc.,New York, 1992)TTTffBf ff SfA22 22++ dB Pers.(3.6) dimana := koefisien absorpsi, dB/kydA = konstanta, 1.86 x 10-2B = konstanta, 2.68 x 10-2S = salinitas pada kedalaman nol, psu (practical salinity unit)f = frekuensi, kHzfT= frekuensi relaksasi, 21.9 x 106 1520/(T+273)13T = temperatur pada kedalaman nol, oCUntukfrekuensi rendah(100Hz3kHz), koefisienabsorpsi suaralebihbaik dihitung dengan persamaan Thorp,003 . 0 10 75 . 241004011 . 02 42222+ ++++f xffff Pers. (3.7)dimana := koefisien absorpsi, dB/kydf= frekuensi, kHzKonstanta0.003ditambahkanuntukmengatasi pelemahansuarapadafrekuensi yang sangat rendah. Persamaan (3.7) berlaku pada temperatur t 39oF (4 oC) dan kedalaman sekitar 3000 ft. Pengaruh tekanan hidrostatik terhadap absorpsi telah dipelajari secara teoritis dan melalui percobaan-percobaan yang hasilnya diformulasikan sebagai berikut) 10 93 . 1 1 (50d xd Pers. (3.8)dimana :d= koefisien absorpsi pada kedalaman d, dB/kyd0= koefisien absorpsi pada kedalaman nol (d = 0)d = kedalaman perairan, ftPengurangan energi transmisi akibat absorpsi dihitung sebagai berikut310 . r TL dBPers. (3.9)dimana := koefisien absorbsi, dB/km r= jarak propagasi, m3.3.3 Reflection Loss Di Permukaan LautRefleksi terjadi ketika gelombang suara memasuki sebuah mediumdengan impedansi yang berbeda(Maggela S,Andrea., Accoustic Communication,Springer Handbook Of Auditory Research, 2003). 14Marsh, Schulkin, danKnealemenyatakanadanyahubunganantarapengurangan energi transmisi akibat pantulandi permukaanlaut denganfrekuensi dantinggi gelombang, hubungan tersebut ditunjukkan oleh Gambar 3.3 berikut ini :Frekuensi x tinggi gelombang (kHz-ft)Gambar 3.3 Reflection loss di permukaan laut yang bersudut kecil (small grazing angle)Kondisi permukaan laut sangat berhubungan erat dengan kecepatan angin, hubunganini dinyatakandenganseastate. Hubunganantarakecepatanangin, tinggi gelombang, dan sea state ditunjukkan oleh Gambar 3.4. Gabungan informasi yang dimuat dalam Gambar 2.3 dan 2.4 ditunjukkan oleh Gambar 3.5.Gambar 3.4 Hubungan antara sea state, kecepatan angin, dan tinggi gelombang15Surface reflection loss, s(dB)Gambar 3.5 Hubungan antara surface reflection loss dengan kecepatan angin, tinggi gelombang, sea state, dan frekuensi3.3.4 Reflection Loss Di Dasar LautGambar 3.6 Pemantulan dan pentransmisian suara pada batas antara dua mediumJikasuaradatang dengan sudut1 terhadap batas antara medium berdensitas1dan 2dan kecepatan suara c1 dan c2, seperti digambarkan pada Gambar 3.6, maka hubungan antara intensitas suara pantulIr dengan intensitas suara datangIidinyatakan oleh persamaan Rayleigh berikut :22 1 1 22 1 1 2sin sinsin sin1]1

+ Z ZZ ZIIir Pers. (3.10)16Suara ditransmisikanSuara dipantulankanSuara datang112IiIr1,c12,c2dimana :1Z = 1 1c = impedansi medium12Z = 2 2c = impedansi medium22 1, = sudut datang, sudut transmisiPengurangan energi transmisi TL akitbat pantulan dari dasar laut adalah 22 1 1 22 1 1 2sin sinsin sinlog 10 log 101]1

+ Z ZZ ZIITLir dBPers. (3.11)BAB IVMetodologi PenelitianMetodayangdigunakandalampenelitianiniadalahmengerjakanmodel dengan bantuan perangkat lunak MATLAB R2007a dan Ocean Data View untuk menganalisis panjang lintasan propagasi akustik terhadap kehilangan energi.Untuk mengetahui kehilangan energi transmisi dipermukaan laut dibuat pemodelan numerik. Pemodelan energi transmisi pada propagasi akustik bawah laut ini dibuat menggunakanteori ray dan model empiris kehilangan energi transmisi yang merupakan fungsi frekuensi, kecepatan angin, tinggi gelombang dan sea state. 4.1 Pengumpulan dan Pengolahan Data4.1.1 Pengumpulan Data17Data-datayangdiperlukandalampemodelanpropagasi akustikbawahair pada tugas akhir ini adalah :a. Batimetrib. Temperaturc. Salinitasd. Kecepatan suaraData-data tersebut kemudian akan digunakan untuk menghitung aplikasi pemodelan kehilangan energi transmisi pada tugas akhir ini4.1.2 Pengolahan DataPengolahan data bertujuan untuk menentukan persamaan empiris kecepatan suara dengan error terkecil di setiap lokasi pengambilan data yang kemudian akan dijadikan input dalampemodelan kehilangan energi transmisi pada propagasi akustik bawah air. Pengolahan data yang dilakukan adalah :4.1.2.1 Penentuan karakteristik temperaturProfil temperatur dibagi dalam tiga lapisan yaitu : Lapisan well-mixed, lapisan yang memiliki perubahan temperatur terhadap kedalaman sangat kecil Lapisantermoklin, lapisan dimana temperatur menurun sangat cepat terhadap kedalaman karena transfer energi panas yang lambat dari permukaan Lapisan isotermal,lapisan dimana memiliki temperatur mendekati konstan 40C4.1.2.2 Penentuan karakteristik salinitasData salinitas merupakan variasi salinitas pada setiap kedalaman yg berbeda sesuai denganlokasi pengambilandata. Datasalinitas tersebut kemudiandibuat profil salinitas dalam bentuk grafik yg merupakan distribusi salinitas terhadap kedalaman. Profil salinitas dibagi dalam tiga lapisan yaitu :18 Lapisanwell-mixed, lapisanyangmemiliki perubahansalinitas terhadap kedalaman sangat kecil. Lapisan termoklin, lapisan dimana salinitas menurun sangat cepat terhadap kedalaman. Lapisan isotermal, lapisan dimana memiliki salinitas mendekati konstan.

4.1.2.3 Penentuan karakteristik kecepatan suara.Kecepatansuaradi laut menentukanperilakutransmisi suaradi laut. Kecepatan suara bergantung pada variasi kedalaman, temperatur, salinitas, musim serta lokasi geografis. Parameter utama yangdigunakan dalampenentuan kecepatan suara adalah salinitas, kedalaman dan temperatur.4.1.2.4 Penentuan persamaan empiris kecepatan suaraPersamaan empiris kecepatan suara yang akan ditentukan sebagai persamaan kecepatan suara dalam pemodelan kehilangan energi transmisi di permukaan laut adalahpersamaanempiriskecepatansuaradari Leroy, MedwindanMackenzie. Kemudianketiga persamaan empiris tersebut di plot ke dalam bentuk grafik dan dicari persentase error kurang dari 5 % dan terkecil terhadap data kecepatan suara hasil pengukuran4.2 Reflection Loss di Permukaan LautPemodelanteori rayinidiberi namaRay.m dengansubrotineSvp.m. program tersebut memodelkan lintasan ray pada kedalaman tertentu dan dengan range tertentu dengan didapatkan lintasan ray tersebut, maka akan diketahui kehilangan energi transmisi (transmission loss) dari setiap pola lintasan ray tersebut.Berdasarkan model empiris kehilangan energi transmisi di permukaan laut dibuat pemodelannumerikdarigrafik tersebut.Pemodelan ini diberi nama fileSloss.m yangbertujuanuntukmengetahuisurfacelossperbouncedengandata masukan kecepatan angin dan frekuensi gelombang akustik yang dipancarkan sumber.Langkah pekerjaan sebagai berikut :1. Membuat daftar tinggi gelombang dan kecepatan angin.192. Membuat persamaan garis data tinggi gelombang dan kecepatan angin. 3. Membuat pemodelanmenggunakanperangkat lunakMatlabdengandata masukan kecepatan angin, sehingga dapat diketahui data keluaran berupa tinggi gelombang dan sea state.Langkahperkerjaanberikutnyamengubahnyamenjadi datadalambentuktabel seastate, frekuensi dan surface loss per bounce sebagai berikut :1. Membuat daftar data frekuensi dan surface lossper bounce untuk masing-masing sea state.2. Membuat persamaan garis untuk grafik ini, dibagi menjadi dua persamaan garis. Untuknilai surfacelossperbounce2didapatkanpersamaangaris dengan cara melakukan polyfit orde 4 dengan menggunakan Matlab dan diberi nama file Sspolifit.m. sedangkan untuk surface loss per bounce 2 merupakan persamaan garis logaritmik. 3. Membuat pemodelandengandatamasukanseastatedandatakeluaran surface loss per bounce menggunakan Matlab4.3 Reflection Loss di Dasar LautMembuat tabel propertis kecepatan bahan-bahan sedimen yang terdapat didasar laut (Urick,Robert J., Sound Propagation In The Sea, Revised Edition, McGraw-Hill, Inc.,, New York, 1992)Bottom type Speed(m/s) Density(g/cm3)Clay 1500Silt 1575Sand 1650Gravel 1800moraine 1950chalk 2400limestone 3000basalt 525020Jika suara datang dari suatu sember dengan sudut datang 1 terhadap batas antara mediumberdensitas1 dan2 dankecepatansuarac1danc2, makahubungan antara intensitas suara pantulIrdengan intensitas suara datang Iiakan dinyatakan oleh persamaan Rayleigh sebagai berikut :22 1 1 22 1 1 2sin sinsin sin1]1

+ Z ZZ ZIIir Pers. (4.1)Dengan mengganti rumus diatas dengan parameter-parameter yang diketahui maka akan didapatkan nilai perbandingan irIIdimana :1Z = 1 1c = impedansi medium12Z = 2 2c = impedansi medium22 1, = sudut datang, sudut transmisiLalu akan di hitung berapa besar transmision loss akibat gelombang suara mengenai dasarperairan. Penguranganenergi transmisiTLakitbat pantulandaridasarlaut adalah 22 1 1 22 1 1 2sin sinsin sinlog 10 log 101]1

+ Z ZZ ZIITLirDbPers.(4.2)Persamaan diatas dibuat programdengansoftwareMatlab dengan nama file Rsloss.m4.4 Absorbtion LossKetikasuaraberpropagasi di laut, energi nyaakandiserapdandiubahmenjadi panas. Penyerapan suara disebabkan oleh tiga hal yaitu viskositas, proses relaksasi MgSO4(magnesiumsulfat) danprosesrelaksasi H3BO3(asamborik). Koefisien absorpsi suaralebihbaikdihitungdenganpersamaanThorp, untukmenentukan koefisien absorbsi suara di air laut pada frekuensi rendah dibawah 5 kHz :21003 . 0 10 75 . 241004011 . 02 42222+ ++++f xffffPers.(4.3)dimana := koefisien absorpsi, Db/kydf = frekuensi, kHzUntukfrekuensi antara5kHz100kHz,Marsh-Schulkinmerekomendasikan persamaan empirik berikut[ ] P xffBf ff SfATTT 422 2210 54 . 6 1 1]1

++ Pers.(4.4) dimana := koefisien absorpsi, Db/kydf = frekuensi, kHzP = tekanan atmosfirfT= frekuensi relaksasi, 21.9 x 106 1520/(T+273)Untukfrekuensi diatas100kHz,Marsh-Schulkinmerekomendasikanpersamaan empirik berikut) ( 10 1 . 62 5kHz f x Pers.(4.5) dimana := koefisien absorpsi, Db/kydf = frekuensi, kHz1. Menentukan nilai salinitas pada kedalaman nol2. Menentukan nilai frekuensi sumber (range 5 kHz 100 kHz)3. Menentukan temperatur pada kedalaman nol4. Semua nilai nilai yang diketahui kemudian disubtitusikan kedalam rumus diatas, kemudian dibuat ke dalam program Matlab dan diberi nama Aloss.mKonstanta0.003ditambahkanuntukmengatasi pelemahansuarapadafrekuensi yangsangat rendah. Persamaanberlaku padatemperatur t 39oF(4oC) dan kedalaman sekitar 3000 ft. 22Pengaruh tekanan hidrostatik terhadap absorpsi telah dipelajari secara teoritis dan melalui percobaan-percobaan yang hasilnya diformulasikan sebagai berikut) 10 93 . 1 1 (50d xd Pers.(4.6)dimana :d= koefisien absorpsi pada kedalaman d, Db/kyd0= koefisien absorpsi pada kedalaman nol (d = 0d = kedalaman perairan, ftPengurangan energi transmisi akibat absorpsi dihitung sebagai berikut310 . r TL Db Pers.(4.7)dimana := koefisien absorbsi, Db/km r= jarak propagasi, m4.5 Leakage LossLeakage loss dapat dihitung dengan menggunakan rumus Schulkin yaitu :5 . 02

,_

HfsL Pers.(4.8)dimana :L = koefisien kebocoran suara (db/ky)f= frekuensi (kHz)H = kedalaman perairan (ft)s = sea statekemudian nilai koefisien kebocoran suara tersebut digunakan dalam rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya kehilangan energi yang dihasilkan, yaitu :( )3010 log 10 log 10 + + + r r r TLL Pers.(4.9)dengan :( )( ) ( )5 . 0 5 . 0050/ 1 / 12 2 H d H dRHrr sPers.(4.10)Dimana :R = radius lengkukan ray (yard)23H = kedalaman perairands = kedalaman sumberdr = kedalaman penerimaL= koefisien kebocoran suara = volume koefisien absorbsi4.6 Spreading Loss4.6.1 Spherical Spreading LossSumbersuaradiletakkanpadamediumyanghomogen, tidakterbatas, dantidak menyebabkan kehilangan energi. Untuk contoh propagasi sederhana ini, daya yang dibangkitkanolehsumberdiradiasikan ke segala arah dengan jumlah yang sama melingkupi permukaan bola yang mengelilingi suara. Daya P yang melintasi bola-bola itu memiliki besar yang sama karena tidak ada kehilangan energi pada medium. Karena daya P sama dengan intensitas kali luas permukaan, maka P = 4r12I1 = 4r22I2 = ....Jika r1 diambil 1 m, pengurangan energi transmisi TL pada jarak r2 adalahTL = 10 log21II= 10 log r22 = 20 log r2 dBPers.(4.11)4.6.2 Cylindrical Spreading Loss Ketikamediummemiliki bidangbatasatasdanbawahyangparalel, penjalaran tidakberbentukbolalagi karenasuaratidakbisamenembusbidangbatas. Daya yang diradiasikan oleh sumber disebar melingkupi permukaaan silinder dengan jari-jari sama dengan jarak (range) dan tinggiHsama dengan jarak antara batas atas dengan batas bawah. Daya yang melintasi permukaan silinder pada jarak r1 dan r2 adalah P = 2r1HI1 = 2r2HI2 = ....Jika r1 diambil 1 m, pengurangan energi transmisi pada r2 adalahTL = 10 log 21II= 10 log r2 dB Pers.(4.12)24DAFTAR PUSTAKAAgung, Ami A. 2006,Pemodelan Numerik KehilanganEnergi Transmisi DiPermukaan Laut Dengan Model Empiris Pada Propagasi Akustik Bawah Air, Tugas Akhir Program Sarjana Teknik Kelautan, Institut Teknologi Bandung.Jensen FB, Kuperman WA, Porter MB, Schmidt H. 1994, Computational Ocean Akustik, AIP Press New York Laurent, M W. 1994, Acoustic Propagation by Bottom Bounce Mode to the North East ofAustralia, Aeronatical and Maritime Research Laboratory., AustraliaMaggelaS,Andrea.2003,AccousticCommunication,SpringerHandbook Of Auditory ResearchUrick, Robert J. 1992, Sound Propagation In The Sea , Revised Edition, McGraw-Hill, Inc., New York.WilliamM. Carey, JamesF. Lynch, WilliamL. Siegmann, IlyaRozenfeld, Brian J, 2003.Hhsound Transmission And Spatial Coherence In Selected Shallow Water Areas: Measurements And Theory,Theoretical and Computational Acoustics World Scientific Publishing., Singapore 2526