Базыкина А.Ю., Доценко С.Ф. «Применение каналовой модели для описания распространения одиночных волн типа цунами в канале переменного поперечного сечения» Морской гидрофизический журнал, № 1, с. 29-41 (2015)

Каналовая модель линейных длинных волн применена для описания распространения одиночных волн в канале переменного поперечного сечения, моделирующем пролив Босфор. Выполнен численный анализ максимальной высоты и волновой скорости для волн, движущихся из Мраморного моря в Черное и наоборот, а также для случая эволюции начального смещения жидкости при различном его положении в проливе. Рост высоты волны и волновой скорости взаимосвязан с уменьшением ширины пролива и площади его поперечных сечений. При распространении волн из Черного моря в Мраморное усиление волн более значительное, чем при их распространении в обратном направлении. В случае волн, распространяющихся из зоны генерации цунами на среднем участке пролива, наибольшие подъемы поверхности жидкости не превышают по абсолютной величине начального смещения морской поверхности.

Носов М.А., Колесов С.В. «Возбуждение цунами в сжимаемом океане переменной глубины» Физические проблемы экологии (экологическая физика) № 10, с. 123-130 (2002). 190 с.

Носов М.А., Колесов С.В., Остроухова А.В., Алексеев А.Б. «Об упругих колебаниях водного слоя в очаге цунами» Физические проблемы экологии (экологическая физика) № 12, с. 43-54 (2004). 216 с.

Кириченко И.А., Старченко И.Б., Слуцкий Д.С., Сахаров В.Л. «Мониторинг ледовой обстановки с использованием приборов на основе нелинейной акустики» Инженерный вестник Дона, 39, № 4-2, с. 34 (2015)

Решение навигационных задач и задач освещения ледовой обстановки при подводном плавании носителя акустической системы, которые возникают при использовании автономных и дистанционных телеуправляемых подводных аппаратов, приводит к необходимости разработки и создания новых средств, позволяющих решать задачи ледовой разведки. Для своевременного освещения ледовой обстановки, наряду с аэрокосмическими методами получения информации, может быть использован метод, основанный на применении гидроакустических приборов, в частности систем на основе нелинейной акустики. Применение для мониторинга ледовой обстановки приборов на основе нелинейной акустики с использованием параметрической излучающей антенны предполагает учет таких особенностей формирования акустического поля, как наличие как низкочастотной разностной частоты, образованной в результате нелинейного взаимодействия двух близких по значению волн накачки, так и, собственно, высокочастотного излучения исходных волн накачки Разработка приборов для акустического мониторинга ледовой обстановки требует рассмотрения всех возможных реальных океанологических ситуаций, в которых они будут функционировать. В статье рассматриваются результаты разработки системы для панорамного мониторинга ледовой обстановки в параметрическом режиме работы гидроакустических средств. Проведен анализ формирования и распространения зондирующих сигналов в акустическом канале параметрического измерителя толщины льда, сформулирован принцип измерения толщины по отражению (рассеянию) акустических сигналов от локально плоскослоистой системы с размытыми границами. Проведено математическое моделирование акустической мощности канала измерителя толщины льда и «окон прозрачности» на основе расчёта критических углов падения и преломления. Делается вывод о целесообразности использования в качестве информативных сигналов сдвиговых волн.

Кабанихин С.И., Криворотько О.И. «Численный алгоритм расчета амплитуды волны цунами» Сибирский журнал вычислительной математики, 19, № 2, с. 153-165 (2016)

Предложен численный алгоритм расчета амплитуды волнового фронта волны цунами, состоящий из нескольких этапов, первым из которых является решение соответствующего уравнения эйконала. Для решения уравнения эйконала использовались подход С.К. Годунова и метод бихарактеристик. Проведено качественное сравнение двух методов на модельных данных. На втором этапе введены новые переменные, связанные с решением уравнения эйконала. На третьем этапе, используя разложение фундаментального решения в новых переменных, получено уравнение меньшей размерности, которое описывает поведение амплитуды переднего фронта волны. Приведены результаты численных расчетов.

Колесов С.В., Носов М.А. «Трехмерная численная модель волн цунами» Ученые записки физического факультета МГУ, № 3, с. 163904 (2016)

Описана численная модель, предназначенная для воспроизведения диспергирующих гравитационных волн и гидроакустических волн, возбуждаемых сейсмическими движениями дна. Модель состоит из двух динамически связанных модулей. Глубоководный модуль основан на 3D уравнениях линейной потенциальной теории сжимаемой жидкости. Мелководный модуль использует уравнения линейной теории длинных волн. Численная модель применена для воспроизведения цунами 2007 г. на Центральных Курильских островах. Обсуждаются проявления сжимаемости воды вблизи источника цунами и проявления фазовой дисперсии волн цунами.

Руденко А.И. «К вопросу математического моделирования процессов взаимодействия придонного течения с поверхностью дна» Физические проблемы экологии (экологическая физика) № 10, с. 155-159 (2002). 190 с.

Носов М.А., Колесов С.В., Денисова А.В. «О захвате низкочастотных сейсмогенных упругих колебаний водного слоя формами рельефа дна» Физические проблемы экологии (экологическая физика) № 15, с. 233-239 (2008). 447 с.

Деформации дна, происходящие при сильных подводных землетрясениях, порождают не только гравитационные волны (цунами), но и низкочастотные (∼0.1 Гц) упругие колебания водного слоя. Существование частоты отсечки препятствует распространению низших мод упругих колебаний из глубоководной части бассейна в мелководную. В этой связи упругие низкочастотные колебания не наблюдаются в мелководных областях или на побережье. В том случае, когда сейсмические деформации дна океана приурочены к области локального понижения дна, низшая мода упругих колебаний, порожденных этими деформациями, оказывается захваченной такой формой рельефа. В районе Центральных Курильских островов 15 ноября 2006 г произошло сильное цунамигенное землетрясение с магнитудой 8.3, очаг которого располагался в области локального понижения дна – в Курило-Камчатском желобе. На примере этого события рассматривается эффект захвата сейсмогенных упругих колебаний водного слоя локальными понижениями дна. Представлены результаты 3D численного моделирования, выполненного в рамках линейной потенциальной теории для случая абсолютно жесткого дна. Оценивается время затухания захваченных колебаний в связи с преломлением гидроакустических волн в подлежащее упругое полупространство.

Душенин Ю.В. «Исследование нелинейного взаимодействия сдвиговых акустических волн в донных осадках, возбуждаемых параметрической излучающей антенной на границе раздела» Инженерный вестник Дона, 39, № 4-2, с. 29 (2015)

Эффективное применение параметрических излучающих антенн для обнаружения объектов, находящихся в донных осадках, обусловлено их возможностью формировать высоконаправленное излучение на низких частотах при малых исходных габаритах. В отличие от воды, донные осадки (ДО) представляют собой среды, в которых присутствуют как продольная, так и сдвиговая составляющие скорости распространения акустических колебаний. Наличие нескольких компонент скорости в донных осадках дает возможность возбуждения различного типа волн при использовании параметрических излучающих антенн. В данной работы представлены теоретические и экспериментальные исследованияполя создаваемого параметрической излучающей антеннойв многофазной среде «вода – донные осадки» при наклонном падении на границу раздела под углами, близкими к критическим. Показано, что сформированные в воде продольные волны накачки и волны разностной частоты (ВРЧ) в ДО трансформируются в соответствующие сдвиговые волны. Кроме того, из-за возникновения на границе раздела мнимой параметрической антенны (ПА) происходит генерация сдвиговых ВРЧ в ДО. Исследования возбуждения сдвиговых ВРЧ в ДО были проведены в лабораторном гидроакустическом бассейне. В качестве моделей ДО использовались глина и песок. По временному признаку выделены сдвиговые ВРЧ в различного типа осадках. Из полученной теоретической модели рассчитаны, а затем экспериментально подтверждены основные характеристики поля ПА в ДО при возбуждении в них сдвиговых ВРЧ. По результатам теоретических и экспериментальных исследований доказано, что имеет место трансформация, возбуждение и генерация сдвиговых волн, формируемых ПА в ДО. Полученные в ходе исследования результаты дают хорошее совпадение между теорией и практикой, что говорит о правильности выбора модели. Кроме того, приведены экспериментальные результаты по использованию сдвиговых ВРЧ в ДО при эхолокационном режиме. Таким образом, данный метод можно использовать в параметрических гидролокаторах для стратификации ДО и обнаружения в них различных инородных целей.

Солдатов Г.В., Тарасов С.П., Каевицер В.И., Захаров А.И., Смольянинов И.В. «Определения скорости звука в донных отложениях при экологическом мониторинге» Инженерный вестник Дона, 39, № 4-2, с. 30 (2015)

Основная часть загрязняющих веществ накапливается в морских осадках. Отсюда вытекает важность проблемы непрерывного мониторинга состояния дна и донных осадочных структур внутренних водоемов и морей. В работе рассмотрен метод дистанционного зондирования донного грунта с целью определения скорости звука в донном грунте. Предлагаемый метод позволяет проводить измерения при совместном расположении излучателя и приемника. В основе предлагаемого метода лежит метод лучевого параметра. Для проведения измерений по методу лучевого параметра необходимо либо обладать протяженной приемной антенной системой, способной определить направление прихода отраженных от дна акустических сигналов при простом всенаправленном излучателе, либо излучать узконаправленным источником звука и принимать относительно простой протяженной приемной антенной. С помощью параметрической антенны можно сформировать акустический луч шириной несколько градусов. Такой ширины луча достаточно для реализации метода лучевого параметра. Авторами предложено приближение метода лучевого параметра, позволяющее совместить местоположение излучателя и приемника, тем самым значительно упростив приемную антенну. Для проверки адекватности метода было проведено моделирование и проведены экспериментальные исследования. При моделировании закладывались реальные параметры морских донных слоистой структуры и приемоизлучающих систем. В результате моделирования были определены границы применимости предложенного метода при исследовании морских грунтов. Для определения скорости звука в слое морских осадков с приемлемой погрешностью нужно излучать акустические сигналы под углом не более 10°. Экспериментальные исследования в акустическом бассейне показали качественное совпадение полученных данных с теоретическими.

Крат Ю.Г., Потапов И.И. «Влияние размера частиц донных наносов на длину волны донных возмущений в напорных каналах» Прикладная механика и техническая физика, 57, № 3, с. 60-64 (2016)

Сформулирована задача устойчивости поверхности песчаного дна в напорном канале прямоугольной формы относительно одномерных по пространству возмущений. Задача устойчивости русла решена с использованием аналитической формулы расхода наносов, в которой учтено влияние придонного давления на движение наносов. Получена аналитическая зависимость длин донных волн от гидродинамических параметров потока и диаметра донных частиц. Проведено сравнение полученной зависимости с экспериментальными данными.