Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.02 Акустика мелкого моря

 

Иванов С.А., Либенсон Е.Б. «Характеристики флюктуаций эхосигналов для многолучевого канала в мелком море при различных глубинах антенны гидролокатора и отражателя» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 301-304 (2016)

Представлены результаты оценки характеристик флюктуаций амплитуды откликов согласованного фильтра в многолучевом канале для сложных зондирующих сигналов. Получены зависимости характеристик флуктуаций от разрешающей способности сигналов по времени. Исследования проведены на программном макете для условий мелкого моря при различных глубинах антенны гидролокатора и отражателя на примере летней гидрологии в Белом море.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 301-304 (2016) | Рубрики: 07.01 07.02

 

Григорьев В.А., Петников В.Г. «О соотношении непрерывного и дискретного спектров при модовом описании звукового поля в мелком море» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 21-24 (2016)

На примере мелководного акустического волновода Пекериса с однородным жидким поглощающим дном получены оценки расстояний r от источника, при которых можно пренебречь непрерывным спектром при модовом описании низкочастотного звукового поля. Проведено сравнение двух дискретных представлений поля в водном слое на основе: 1) полного набора нормальных мод, 2) полного набора нормальных мод и квазимод. Показано, что в случае, когда в канале существует хотя бы одна нормальная мода, дополнительный учет квазимод позволяет на порядок приблизить границу применимости указанного представления и установить ее на уровне r≅H, где Н – глубина водного слоя. Получены зависимости вклада непрерывного спектра в полное поле от параметров волновода и найдены условия его минимизации.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 21-24 (2016) | Рубрика: 07.02

 

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «Влияние параметров модельного мелкого моря с 2Б-случайными неоднородностями на энергетические характеристики акустического поля» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 25-28 (2016)

Рассматривается задача о прохождении звукового сигнала среднечастотного диапазона (500–1000 Гц) через среду мелководного волновода с горизонтальным поглощающим дном и двумерными флуктуациями скорости звука. Ранее на основе статистического моделирования был установлен эффект ослабления спадания средней интенсивности поля с расстоянием по сравнению с детерминированным описанием, означающий формирование в водной среде стохастического волновода той или иной фокусирующей силы. В настоящей работе исследуется влияние параметров случайного волновода на данный эффект фокусировки, приводящий в статистическом смысле к лучшему распространению мод.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 25-28 (2016) | Рубрика: 07.02

 

Завольский Н.А., Малеханов А.И., Раевский М.А, Смирнов А.В. «Оценки эффективности протяженных приемных антенн в случайно-неоднородном волноводе мелкого моря» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 32-35 (2016)

Рассматривается влияние статистических эффектов дальнего распространения звукового сигнала в канале мелкого моря на характеристики приемной антенны. Приведены результаты численного моделирования для горизонтальной и вертикальной антенных решеток.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 32-35 (2016) | Рубрики: 07.02 07.19

 

Кацнельсон Б.Г., Малыхин А.Ю. «Горизонтальная рефракция и волны шепчущей галереи в области прибрежного клина с криволинейной границей» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 40-43 (2016)

Рассматривается распространение звукового сигнала в окрестности клина, в том числе если граница (ребро) клина является криволинейным. Показано, что в этом случае могут существовать волн типа шепчущей галереи. Исследуются свойства таких волн.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 40-43 (2016) | Рубрика: 07.02

 

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Ограничения применимости принципа взаимности при измерениях амплитудно-фазовых характеристик векторных полей в мелком море» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 56-59 (2016)

Исследуется принцип взаимности применительно к векторно-скалярным полям в волноводе. Показано, что для вертикальных составляющих колебательной скорости и вектора потока мощности он не выполняется.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 56-59 (2016) | Рубрики: 07.02 07.20

 

Луньков А.А., Летников В.Г., Черноусов А.Д. «Особенности затухания низкочастотного звука в мелком море при развитом поверхностном волнении» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 68-71 (2016)

Продемонстрировано влияние поверхностного волнения на затухание низкочастотных акустических волн в мелком море на небольших (менее чем 100 глубин места) расстояниях от источника звука. Указанное влияние проанализировано для мягкого и жесткого дна, когда скорость звука в дне соответственно меньше или больше скорости звука в водном слое.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 68-71 (2016) | Рубрики: 07.02 07.10

 

Белова Н.И., Кузнецов Г.Н. «Экспериментальное исследование интерференционной и фазовой структуры потока мощности от локальных источников в мелком море» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 154-157 (2016)

В мелком море исследуется интерференционная структура амплитуды и фазы скалярного поля и трех составляющих вектора колебательной скорости и вектора потока мощности. Установлена связь градиентов фазы в горизонтальной и вертикальной плоскости с изменением направления составляющих вектора колебательной скорости и угла возвышения.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 154-157 (2016) | Рубрика: 07.02

 

Веденев А.И., Годин О.А., Гончаров В.В., Заботин Н.А., Сергеев С.Н., Шатравин А.В., Шуруп А.С., Brown M.G. «Восстановление параметров мелкого моря в пассивной томографической схеме по данным эксперимента во Флоридском проливе» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 175-179 (2016)

Исследуются возможности практического применения методов шумовой интерферометрии для восстановления параметров мелкого моря. На базе экспериментальных данных с одиночных гидрофонов, размещённых в придонной области на глубине порядка 100 м на расстоянии порядка 5 км во Флоридском проливе, демонстрируются возможности пассивной лучевой томографии при восстановлении профиля скорости звука и течений. В условиях рассматриваемого эксперимента частотно-временной анализ взаимной корреляционной функции шумов позволяет оценить дисперсионные кривые первых четырех мод, что может быть использовано при построении схем пассивной модовой томографии мелкого моря по данным с одиночных донных гидрофонов.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 175-179 (2016) | Рубрики: 07.02 07.16

 

Веденев А.И., Шатравин А.В., Кочетов О.Ю., Гончаров В.В., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Эксперимент по акустическому зондированию мелкого моря с целью реконструкции параметров среды по активной и пассивной томографической схеме» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 180-183 (2016)

Представлены предварительные результаты проведенного осенью 2015 года на шельфе Черного моря эксперимента, направленного на сравнение возможностей активного и пассивного подходов к восстановлению океанологических свойств среды по характеристикам распространения акустических сигналов и окружающих шумов моря. Приведены результаты реконструкции параметров моря по активной томографической схеме и их сравнение с данными натурных измерений.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 180-183 (2016) | Рубрики: 07.02 07.16

 

Лисютин В.А., Калинюк И.В., Дегтяр А.Д. «О возможности определения акустических характеристик морских осадков в условиях очень мелкого моря по дисперсии широкополосного импульса» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 220-223 (2016)

Условиям «очень мелкого» моря соответствует постоянный профиль скорости звука и толщина промежуточного донного слоя, примерно равная толщине водного. В промежуточном слое неконсолидированных осадков существуют вертикальные градиенты акустических характеристик – скоростей продольных и коэффициента затухания. Кроме того, в морских осадках наблюдается некоторая дисперсия скорости звука. Методами математического экспериментирования исследуется принципиальная возможность определения акустических характеристик осадков по регистрации закона дисперсии нормальных волн в импульсной характеристике волновода. Импульсная характеристика восстанавливается как обратное преобразование Фурье акустического поля, вычисленного в широкой полосе частот. Акустические характеристики осадков вычисляются на основе VGS теории М. Букингема.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 220-223 (2016) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Серебряный А.Н., Lynch J.F., Сабинин К.Д., Newhall A. «Внутренние волны в эксперименте "Shallow Water 2006"» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 254-258 (2016)

Представлен обзор результатов исследований внутренних волн, проведенных во время эксперимента “Sallow Water 2006” на шельфе Атлантического океана.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 254-258 (2016) | Рубрики: 07.02 07.03

 

Белов А.И., Кузнецов Г.Н. «Пеленгование и подавление сигналов от локального источника в мелком море» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 273-276 (2016)

Корреляция поля сигналов, принятых скалярным и горизонтально-ориентированным векторным приемником равна 0.92–0.99; корреляция с сигналом, принятым вертикальным векторным приемником, уменьшается до 0.66–0.85. В скалярном поле выделено 3–5, при использовании вертикальной векторной составляющей – 7–9 мод. Векторно-скалярные приемники пеленгуют с высокой точностью и подавляют сигналы на 20–30 дБ.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 273-276 (2016) | Рубрики: 07.02 07.18

 

Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Хилько А.И. «Адаптивная обработка широкополосных ГА сигналов горизонтальной решеткой при экспериментах в мелком море» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 281-284 (2016)

Приводятся результаты экспериментов по адаптивной к среде частично-когерентной фильтрации широкополосных ГА сигналов горизонтальной решеткой в мелком море. Указанным методом решается задача повышения точности оценки направления на источник.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 281-284 (2016) | Рубрики: 07.02 07.19 07.21

 

Кузнецов Г.Н., Луньков А.А. «Отклик горизонтальной векторно-скалярной антенны в мелком море» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 347-350 (2016)

С применением численного моделирования на базе модовой теории проведена оценка эффективности использования линейной горизонтальной векторно-скалярной антенны для пеленгования широкополосного шумового источника в мелководном акустическом волноводе. Предложен и исследован метод формирования отклика антенны, основанный на накоплении сигнала только в зонах интерференционных максимумов звукового поля с учётом эффективной фазовой скорости. Расчёты выполнены для волновода с постоянной скоростью звука. Показано, что применение разработанного метода наравне с алгоритмом, использующим обработку ковариационной матрицы, повышает контрастность отклика и обеспечивает однозначность пеленгования.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 347-350 (2016) | Рубрики: 07.02 07.19

 

Лисютин В.А., Ластовенко О.Р., Маленко Ж.В. «Преобразованне частоты нормальных волн в импульсной характеристике волновода мелкого моря методом искажения времени» Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 355-358 (2016)

Отклик волновода мелкого моря на короткий импульс давления является его волновой импульсной характеристикой, в которой мгновенная частота сигнала моды изменяется с течением времени в соответствии с законом дисперсии групповой скорости. Рассматривая модель идеального волновода, для закона дисперсии которого известно точное решение для импульсной характеристики, путем замены переменной, «линейное» течение времени преобразуется в «нелинейное». В результате, изменяющиеся с течением времени частоты медовых откликов преобразуются в постоянные. В случае неидеального волновода частота модовых откликов изменяется в ограниченных пределах. Рассматривается возможность коррекции «идеального» оператора искажения времени для случая горизонтально-слоистых волноводов.

Доклады XV школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIX сессией Российского Акустического общества, с. 355-358 (2016) | Рубрика: 07.02

 

Елизарова Т.Г., Сабурин Д.С. «Применение регуляризованных уравнений мелкой воды к моделированию сейшевых колебаний уровня Азовского моря» Математическое моделирование, 29, № 1, с. 45-62 (2017)

В рамках регуляризованных уравнений мелкой воды впервые построена модель, позволяющая осуществлять расчеты течений в масштабах морской акватории. Изложено описание модели и численного алгоритма применительно к топологии и природным особенностям Азовского моря. Приведены результаты расчетов гидродинамических течений при типичных сейшевых колебаниях в Азовском море, возникающих под влиянием нагонных или ветровых воздействий.

Математическое моделирование, 29, № 1, с. 45-62 (2017) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Короченцев В.И., Губко Л.В., Мироненко М.В., Гарасев И.В. «Трёхмерная неоднородная модель в морском клине» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 10, с. 65-79 (2016)

Расчет акустических антенных решёток методом анализа и синтеза в однородных безграничных средах применяется в различных инженерных приложениях и достаточно прост. Для антенн, расположенных в однородных ограниченных объемах алгоритмы расчета значительно сложнее и требуют большего времени вычисления. Если в ограниченном пространстве, типа клина, морская среда неоднородна, то расчет известными (существующими) математическими методами становится очень проблематичным. Предложен математический алгоритм, позволяющий разделить переменные при смешанных граничных условиях. Полученные расчетные формулы основаны на функциях Грина, имеющих угловую зависимость. Эта угловая зависимость позволила выделить участки на границах, имеющих однородную структуру. Возможности алгоритма продемонстрированы на примере анализа поля антенны, расположенной внутри морского клина, имеющего смешанные граничные условия. Время расчета поля внутри морского клина на компьютере средней мощности составило приблизительно 1 минуту. Результаты теоретических расчетов сравнены с реальными морскими экспериментами, которые показали удовлетворительное совпадение. Разработана аналитическая математическая модель, позволяющая рассчитывать акустические поля в неоднородной трехмерной среде. Получены расчетные модели в криволинейной системе координат, которые представляют геодезические линии. Формула, описывающая кривые в ортогональной системе координат, получена в приближении лучевой акустики на основании принципа Ферма. Проведены численные эксперименты, показавшие применимость выведенной трехмерной математической модели для практических расчетов. Результаты расчета для двумерной модели с точностью до 1–2% совпадают с известными стандартными моделями расчета. Подробно рассчитаны варианты распространения инфразвуковых волн, звуковых и ультразвуковых диапазонов. Показано, что время расчета одного варианта практически не зависит от диапазона частот, но определяется количеством слоев, а также размерностью самой математической модели. Рассмотрена возможность учета затухания акустических волн в морской среде. Рассмотренные приближенные методы расчета позволяют проводить инженерные расчеты антенн, расположенных в мелком море.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 10, с. 65-79 (2016) | Рубрика: 07.02

 

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «Особенности энергетической структуры акустических полей в океане с двумерными случайными неоднородностями» Акустический журнал, № 2, с. 158-164 (2017)

Работа посвящена аналитическому изучению и численному моделированию распространения среднечастотного акустического сигнала в среде двумерно-неоднородного случайного мелкого моря. Исследование выполнено методом поперечных сечений (локальных мод). Представлены оригинальные теоретические оценки поведения средней интенсивности акустического поля, показано, что на разных расстояниях особенности поведения потерь при распространении определяется интенсивностью флуктуаций, их горизонтальным масштабом и зависит от исходных регулярных параметров, таких как частота излучения и величина потерь звука в дне. Аналитически установлено, что для рассматриваемых параметров волновода и частоты звука межмодовое взаимодействие имеет локальный характер и оказывает слабое влияние на статистику. Установлено, что конкретный вид пространственного спектра неоднородностей скорости звука для статистических закономерностей интенсивности поля не имеет значения при наблюдении в диапазоне дистанций мелкого моря, представляющих практический интерес. Ключевые слова: случайно-неоднородное мелкое море, флуктуации акустического поля, статистические характеристики. DOI: 10.7868/S0320791917020058

Акустический журнал, № 2, с. 158-164 (2017) | Рубрики: 07.02 07.04 07.21

 

Луньков А.А., Петников В.Г., Черноусов А.Д. «Затухание звука на океанском шельфе на небольших расстояниях от источника в присутствии поверхностного волнения» Акустический журнал, № 2, с. 180-186 (2017)

С использованием численного моделирования проанализировано влияние поверхностного волнения на затухание низкочастотных акустических волн на мелководном океанском шельфе. Акцент сделан на потери при распространении на небольших (менее чем 50 глубин водного слоя) расстояниях от источника звука. Указанное влияние рассмотрено для мягкого и жесткого дна, когда скорость звука в дне соответственно меньше или больше скорости звука в морской воде. Показано, что для корректного прогноза потерь на малой дистанции при наличии шероховатой верхней границы необходимо учитывать взаимодействие и распространяющихся, и “вытекающих” мод. В случае жесткого дна по сравнению с низкоскоростным влияние поверхностного волнения на затухание оказывается наиболее выраженным. Ключевые слова: акустика мелкого моря, распространение звука в случайно-неоднородных средах, ветровое волнение, потери при распространении. DOI: 10.7868/S0320791917010087

Акустический журнал, № 2, с. 180-186 (2017) | Рубрики: 07.02 07.04