Балакин Р.А., Вилков Г.И. «Исследования акустических шумов и характеристик многолучевости в мелководных арктических морях для оптимизации параметров аппаратуры гидроакустической связи» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 11, № 4, с. 17-27 (2018)

Проведены натурные исследования шумов моря и многолучевого распространения акустического сигнала в мелководных арктических морях с дрейфующим ледяным покровом. Цель исследований заключалась в получении количественных оценок уровня и характера шумов моря, а также характеристик многолучевости, необходимых для расчетов гидроакустической аппаратуры связи, предназначенной для контроля и оперативной диагностики технически сложных подводных объектов, таких как добывающие нефтегазовые платформы и трубопроводы. В канале связи использовалась наиболее современная технология передачи данных с ортогональным частотным мультиплексированием OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing), предусматривающая одновременное использование большого числа несущих частот для передачи параллельного двоичного кода, что делает ее оптимальной для сложных условий арктических мелководных морей. Передача параллельного кода с введением некоторой избыточности позволяет обеспечивать высокую скорость передачи данных, максимальную дистанционность и помехоустойчивость. Исследования проводились целенаправленно применительно к использованию технологии OFDM в условиях мелководных арктических морей. Полученные спектральные характеристики шумов моря и количественные оценки многолучевости позволили обосновано выбрать и рассчитать параметры аппаратуры гидроакустической связи с технологией OFDM и обеспечить получение заданных эксплуатационных характеристик в неблагоприятных гидрологических условиях.

Зимин А.В., Свергун Е.И. «Короткопериодные внутренние волны в шельфовых районах Белого, Баренцева и Охотского морей: оценка повторяемости экстремальных высот и динамических эффектов в придонном слое» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 11, № 4, с. 66-72 (2018)

Обсуждаются результаты наблюдений за высотами короткопериодных внутренних волн проводившиеся в летние сезоны 2010–2017 гг. Работы выполнялись в Западной Соловецкой Салме, на границе Бассейна и пролива Горло, в Двинском заливе Белого моря; около остова Харлов, около мыса Териберский в Баренцевом море; около мыса Свободный, над бровкой шельфа около Курильской котловины в Охотском море. Длительность измерений в каждом районе варьировалась от 25 до 80 ч. Установлено, что наибольшую повторяемость везде имеют волны высотой 1–3 м. Интенсивные внутренние волны (высотой более 10 м) регулярно наблюдаются в районах Западной Соловецкой Салмы в Белом море и около мыса Свободный в Охотском море. В предположении о стационарности волнобразующих факторов выполнены оценки вероятности появления экстремальных внутренних волн, которые могут наблюдаться один раз за месяц в течение теплого сезона. Установлено, что интенсивные внутренние волны могут наблюдаться во всех морях, а в Белом и Охотском морях высоты экстремальных волн раз в месяц могут превышать 15 м. Для районов, где регистрируются волны с экстремальными высотами, произведен расчет скорости придонного течения и вариаций придонного давления. Найдено, что вариации придонного давления, вызванные экстремальными внутренними волнами, составляют 120–380 Па, а скорости течения, индуцируемые волнами от 7 до 17 см/с. Соответственно, вариации придонного давления не окажут существенного воздействия на морские сооружения, а течения, связанные с экстремальными внутренними волнами способны размывать илистые и песчаные грунты. Однако, действуя совместно с приливными, такие течения могут способствовать значительному транспорту наносов, что может оказать влияние на устойчивость подводных гидротехнических сооружений.

Козелков А.С., Ефремов В.Р., Дмитриев С.М., Куркин А.А., Пелиновский Е.Н., Тарасова Н.В., Стрелец Д.Ю. «Исследование особенностей всплытия пузырьков воздуха и твердых сфер» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 11, № 4, с. 73-85 (2018)

Представлены результаты численного моделирования всплытия пузырьков и твердых сфер диаметром 1–20 мм в воде. Анализ основан на численном решении полной системы уравнений Навье–Стокса для двухфазной среды в трехмерной постановке неявным способом. Межфазная граница газ–вода автоматически отслеживается методом выделения объемной доли. Движение твердых сфер моделируется с применением методики «Химера». Особое внимание уделено изучению локальных физических характеристик процесса движения. Проводится сравнение средних расчетных скоростей всплытия с экспериментальными данными. Показан периодичный (зигзагообразный или спиралеобразный) характер траектории движущихся пузырьков, связанный с изменением их формы и с формированием за ними характерного турбулентного следа. Получена корреляция скорости всплытия пузырьков с действующими на него силами. Для твердых сфер выявлена тенденция изменения траектории всплытия по мере возрастания числа Галилея.

Шевченко Г.В., Кириллов К.В. «Регистрация инфрагравитационных волн в районе оз. Изменчивое (Юго-восточный Сахалин)» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 11, № 4, с. 86-94 (2018)

Проанализированы материалы инструментальных записей ветрового волнения, полученные в результате проведения натурного эксперимента в районе косы оз. Изменчивое (юго-восточное побережье о. Сахалин), включавшего постановку трех измерителей волнения и уровня АРВ-К10 в июне-октябре 2007 г. В этот период было зарегистрировано несколько штормов, один из которых, имевший место 25–26 сентября, относился к числу экстремальных (значимая высота волны превысила 3.5 м, максимальная высота достигала 6 м). На различных стадиях его развития выявлены диапазоны периодов, на которых сдвиг фаз между расположенными по нормали к берегу станциями S3 и S8 равнялся нулю, что отвечает распространяющимся вдоль берега краевым захваченным волнам. Этим диапазонам (137–186 с и 68–82 с) отвечали участки с линейным изменением фазы между расположенными параллельно линии берега станциями S18 и S8, что позволило оценить скорость распространения длинных волн (1.8 и 1.1 м/с). Соответствующие длины волн составили около 300 и 80 м, что согласуется с характерными квазиритмическими формами берегового рельефа в изучаемом районе. Расстояния между крупными формами (мегафестонами) составляло около 1.2 км, что существенно больше характерных длин краевых волн. В период максимального развития шторма, средняя за 4-часовый интервал амплитуда краевых волн в указанных диапазонах периодов составляла 5.8 и 4.7 см на ближней и 2.5 и 2.1 см на дальней станциях. Оценки скорости частиц для станции S3 составили около 30 и 40 см/с соответственно. Высокие скорости течений, имеющих противоположные направления на расстояниях около 150 и 40 м, являются причиной формирования чередующихся зон размыва и аккумуляции наносов.