Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.14 Акустика морских осадков, ледяного покрова, подводная сейсмоакустика

 

Цхоидзе А.В. Распространение акустических волн на океаническом шельфе в присутствии температурных фронтов и внутренних волн (2008)

Содержание: Глава 1. Теоретические основы распространения сложного акустического сигнала на океаническом шельфе; Глава 2. Распространение сигнала в присутствии температурного фронта; Глава 3. Распространение сигнала в присутствии интенсивных внутренних волн; Глава 4. Сравнение теоретических расчетов с результатами эксперимента Shallo water.

Распространение акустических волн на океаническом шельфе в присутствии температурных фронтов и внутренних волн (2008) | Рубрики: 07.03 07.14

 

Бачинский К.В. «Аппаратно-программный комплекс для повышения точности измерений профиля морского дна» Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 61 Международной молодежной научно-технической конференции, посвященной 200-летию со дня рождения Г.И. Невельского, Владивосток, 21–22 нояб., 2013. Т. 1, с. 158-162 (2013)

Представлен способ определения ошибки регистрации сигналов эхолота от дна, связанной с вертикальной качкой судна с помощью MEMS акселерометра. Целью измерений, проводимых лабораторией акустической океанографии, является получение качественных и количественных оценок вклада отдельных геоморфологических и гидрофизических характеристик исследуемого района в пространственно-временную изменчивость акустических сигналов. Одним из компонент системы является 2-х частотный эхолот для получения данных о профиле дна. Данные эхолотных промеров и геоморфологических проб используются для создания объемной модели района, прилегающего к исследуемой трассе с учетом параметров дна. Приведена схема, показывающая взаимосвязь гидрологических параметров и результатов промеров дна. Данные, полученные при интерпретации эхограмм, настолько информативны, что проведение мониторинга по общей схеме без включения таких измерений нецелесообразно.

Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 61 Международной молодежной научно-технической конференции, посвященной 200-летию со дня рождения Г.И. Невельского, Владивосток, 21–22 нояб., 2013. Т. 1, с. 158-162 (2013) | Рубрика: 07.14

 

Коровецкий Д.А. «БПЛА [беспилотный летающий аппарат] для арктического региона» Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 63 Международной молодежной научно-технической конференции, Владивосток, 17–20 нояб., 2015. Т. 1, с. 259-261 (2015). 356 с.

Согласно общемировой практике, в 90% случаях суда попадают в ледовый плен из-за невозможности оценки параметров ледовых полей лежащих на пути следования. В предлагаемом способе планируется использовать беспилотный аппарат типа октокоптер, на котором установлены аппаратно-программные комплексы (АПК) для измерения параметров ледовых полей и визуального мониторинга ледовой обстановки вокруг судна. Главным преимуществом предлагаемого способа является дешевизна в закупке и использовании по сравнению с пилотируемыми аппаратами. Способ обеспечивает требуемую точность и скорость измерений. А также способ позволяет исключить угрозу человеческой жизни при вылетах на пилотируемых вертолётах. На борту БПЛА установлен АПК, а именно прибор для измерения толщины льда ультразвуковым методом. Измерения проводятся при посадке аппарата на лед, для обеспечения непосредственного контакта с ним акустической антенны. Принята традиционная схема зондирования короткими акустическими импульсами с высокочастотным заполнением. При этом измеряется время пробега акустического импульса от верхней поверхности льда, к нижней и обратно.

Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 63 Международной молодежной научно-технической конференции, Владивосток, 17–20 нояб., 2015. Т. 1, с. 259-261 (2015). 356 с. | Рубрика: 07.14

 

Спиридонов В.И., Юнаева Т.Д., Громашева О.С. «Разработка, настройка и установка информационной системы для работы с базой данных сейсмоакустико-гидрофизического комплекса для измерения вариаций параметров геосфер» Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 65 Международной молодежной научно-технической конференции, Владивосток, 27–30 нояб., 2017., с. 252-257 (2017)

Рассмотрена проблема работы с большим объемом показаний измерений вариаций параметров геосфер. В качестве решения данной задачи предложена информационная система, основанная на работе с базой данных. Продукт представляет собой программу, обладающую функциями авторизации пользователя, отображения, обновления и добавления информации. Ключевые слова: физика геосфер, сейсмоакустико-гидрофизический комплекс, информационная система, база данных, VPN.

Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 65 Международной молодежной научно-технической конференции, Владивосток, 27–30 нояб., 2017., с. 252-257 (2017) | Рубрики: 07.14 07.18

 

Шахмоведев Д.А. «Снижение вязкости нефти и высоковязких нефтепродуктов под воздействием термоакустического поля в низкотемпературных условиях Арктики» Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 65 Международной молодежной научно-технической конференции, Владивосток, 27–30 нояб., 2017., с. 448-450 (2017)

Представлен способ снижения вязкости нефти и высоковязких нефтепродуктов в условиях Арктики под воздействием термоакустического поля, как более экологически чистый по сравнению с традиционным тепловым разогревом. Ключевые слова: Арктика, вязкость нефти, термоакустическое поле, экология Арктики, нефть и нефтепродукты.

Молодежь. Наука. Инновации: Сборник докладов 65 Международной молодежной научно-технической конференции, Владивосток, 27–30 нояб., 2017., с. 448-450 (2017) | Рубрики: 07.14 09.09

 

Кацнельсон Б.Г. Распространение и рассеяние низкочастотного звука на морском шельфе (2011)

Сформулирована модель нерегулярного мелководного акустического волновода и теория дальнего (5–500 км) распространения низкочастотного звука в таком волноводе с учетом одновременного влияния взаимодействия мод и горизонтальной рефракции. Разработана и апробирована методика определения усредненных параметров мелководного волновода на основе сравнения экспериментальных данных и результатов расчетов акустических полей на океанском шельфе. Развита теория распространения звука в мелком море в нерегулярном волноводе с поглощающим дном и случайными неоднородностями. Рассмотрено влияние потерь в дне на спектр интенсивности низкочастотных акустических шумов в мелком море. Проанализировано влияние мезомасштабных неоднородностей (интенсивных нелинейных внутренних волн и температурного фронта) в мелком море. Установлено, в частности, что указанные неоднородности могут приводить к существенному перераспределению звукового поля в горизонтальной плоскости, зависящее от номера моды и частоты звука. Показано и проанализировано, при каких условиях, при распространении звуковых сигналов, пересекающих пакеты нелинейных внутренних волн, может иметь место частотно-зависимое аномальное затухание звука. Разработана теория, объясняющая наблюдаемые в эксперименте пространственно-временные флуктуации звукового поля в присутствие внутренних солитонов. Развита теория рассеяния звука в волноводе на локализованной неоднородности вне рамок метода ВКБ.

Распространение и рассеяние низкочастотного звука на морском шельфе (2011) | Рубрика: 07.14

 

Коротченко Р.А. Информационная система для сбора и обработки гидроакустических данных на морском шельфе (2007)

Содержание: Глава 1. Информационная модель гидроакустических исследований на шельфе: Глава 2. Подсистемы статистического анализа и моделирования; Глава 3. Акустический мониторинг шельфовых зон Японского и Охотского морей.

Информационная система для сбора и обработки гидроакустических данных на морском шельфе (2007) | Рубрика: 07.14

 

Ларионов И.А. Акустическая эмиссия деформаций осадочных пород (2008)

Впервые выполнены одновременные акустические и деформационные измерения в осадочных породах, для проведения этих работ был создан уникальный комплекс деформационных и акустических наблюдений с автоматизированной системой сбора и обработки данных. Выполнены исследования геоакустических сигналов в спокойные периоды и на этапах подготовки сейсмических событий, а также во время самих землетрясений. Показана связь интенсивности акустической эмиссии со скоростью деформаций. Исследована эффективность генерации акустических сигналов в осадочных породах в условиях деформационных изменений. Определены авто и кросскорреляционные функции акустических сигналов и показаний деформографа, которые позволяют делать выводы о волновом характере деформационных процессов.

Акустическая эмиссия деформаций осадочных пород (2008) | Рубрики: 07.14 09.02 14.04

 

Луньков А.А. Интерференционная структура низкочастотного звукового поля на океанском шельфе (2012)

Изучена интерференционная структура звукового поля в мелководном волноводе с пространственно-временной изменчивостью посредством обращения времени и волнового фронта, Исследованы возможности восстановления параметров различных возмущений по смещениям интерференционных максимумов в частотной области. 1. Численным моделированием установлено, что фоновые внутренние волны и ветровое поверхностное волнение приводят к изменению на несколько децибел средних потерь при дальнем распространении низкочастотного звука по сравнению с невозмущённым волноводом. 2. Показано, что качество фокусировки временным обращением волн при использовании одиночного обращающего элемента близко к максимальному для звуковых сигналов с относительной шириной полосы частот не менее нескольких десятков процентов. Для эффективной фокусировки квазигармонических сигналов следует применять вертикальные антенны, перегораживающие весь волновод, причём расстояние между их элементами не должно превышать половины вертикального размера фокусного пятна. 3. В численных экспериментах продемонстрировано, что при временном обращении поверхностные волны приводят в первую очередь к увеличению горизонтальных размеров фокусного пятна. Фоновые внутренние волны определяют азимутальный угловой размер области фокусировки и могут полностью разрушить фокусное пятно за время их корреляции. 4. Предложены и апробированы алгоритмы повышения устойчивости фокусировки в присутствии фоновых внутренних волн, основанные на адаптивной обработке сигналов от пробного источника, а также на обращении звукового поля, сформированного только из донных волноводных мод. 5. Получены статистические оценки флуктуаций фазы сфокусированного квазигармонического звукового поля в присутствии короткопериодных (<1 ч) фоновых внутренних волн и ветрового волнения. Показано, что в фокусном пятне эти флуктуации минимальны. Определены минимальные вариации длины стационарной акустической трассы, которые можно зарегистрировать фазовыми методами. 6. Развита корреляционная теория частотных смещений интерференционной структуры звукового поля в случайно-неоднородном мелководно м акустическом волноводе. Установлена связь между временны м спектром частотных смещений и пространственно-временным спектром флуктуаций дисперсионной характеристики волновода. 7. Предложена и апробирована на основе данных натурного эксперимента Shallow Water ’06 методика одновременного восстановления интегральных характеристик баротропного и бароклинного приливов по измерениям частотных смещений интерференционной структуры, отвечающих различным группам волноводных мод.

Интерференционная структура низкочастотного звукового поля на океанском шельфе (2012) | Рубрика: 07.14

 

Покровский Ю.О. Разработка и исследование методов измерения координат объектов в толще донных осадков с помощью сверхширокополосных гидроакустических сигналов (2007)

Содержание: Анализ проблемы поиска неподвижных объектов малых размеров, расположенных в толще осадков. выбор направления исследований; Математические модели сверхширокополосных сигналов; Преобразования сверхширокополосных сигналов в гидроакустическом канале; Измерение координат малоразмерных объектов, погруженных в осадки; Разрешение сверхширокополосных эхосигналов

Разработка и исследование методов измерения координат объектов в толще донных осадков с помощью сверхширокополосных гидроакустических сигналов (2007) | Рубрика: 07.14

 

Фоменко В.А. Исследование рассеяния звука глубоководными рудными скоплениями Мирового океана и разработка методики их обнаружения гидролокатором бокового обзора дальнего действия (2008)

Впервые, на экспериментальной основе, в диапазоне частот от 4 до 12 кГц, были выявлены резонансные свойства, установлены амплитудно-частотные и угловые зависимости рассеяния звука одиночными сферической и эллипсоидной формами железомарганцевых конкреций (ЖМК), а также моделями скоплений ЖМК. Теоретически обосновано применение сложных сигналов в методе гидролокаторов бокового обзора (ГБО) дальнего действия (ДД). Получены аналитические выражения рассеяния звука скоплениями ЖМК в их естественном залегании при нормальном и наклонном зондировании. Разработан принцип построения ГБО ДД для обнаружения глубоководных рудных скоплений кобальтомарганцевых корок (КМК), глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС), ЖМК. Разработан метод классификации типов глубоководных скоплений (КМК, ГПС, ЖМК) по их акустическим и геоморфологическим характеристикам путем интерпретации материалов ГБО ДД.

Исследование рассеяния звука глубоководными рудными скоплениями Мирового океана и разработка методики их обнаружения гидролокатором бокового обзора дальнего действия (2008) | Рубрики: 07.14 09.08

 

Королев Ю.П., Лоскутов А.В. «О достоверном оперативном прогнозе цунами» Проблемы анализа риска, 15, № 1, с. 26-33 (2018)

Одним из негативных факторов, влияющих на нормальное функционирование муниципальных образований на побережье Дальнего Востока, являются ложные тревоги цунами. К настоящему времени из общего числа тревог ложные составляют не менее 75%. Ложные тревоги наносят ущерб, связанный с остановкой производства, другой деятельности в прибрежной зоне, эвакуацией населения, выводом судов в открытое море. Проблема заключается в том, чтобы службы предупреждения о цунами объявляли тревоги с разумной заблаговременностью только в тех пунктах, в которых цунами представляет реальную опасность, и сопровождали информацией о времени прихода первой, максимальной волны, их амплитудах, а также об ожидаемом времени окончания цунами. Целью работы являлось исследование возможности заблаговременного прогноза цунами вблизи побережья по данным глубоководных донных станций, расположенных в открытом океане, без привлечения детальной сейсмологической информации о землетрясениях. В численном эксперименте моделировался процесс оперативного прогнозирования Симуширских цунами 2006 и 2007 гг. вблизи побережья Курильских островов и о. Хоккайдо. Для расчета волновых форм цунами вблизи побережья применялся способ оперативного прогноза цунами, позволяющий по данным о цунами в открытом океане в режиме реального времени с достаточной заблаговременностью рассчитывать волновую форму цунами в заданных пунктах побережья. Показано, что возможен заблаговременный (за 0,5–1,5 часа до прихода первой волны)прогноз цунами 2006 и 2007 гг. для северных и южных Курильских островов. Способ может стать инструментом, который позволит существенно уменьшить количество ложных тревог.

Проблемы анализа риска, 15, № 1, с. 26-33 (2018) | Рубрики: 07.14 09.06

 

Миллер А.Б., Миллер Б.М. «Определение скорости АНПА при помощи акустического зондирования профиля дна» Информационные процессы, 17, № 3, с. 165-171 (2017)

Предложен алгоритм измерения скорости АНПА (автономного необитаемого подводного аппарата), основанный на измерении дальности при помощи акустического зондирования. Главным преимуществом алгоритма является то, что он дает абсолютную скорость АНПА относительно дна в отличие от общих подходов, которые обычно дают скорость относительно воды. Этот подход может служить дополнительным инструментом коррекции при комплексировании данных, полученных современными датчиками скорости, такими как доплеровский лаг и другими.

Информационные процессы, 17, № 3, с. 165-171 (2017) | Рубрика: 07.14

 

Миллер А.Б., Миллер Б.М. «О навигации АНПА на основе акустического зондирования профиля дна» Информационные процессы, 17, № 4, с. 258-263 (2017)

На основе алгоритма определения скорости АНПА (автономного необитаемого подводного аппарата) с помощью акустического зондирования профиля дна, предлагается метод определения текущего положения АНПА. Метод использует измерение скорости как дополнительный датчик абсолютной скорости, данные которого используются совместно с ИНС (инерциальной навигационной системой), как входные данные фильтра, определяющего положение АНПА.

Информационные процессы, 17, № 4, с. 258-263 (2017) | Рубрика: 07.14

 

Хаяши К., Марчук А.Г., Важенин А.П. «Генерирующие граничные условия для расчёта распространения цунами на последовательности вложенных сеток» Сибирский журнал вычислительной математики, 21, № 3, с. 315-331 (2018)

Анализируются граничные условия, которые применяются при численном моделировании процессов генерации и распространения волн цунами в различных случаях. Особое внимание уделяется генерирующим граничным условиям, которые позволяют легко генерировать волну с заданными характеристиками (амплитуда, период и, вообще, форма сигнала или мареограмма). Ввиду того что в распространяющейся волне цунами скорость водного потока однозначно определяется высотой волны и глубиной, можно путём принудительного изменения уровня водной поверхности в граничных узлах расчётной сетки и заданием компонент скорости водного потока получить волну, распространяющуюся от границы внутрь области. При помощи такого приёма реализован численный расчёт распространения цунами от очага до берега на последовательности сгущающихся сеток. В этом вычислительном эксперименте параметры волны цунами из области в подобласть передаются именно через граничные условия. Ещё таким способом можно модельным источником малого размера генерировать очень длинную волну цунами, в частности такую волну, которая на заданной линии имеет определённый профиль. Иногда такое требуется при тестировании численных методов расчёта цунами.

Сибирский журнал вычислительной математики, 21, № 3, с. 315-331 (2018) | Рубрики: 07.14 09.07

 

Шрейдер А.А., Шрейдер А.А., Клюев М.С., Сажнева А.Э., Бреховских А.Л., Ольховский С.В., Захаров Е.В., Чижиков В.В., Евсенко Е.И., Ракитин И.Я., Гринберг О.В. «Особенности технологии использования параметрических гидроакустических средств для поиска, идентификации и мониторинга объектов в придонном слое» Процессы в геосредах, № 2, с. 920-927 (2018)

Рассматриваются вопросы технологии геоэкологических исследований методом параметрического профилирования на примере шельфовых областей Черного моря. По результатам натурных работ по изучению объектов лежащих на дне, находящихся в примыкающем слое воды и захороненных в приповерхностных осадках делается вывод об адекватности и эффективности основ используемой технологии.

Процессы в геосредах, № 2, с. 920-927 (2018) | Рубрики: 07.14 07.18

 

Базыкина А.Ю., Фомин В.В. «Характеристика волн цунами в прибрежной зоне Черного моря по результатам численного моделирования» Процессы в геосредах, № 3S, с. 195-196 (2018)

Ключевые слова: численное моделирование, волны цунами, накат волн на берег, цунамиопасность Черноморского побережья

Процессы в геосредах, № 3S, с. 195-196 (2018) | Рубрики: 07.14 09.07

 

Анисимкин В.И., Воронова Н.В., Кузнецова А.С., Осипенко В.А. «Оптимизация характеристик акустоэлектронных устройств, основанных на тонких пьезоэлектрических пластинах» Радиотехника, № 7, с. 146-148 (2018)

Представлен новый метод оптимизации рабочих характеристик акустоэлектронных устройств, основанный на нанесении пьезоэлектрической пленки одного материала на пластину другого. На примере структуры пленка AlN/пластина B12GeO20 показано, что с помощью такого метода рабочие частоты, связанные со скоростями распространения акустических волн, и вносимые потери, связанные с их коэффициентами электромеханической связи, могут как увеличиваться, так и уменьшаться в зависимости от толщины пленки, номера волны и конфигурации встречно-штыревых преобразователей.

Радиотехника, № 7, с. 146-148 (2018) | Рубрика: 07.14

 

Калинина В.И., Смирнов И.П., Хилько А.И., Хилько А.А. «Восстановление параметров морского дна при когерентном сейсмоакустическом зондировании. III. Накопление сигналов и подавление шумов» Акустический журнал, 65, № 1, с. 10-21 (2019)

Исследуются методы и алгоритмы накопления сигналов и подавления шумов, позволяющие повысить точность и устойчивость реконструкции геоакустических параметров при послойной реконструкции донных слоев с использованием параметрических моделей формирования сигналов, отраженных от упругого слоистого полупространства при когерентном импульсном зондировании дна морского шельфа. Приводятся результаты анализа эффективности предлагаемых алгоритмов, выполненного методом численного стохастического моделирования.

Акустический журнал, 65, № 1, с. 10-21 (2019) | Рубрики: 07.14 12.04

 

Чупин В.А. Закономерности трансформации гидроакустических и сейсмоакустических волн на границе "вода–упругая среда (2009)

Содержание: Глава 1. Анализ современного состояния изучения волновых полей, образованных различными типами гидроакустического излучения; Глава 2. Экспериментальный комплекс; Глава 3. Экспериментальные и теоретические исследования преобразования гидроакустической энергии в сейсмоакустическую энергию; Глава 4. Экспериментальные и теоретические исследования преобразования сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию.

Закономерности трансформации гидроакустических и сейсмоакустических волн на границе "вода–упругая среда (2009) | Рубрики: 04.10 07.14