Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.02 Акустика мелкого моря

 

Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «Модуляция звукового поля пограничных волн внутренними волнами в переходной зоне шельф–глубокое море» Подводные исследования и робототехника, № 3, с. 39-46 (2019)

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния внутренних волн на интерференционную структуру звукового поля, сформированного пограничными волнами Рэлея–Шолте в переходной зоне шельф–глубокое море. Это влияние проявляется в периодической модуляции частоты максимума спектральной плотности мощности на сонограммах звукового поля, зарегистрированных комбинированным приемником, в инфразвуковом диапазоне частот, причем амплитуда модуляции пропорциональна частоте. Анализируется зависимость периода модуляции от взаимного расположения приемных модулей, шумящего судна, формирующего звуковое поле дискретными составляющими вально-лопастного звукоряда, и предполагаемого направления распространения внутренних волн. Отмечено, что наибольшее влияние внутренние волны оказывают на структуру вихревой составляющей вектора интенсивности.

Подводные исследования и робототехника, № 3, с. 39-46 (2019) | Рубрики: 07.01 07.02

 

Kudinov Danil S., Maykov Oleg A., Balandin Pavel V. «Physical basis of quasi-optimal seismoacoustic pulse generating for geophysical prospecting in shallow water and transit zones. Part 1. Theoretical foundations» Журнал Сибирского Федерального университета. Математика и физика, 12, № 6, с. 747-755 (2019)

Несмотря на развитие альтернативной энергетики, углеводородное сырье является одним из важнейших энергетических ресурсов во всем мире. Открытие новых месторождений по-прежнему актуальная задача. Средне- и долгосрочные перспективы развития сейсморазведки принято связывать с освоением континентального шельфа, в частности арктического. Также большой сырьевой потенциал сегодня ожидается от малоизученных территорий, расположенных на арктическом побережье РФ, рифовых зонах государств персидского залива, а также в транзитной и мелководной зоне (на глубине до 10 м). В статье исследуются теоретические аспекты возбуждения сейсмоакустических (СА) волн в водной среде, рассматриваются проблемы аппаратурной реализации принципиально нового источника сейсмических колебаний, способного работать на акватории, в приливно-отливной и береговой зонах, т.е. производить непрерывное сейсмическое профилирование с акватории на сушу.

Журнал Сибирского Федерального университета. Математика и физика, 12, № 6, с. 747-755 (2019) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Kudinov D.S., Maykov O.A., Balandin P.V. «Physical basis of quasi-optimal seismoacoustic pulse generating for geophysical prospecting in shallow water and transit zones. Part 2. The layout of aqueous seismic source and the results of experiments» Журнал Сибирского Федерального университета. Математика и физика, 13, № 1, с. 71-78 (2020)

Дается научное обоснование разработанной конструкции сейсмоисточника (СИ). Оценивается эффективность двухполярного возбуждения водной среды СИ в сравнении с известными водными импульсными источниками серии «Енисей». Приводятся результаты моделирования влияния гидродинамического сопротивления среды СА воздействию, а также формирования «присоединенной массы». Результаты получены на основе разработанной математической модели движения излучающей поверхности. На основе проведенных опытных работ сделан сравнительный анализ энергетической эффективности работы макета СИ и серийного образца водного СИ ВЭМ-50 модельного ряда «Енисей». Экспериментальные результаты получены на геофизической скважине учебно-испытательного полигона Сибирского федерального университета.

Журнал Сибирского Федерального университета. Математика и физика, 13, № 1, с. 71-78 (2020) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Гончаренко Б.И., Медведева Е.В., Шуруп А.С. «Особенности формирования скалярно-векторных характеристик звукового поля в мелком пресном водоеме в летний период и зимой при наличии ледового покрова» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010105-1_-2010105-4 (2020)

Обсуждаются результаты двух экспериментов по измерений векторно-фазовой структуры акустического поля на гидроакустическом полигоне МГУ в акватории Клязьминского водохранилища в зимний и летний периоды. Для регистрации звукового давления и трех взаимно ортогональных составляющих колебательной скорости использовались установленные на дно акватории автономные станции, содержащие векторные приемники и приемники звукового давления. Источником шумового сигнала летом являлось судно, проходящее вблизи точек расположения станций. На основе экспериментальных данных рассчитаны зависимости спадания относительных уровней различных составляющих звукового поля от расстояния до источника. Демонстрируется возможность регистрации сигнала воздушного движущегося шумового источника (пассажирский самолет), донными станциями в условиях рассматриваемого эксперимента. Для зимних условий при наличии ледового покрова выявлена пространственная анизотропия естественных шумов акватории.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010105-1_-2010105-4 (2020) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Шуруп А.С. «Сейсмоакустическая модовая томография осадков, водной толщи и льда мелкого моря» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2011002-1_-2011002-4 (2020)

Представлены результаты натурных испытаний в ледовых условиях Ладожского озера морских сейсморазведочных излучателей и площадной измерительной сейсмоакустической системы на основе автономных буёв вмораживаемого типа. Демонстрируется возможность выделения в принимаемом сигнале отдельных нормальных мод, распространяющихся в слоистой системе «ледовый покров–водный слой–осадочный слой–упругое полупространство». Рассматривается схема совместной томографической оценки характеристик дна, водного слоя и ледового покрова.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2011002-1_-2011002-4 (2020) | Рубрики: 07.02 07.16 12.06

 

Бычков А.Е., Грязнова И.Ю., Дерябин М.С., Курин В.В., Хилько А.И. «Физическое моделирование распространения звука в шельфовой зоне Мирового океана» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2011401-1_-2011401-4 (2020)

Целью работы являлось исследование вертикальной структуры коротких модовых импульсов вблизи критических толщин волноводов постоянной и переменной глубины с различными моделями дна. В ходе работы было теоретически получено выражение критерия разрешимости для коротких модовых импульсов в волноводах постоянной глубины с различными типами дна. Получена формула оптимального расстояния разрешения последовательных модовых импульсов, приходящих в точку приема сигнала, в зависимости от параметров излучаемого сигнала и параметров самого волновода. На основе теоретически полученных результатов разработана математическая модель распространения коротких модовых импульсов в волноводах постоянной и переменной глубины. Получена теоретическая модель для расчета огибающей акустического радиоимпульса в волноводе переменной глубины с различными типами дна. Данная модель численно описывает распространение сигнала, в ходе которого происходит разделение излучаемого короткого сигнала на импульсы по отдельным модам, связанное с межмодовой дисперсией, и уширение импульса на каждой моде из-за влияния внутримодовой частотной дисперсии. В ходе экспериментальной части работы проведено измерение амплитуды сигнала от времени на трассах различной длины при фиксированном заглублении приемника, также определялась длительность излученного сигнала на приемнике. Проведено измерение амплитуды принимаемых последовательных модовых импульсов при различных заглублениях приемника.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2011401-1_-2011401-4 (2020) | Рубрики: 07.02 07.16

 

Дмитриев К.В., Липавский А.С., Панков И.А., Сергеев С.Н. «Эксперимент по выявлению модового состава прибрежного волновода на арктическом шельфе» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 1, с. 110-113 (2020)

Предложен подход к выделению мод волновода, образованного в мелком водоеме или шельфовой зоне. Параметры распространяющихся мод определяются из взаимной корреляционной функции ЛЧМ-посылки и принятого сигнала методом согласованной обработки. Проведено экспериментальное выделение мод волновода, образованного дном и поверхностью арктического шельфа.

Известия РАН. Серия физическая, 84, № 1, с. 110-113 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Гончаренко Б.И., Дмитриев К.В., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Теоретические и экспериментальные исследования схемы мониторинга мелких морей гидроакустическими методами» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 777-782 (2020)

Рассматриваются различные подходы к созданию гидроакустических систем мониторинга параметров мелководных морей, преимущественно арктического шельфа. Оптимальной с точки зрения затрат на практическую реализацию и обработку данных является использование схемы пассивной модовой томографии с использованием одиночных приемников.

Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 777-782 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Есипов И.Б., Попов О.Е. «Роль дисперсии скорости звука в повышении эффективности параметрической антенны в мелководном волноводе» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 783-789 (2020)

Рассматривается возможность повышения эффективности параметрической антенны при возбуждении акустических мод мелководного морского волновода. Показано, что при специальном выборе режима частотной модуляции может происходить полное сжатие распространяющихся в мелком море акустических сигналов с соответствующим ростом их интенсивности. Приведены результаты экспериментального исследования этого эффекта при распространении широкополосного акустического сигнала параметрической антенны в мелком море.

Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 783-789 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Шуруп А.С. «Исследование возможностей пассивной томографической реконструкции параметров мелкого моря по данным натурных измерений на поверхности льда» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 815-818 (2020)

Обсуждаются результаты натурного эксперимента в ледовых условиях по приему наведенных сейсмоакустических волн. В эксперименте использовалась расположенная на поверхности льда площадная измерительная система, отдельные элементы которой представляли собой автономные низкочастотные геогидроакустические буи. Анализируются данные продолжительных измерений фонового шума с целью исследования возможности применения пассивных сейсмоакустических методов реконструкции параметров мелкого моря.

Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 815-818 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Голов А.А., Моргунов Ю.Н., Сорокин М.А., Петров П.С. «Результаты экспериментальных и теоретических исследований распространения импульсных сигналов в мелком море вдоль кромки континентального шельфа» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 36-41 (2020)

Анализируются результаты натурного эксперимента по распространению импульсных акустических сигналов на шельфе Японского моря в осенне-летний период 2018 г. Цель эксперимента состояла в определении времён прихода и эффективных скоростей распространения сигналов вдоль акустической трассы, ориентированной вдоль кромки шельфа. В ходе теоретического анализа и моделирования распространения звука для условий эксперимента разработана методика прогноза эффективных скоростей распространения импульсных сигналов на большие расстояния в мелком море. Методика основана на усреднении групповых скоростей первой модальной компоненты сигнала по всей трассе.

Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 36-41 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Фищенко В.К., Зимин П.С., Зацерковный А.В., Суботэ А.Е., Голик А.В., Гончарова А.А. «Системы стационарного подводного видеонаблюдения прибрежных акваторий» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 60-71 (2020)

В Тихоокеанском океанологическом институте (ТОИ) ДВО РАН с 2012 г. ведутся разработки и исследования возможностей технологий стационарного подводного видеонаблюдения. Развернуты 3 подводных комплекса: два в бухте Алексеева (о-в. Попова) и один в бухте Витязь (зал. Посьета). К настоящему времени накоплены значительные объемы информации в виде моментальных снимков и видеозаписей подводных сцен. Разработаны интерфейсы для предоставления этой информации пользователям по каналам сети Интернет. Разработаны технологии поддержки работы территориально разнесенных экспертов, составляющих биологические описания видеоматериалов, подобных тем, которые разрабатываются в ведущих зарубежных организациях по морской биологии. Разработаны и апробированы методики оценивания по видеоинформации параметров жизнедеятельности некоторых видов морских гидробионтов. Благодаря непрерывности наблюдения зафиксировано нескольких редких случаев, представляющих интерес для морских биологов. Разработаны и апробированы методики оценивания гидрологических характеристик среды на основе анализа видеотрансляций с подводных камер. Эти результаты представляются важными в контексте сопровождения наблюдений за жизнедеятельностью морской биоты данными о внешних условиях, в которых она происходит. Продемонстрирована возможность использования звукового канала камер для регистрации и анализа акустических шумов от морских судов. Продемонстрирована возможность применения подводных видеокомплексов для организации экспериментов по изучению реакции морских гидробионтов на воздействие целенаправленных физических сигналов.

Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 60-71 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Глебова Г.М., Кузнецов Г.Н. «Потенциальная точность оценки направленности излучения протяженного источника с использованием векторно-скалярной антенны» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010301-1_-2010301-6 (2020)

Исследуется потенциальная точность оценки направленности излучения протяженным источником, акустическая модель которого представляется совокупностью распределенных вдоль апертуры и одновременно излучающих элементарных источников монопольного типа. Задаются исходное распределение звуковой энергии вдоль апертуры и корреляционные характеристики источников. Предполагается, что протяженный источник движется параллельно векторно-скалярной антенне (ВСА), которая регистрирует интерференционное поле на фоне шумов моря. Расчет погрешности оценки параметров выполняется с использованием скалярных, векторно-скалярных и потоковых компонент. Показано, что в мелком или глубоком море суперпозиция малошумных источников, параметры которых были вычислены при решении обратной задачи в волноводе, достаточно точно формирует поле, эквивалентное полю от протяженного многоэлементного источника с заданными параметрами, но наименьшие погрешности получены при использовании векторно-скалярной или потоковой обработки.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010301-1_-2010301-6 (2020) | Рубрики: 04.11 07.02

 

Драченко В.Н., Кузнецов Г.Н., Михнюк А.Н. «Оценка координат движущегося источника с использованием векторно-скалярной антенны» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010302-1_-2010302-5 (2020)

Приведены и обсуждаются экспериментальные результаты обнаружения и оценки координат стационарного и движущегося по сложной траектории широкополосного источника. Эксперименты выполнены в мелком море. Согласованная фильтрация производилась с использованием лучевой модели волновода. Установлено хорошее согласие полученных экспериментально оценок и исходных данных.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010302-1_-2010302-5 (2020) | Рубрики: 04.11 07.02 07.19