Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.16 Акустические измерения параметров океана, дистанционное зондирование, обратные задачи, акустическая томография

 

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

 

Badiey M., Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A. «Interferometry of hydrodynamics of oceanic shelf caused by intensive internal waves» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 13, № 1, с. 45-55 (2020)

Представлены результаты интерферометрической обработки данных крупномасштабного океанографического эксперимента SWARM-95 на побережье Нью-Джерси. В ходе эксперимента была проведена детальная регистрация гидродинамики водных слоев с помощью разработанной системы океанографических сенсоров (CTD). Данная система позволила выполнить океанографические съемки интенсивных внутренних волн с высоким разрешением, используя как заякоренные, так и буксируемые сенсоры. Акустическая составляющая эксперимента SWARM-95 проводилась с использованием двух стационарных акустических трасс, ориентированных под разными углами к фронту интенсивных внутренних волн. Интенсивные внутренние волны в эксперименте приводили к значительным акустическим эффектам, обусловленным рефракцией модовых лучей в горизонтальной плоскости и взаимодействием вертикальных мод. В работе показано, что в результате голографической обработки интерференционной структуры поля в точке приема формируются две отдельные группы спектральных пятен. Первый набор спектральных пятен соответствует звуковому полю в невозмущенном волноводе. Второй набор спектральных пятен соответствует гидродинамическому возмущению звукового поля интенсивными внутренними волнами. Данный эффект наблюдается для обеих акустических трасс эксперимента. Показано, что интерференционная структура звукового поля в невозмущенном волноводе и его гидродинамическое возмущение восстанавливаются отдельно путем фильтрации спектральных пятен в области голограммы. В работе продемонстрированно восстановление передаточной функция невозмущенного волновода и временная изменчивость гидродинамики океанской среды.

Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 13, № 1, с. 45-55 (2020) | Рубрики: 07.16 07.21

 

Красулин О.С., Шуруп А.С. «Численное решение трехмерной задачи адиабатической модовой томографии океана на основе функционально-аналитического алгоритма» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 2, с. 289-294 (2020)

Численно реализована схема решения обратной задачи акустического рассеяния в океаническом волноводе для модового описания акустического поля. В основу решения положен функционально-аналитический алгоритм Новикова–Сантацесариа. Для восстановления трехмерных неоднородностей использован метод разложения по ортогональным эмпирическим функциям Карунена–Лоэва.

Известия РАН. Серия физическая, 84, № 2, с. 289-294 (2020) | Рубрика: 07.16

 

Долгих Г.И., Будрин С.С., Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Пивоваров А.А., Плотников А.А., Самченко А.Н., Чупин В.А., Швец В.А., Швырёв А.Н., Яковенко С.В., Ярощук И.О. «Томография морской земной коры на основе применения береговых лазерных деформографов и гидроакустических излучателей» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 766-771 (2020)

Описаны особенности томографии морской земной коры на основе применения береговых лазерных деформографов и широкополосных низкочастотных гидроакустических излучателей. Такой подход полезен при изучении структуры и состава морской земной коры шельфовых областей, в том числе покрытых льдом без его разрушения. В ходе многочисленных экспериментальных исследований установлено, что при глубинах моря, равных или меньше половине длины гидроакустической волны, генерируемой низкочастотными гидроакустическими излучателями, гидроакустическая энергия в основном трансформируется в поверхностные волны рэлеевского типа, которые “просвечивают” дно на трассе “гидроакустический источник–берег”.

Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 766-771 (2020) | Рубрики: 07.16 12.06

 

Буланов В.А., Корсков И.В., Соседко С.Н., Стороженко А.В. «Система многочастотного акустического зондирования для исследования акустических характеристик верхнего слоя моря» Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 131-136 (2020)

Описаны способ и аппаратурный комплекс акустического зондирования для исследования акустических характеристик верхнего слоя моря с применением широкополосных остронаправленных инвертированных излучателей, устанавливаемых на дне. В основу способа положен принцип регистрации обратного рассеяния и отражения от водной поверхности акустических импульсов различной частоты, позволяющий одновременно измерять рассеяние и поглощение звука морской водой. Многочастотное зондирование позволяет реализовать акустическую спектроскопию пузырьков в приповерхностных слоях, проводить оценку содержания газа и получать данные о рассеивающих и поглощающих свойствах верхнего слоя морской воды при различных состояниях моря вплоть до штормовых. Приведены некоторые из результатов, полученных при многосуточном зондировании верхнего морского слоя на шельфе Японского моря.

Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 131-136 (2020) | Рубрики: 07.16 07.18 07.19

 

Буланов В.А., Корсков И.В., Стороженко А.В., Соседко С.Н. «Исследования акустических характеристик верхнего слоя моря методом многочастотного акустического зондирования» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 42-55 (2020)

Описано применение акустического зондирования для исследования акустических характеристик верхнего слоя моря с использованием широкополосных остронаправленных инвертированных излучателей, устанавливаемых на дно. В основу метода положен принцип регистрации обратного рассеяния и отражения от поверхности моря акустических импульсов с различной частотой, позволяющий одновременно измерять рассеяние и поглощение звука и нелинейный акустический параметр морской воды. Многочастотное зондирование позволяет реализовать акустическую спектроскопию пузырьков в приповерхностных слоях моря, проводить оценку газосодержания и получать данные о спектре поверхностного волнения при различных состояниях моря вплоть до штормовых. Применение остронаправленных высокочастотных пучков ультразвука позволяет разделить информацию о планктоне и пузырьках и определить с высоким пространственным разрешением структуру пузырьковых облаков, образующихся при обрушении ветровых волн и структуру планктонных сообществ. Участие планктона в волновом движении в толще морской воды позволяет определить параметры внутренних волн – спектр и распределение по амплитудам в различное время.

Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 42-55 (2020) | Рубрики: 07.16 07.18 07.20