Tyugin D.Yu., Kurkin A.A., Kurkina O.Ye. «Updated software package for internal waves modeling in the world ocean with cloud computing support (translated by E.S. Kochetkova)» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 13, № 1, с. 24-34 (2020)

Описан разработанный программный инструмент, объединяющий в себе численные модели, гидрологические данные, средства подготовки, анализ результатов и информацию о наблюдениях по тематике внутренних волн в Мировом океане. Предлагаемый подход направлен на повышение эффективности исследования путем автоматизации рутинных операций, повторяющихся при каждом численном эксперименте. Разработана новая версия программного комплекса (IGWResearch2). Структура комплекса была существенно переработана и дополнена новым функционалом с учетом анализа запросов пользователей. Были разработаны коммуникационные блоки для проведения облачных вычислений, интеграции исходных данных и результатов расчета в облачное хранилище. Такой подход позволяет перенести вычислительный процесс с рабочих станций на вычислительный сервер с более производительным аппаратным обеспечением. Облачное хранилище дает возможность обмениваться данными между пользователями и хранить результаты расчетов на сервере. Пользовательский интерфейс переработан, добавлена пошаговая система инициализации модели с автоматической корректировкой на основе теоретических оценок. Разработан блок интеграции с сервисами НИЛ МПиТК НГТУ им. Р. Е. Алексеева: авторизацией и онлайн базой данных наблюдений внутренних волн, позволяющий отображать информацию о типах, источниках и дате наблюдений на интерактивной карте. В статье рассматриваются особенности реализации комплекса, обзор используемых моделей, данных и численный эксперимент, выполненный при помощи комплекса.

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.

Сухоруков А.Л., Чернышев И.А. «Определение характеристик водометного движителя и параметров гидродинамического следа за подводным объектом на основе методов вычислительной гидродинамики» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 13, № 1, с. 56-72 (2020)

На основе численных методов динамики вязкой жидкости выполнен расчет гидродинамического взаимодействия рабочего колеса, направляющего аппарата и направляющей насадки водометного движителя. Определены параметры гидродинамического следа за корпусом подводной лодки, проведено сопоставление с экспериментальными данными. Результаты этого сопоставления позволяют сделать вывод о корректности применяемой расчетной модели. Разработанная методика позволяет вычислять гидродинамические воздействия на элементы водометного движителя при различных режимах работы рабочего колеса. Возможно моделирование сложных нестационарных режимов движения подводной лодки, проведение которых в процессе испытаний сопряжено со значительными техническими трудностями. К числу таких режимов относят реверс движителя подводной лодки. Показано, что с точки зрения обеспечения параметров скрытности подводной лодки по гидродинамическому следу наиболее предпочтительным является режим установившегося движения подводной лодки. При прочих равных условиях в турбулентном следе с нулевым избыточным импульсом происходит более быстрое затухание вдоль по потоку параметров следа, по сравнению со струей в спутном потоке (режим разгона подводной лодки) или спутном следе за телом (режим торможения подводной лодки). Представленный подход позволяет повысить эффективность проектно-конструкторских работ за счет комплексного многопараметрического анализа влияния различных факторов на гидродинамические характеристики водометного движителя и параметры следности подводной лодки.

Гампер Л.Е., Попова О.С. «Режекция локальной помехи в пассивной гидролокации с разнесенными антеннами» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 13, № 1, с. 73-81 (2020)

Рассмотрен метод пассивного определения дистанции до подводного источника, использующий кривизну волнового фронта поля источника в зоне Френеля. В основе синтеза алгоритмов оптимальной пространственно-временной обработки информации системы гидроакустических приёмников, обеспечивающих обнаружение сигнала и определение параметров источников, а также наблюдение их расположения в заданном секторе направлений и интервале дальностей, лежит уравнение отношения правдоподобия. При наличии в зоне наблюдения более одного источника обнаружение слабого сигнала, интересующего наблюдателя, и определение его параметров может быть затруднено в связи с подавлением его боковым полем сильного источника, смещением оценки и увеличением флуктуационной погрешности. В статье рассматривается алгоритм режекции мешающего сигнала перед проведением «базовых» процедур пассивной гидролокации, обеспечивающий уменьшение влияния сильного источника на оценку параметров слабого сигнала. Приведены расчеты точности оценки дистанции с использованием алгоритма режекции и без него.