Lavrentiev M.M., Marchuk A.G. «Fast modelling of tsunami wave propagation using PC with hardware computer code acceleration» Журнал Сибирского Федерального университета. Математика и физика, 14, № 4, с. 433-4З4 (2021)

За счет применения микросхемы вентильной матрицы, программируемой пользователем (Field Programmable Gates Array – FPGA), достигается значительное ускорение расчета распространения волн цунами на современном обычном персональном компьютере. Для численной аппроксимации системы уравнений мелкой воды использовалась двухступенчатая схема Мак-Кормака. На базе проведенных численных тестов авторы описывают идею моделирования распространения волн цунами на базе ПК. Проведенное сравнение с известными аналитическими решениями и с эталонным кодом показывает хорошую точность разработанного программного приложения. Расчет одного часа распространения волны занимает меньше 1 минуты на сетке 3000×2500 узлов. Используя технологию вложенных сеток, можно перейти от расчетной сетки с шагом 300 м до сетки с шагом 10 м. При использовании предложенного Калькулятора, весь вычислительный процесс (для расчета распространение волны от очага до берега) занимает около 2 мин. Получено распределение максимальных высот волн цунами вдоль побережья южной части Японии. В частности, исследуется зависимость максимальных высот волн от конкретного местоположения источника цунами. Модельный источник размером 100×200 км имеет реалистичные параметры для этого географического региона. Результаты численных экспериментов показывают, что только на отдельных участках всей береговой линии наблюдаются опасные амплитуды волн цунами. Наличие аномально высоких волн цунами в некоторых из этих районов могут быть вызваны особенностями локальной батиметрии. Предлагаемое аппаратное ускорение вычисления распространения волны цунами может быть использовано для быстрой (скажем, за несколько минут) оценки опасности цунами для конкретного населенного пункта или промышленного объекта на побережье.

Петухов Ю.В., Бородина Е.Л. «Влияние неровностей дна на распространение каустических пучков в океанических волноводах» Акустический журнал, 67, № 5, с. 505-513 (2021)

С использованием геометроакустического приближения и параболического уравнения исследованы закономерности пространственного распределения интенсивности акустического поля, формируемого при взаимодействии каустического пучка с неровностями дна в относительно мелководном океаническом волноводе с открытым ко дну подводным звуковым каналом. Показано, что при выполнении определенных условий в океаническом волноводе формируется многопучковая структура пространственного распределения интенсивности акустического поля. Ключевые слова: океанические волноводы, подводные звуковые каналы, тональное излучение, вертикальные антенны, каустические пучки, неровности дна. DOI: 10.31857/S0320791921050063

Потапов И.И., Силакова Ю.Г. «О развитии волновых возмущений донной поверхности в реках и каналах» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 57, № 2, с. 212-217 (2021)

На основе аналитической модели расхода влекомых наносов, учитывающей влияние уклонов донной поверхности, придонных нормальных и касательных напряжений на движение донного материала и аналитического решения, позволяющего определять придонные касательные и нормальные напряжения, возникающие при обтекании турбулентным потоком периодических длинных донных волн малой амплитуды, сформулирована и решена задача определения скорости роста амплитуды донной волны. Из решения задачи получена аналитическая зависимость, определяющая скорость роста амплитуды донных волн от текущего значения ее амплитуды. На примере развития периодической синусоидальной донной волны малой крутизны выполнена верификация, которая показала хорошее качественное и количественное согласование полученного решения с экспериментальными данными.

Садикова Д.Г., Андреев А.А. «Ультразвук терапевтического диапазона влияет на формирование микрочастиц льда» Биофизика, 66, № 2, с. 213-218 (2021)

DOI: 10.31857/S0006302921020010