Буренин А.В., Лебедев Л.С., Моргунов Ю.Н. «Анализ результатов экспериментальных исследований по распространению звука в протяженных мелководных волноводах» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 46-49 (2019)

Представлены результаты эксперимента, проведенного 26 сентября 2018 г. по апробации гидроакустической системы позиционирования в условиях мелкого моря. Кратко, приведены сопоставления результатов натурных исследований с численным моделированием; и сопоставление траектории дрейфа приемной системы, вычисленной с помощью гидроакустической системы и по данным системы GPS. Экспериментальные исследования проводились в акватории Японского моря. В качестве источников низкочастотных широкополосных сигналов использовались практически идентичные пьезокерамические излучатели.

Голов А.А., Моргунов Ю.Н., Петров П.С. «Исследование вариаций эффективных скоростей звука на разных горизонтах приёма в глубоком море при излучении сигнала из шельфовой зоны» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 57-62 (2019)

Исследования взаимодействия гидроакустических и гидрофизических полей в слоистой водной среде при сложном рельефе дна актуальны при решении задач прикладной гидроакустики. В важных для практики случаях требуется проведение специальных экспериментов, направленных на выявление особенностей формирования акустических полей, которые могут повлиять на эффективность функционирования гидроакустических комплексов и систем на подводных объектах. Особенно это важно при проведении разработок систем позиционирования и управления АПА, функционирующих в сотнях километров от источников навигационных и информационных сигналов, размещаемых вблизи береговой черты.

Макаров Д.В., Петров П.С. «Теория случайных матриц для широкоугольного параболического уравнения» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 448-449 (2019)

Разработка эффективных методов для моделирования распространения звука в случайно-неоднородном океане является до сих пор является одной из наиболее актуальных задач акустики океана. Одним из наиболее новых и перспективных подходов к этой проблеме является построение матричного пропагатора акустического поля с помощью теории случайных матриц. Демонстрируется, как этот подход может быть обобщен на случай распространения звука в мелком море.

Чен В., Короченцев В.И., Тарасов С.П., Пивнев П.П., Дуров Д.С. «Методы нелинейной акустики в исследованиях взаимодействия упругих волн в океане» X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 51 (2019)

Рассмотрены гидроакустические параметрические системы и методы нелинейной акустики в исследованиях океана и арктического шельфа. Приведено краткое описание наиболее перспективных направлений развития гидроакустических систем с параметрическими антеннами. Рассматриваются результаты применения для решения задач гидроакустики для прогноза землетрясений.

Данилов А.А., Корниенко В.Н. «Обнаружение непрозрачного бесшумного объекта в волноводе методом временного обращения волн» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 32-35 (2020)

Представлены результаты восстановления звукового поля в волноводе, содержащем неоднородность с абсолютно жесткой границей, численным методом обращения времени. Показано, что при наличии широкополосного импульсного источника, расположенного дальше от звукопрозрачной антенны, чем сама неоднородность, использование указанного метода позволяет восстановить ее пространственные координаты. Ключевые слова: волновод, акустический сигнал, акустика обращенного времени, акустические методы, звуковое поле

Консон А.Д., Волкова А.А. «Влияние мезомасштабных неоднородностей океанического волновода на спектрально-энергетические характеристики широкополосного сигнала» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 41-49 (2020)

Проведены исследования спектрально-энергетических характеристик шумовых сигналов надводных кораблей в акваториях Баренцева, Белого и Норвежского морей. Получены спектрально-энергетические характеристики сверхмедленных флуктуаций сигнала с частотой до 0.05 Гц. Установлено, что сверхмедленные флуктуации проявляются по-разному, в зависимости от диапазона частот сигнала. Высказано предположение, что причиной указанных свойств сверхмедленных флуктуаций являются мезомасштабные неоднородности в океаническом волноводе, которые приводят к интерференции сигнала. В верхнем частотном диапазоне шумового сигнала существование сверхмедленных флуктуаций может быть объяснено, согласно классической теории, рассеянием сигнала на взволнованной поверхности в условиях, когда параметр Рэлея значительно больше единицы. В нижнем частотном диапазоне шумового сигнала существование сверхмедленных флуктуаций может быть объяснено дифракцией звука на внутренней волне, образованной, в том числе, самим кораблем. Ключевые слова: океанический волновод, мезомасштабные неоднородности, внутренняя волна, шумовой сигнал, интерференция, спектр флуктуаций

Шатравин А.В. «Оценка эффективности подводной акустической связи на арктическом шельфе на основе климатических и измеренных профилей скорости звука» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 207-211 (2020)

Представлены результаты численного моделирования подводной акустической связи на основе климатических и измеренных вертикальный профилей скорости звука на мелководном шельфе российской Арктики. Показано, что уровень ошибки декодирования для измеренных профилей может отличаться от прогнозируемого на основе климатических данных более, чем на 6 дБ. Доля битовых ошибок декодирования для измеренных профилей выше в среднем на 0.031. Ключевые слова: подводная акустическая связь, арктический шельф, климатические профили, лучевая модель

Кудашев Е.Б., Яблоник Л.Р. «Температурная помеха при измерении шумов обтекания в глубоком море» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 237-242 (2020)

Рассматривается формирование отклика пьезокерамических приемников пульсаций давления в температурно-стратифицированной среде при воздействии на чувствительный элемент датчиков пульсаций температуры рабочей среды. Выполнено численное исследование ослабления температурного сигнала приемника давления в турбулентном пограничном слое. Исследован эффект искажения спектральных уровней пульсаций давления, регистрируемых приемником звука в поле температурных неоднородностей. Также исследовано влияние температурной помехи на измерение шумов обтекания на всплывающем устройстве на примере измерений турбулентных пульсаций давления в пограничном слое при вертикальном всплытии устройства в глубоком море. Ключевые слова: шумы обтекания, турбулентные пульсации давления, влияние температурной неоднородности

Малеханов А.И., Смирнов А.В. «Моделирование коэффициента усиления вертикальной антенны в зависимости от ее положения в случайно неоднородном подводном звуковом канале» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 260-264 (2020)

Проведено численное моделирование коэффициента усиления (выигрыша) вертикальной антенной решетки, размещенной в подводном звуковом канале и принимающей частично-когерентный многомодовый сигнал удаленного источника на фоне анизотропных шумов моря. Показано, что положение отдельных элементов и антенны как целого является фактором, существенно влияющим на величину достигаемого выигрыша, что указывает на возможность специального выбора положения антенны для повышения эффективности пространственной обработки принимаемых сигналов. Результаты численного моделирования продемонстрированы на примере канала мелкого моря. Ключевые слова: подводный звуковой канал, антенная решетка

Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н. «Инвариантное представление эффективной фазовой скорости в глубоком океане» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 357-363 (2020)

Приведены результаты численного анализа фазовой структуры в зонах интерференционных максимумов и минимумов. Показано, что в зонах максимумов формируется инвариантная, не изменяющаяся с частотой, глубиной приема и излучения зависимость эффективной фазовой скорости (ЭФС) от расстояния до источника. ЭФС заметно превышает скорость звука в воде на малых расстояниях и уменьшается при увеличении расстояния. В зонах минимумов наблюдаются непредсказуемые скачки градиентов фазы и, соответственно, неопределенность значений ЭФС. Даются практические рекомендации по применению полученных результатов при обнаружении и пеленговании сигналов в глубоком океане. Ключевые слова: глубоководный волновод, градиенты фазы в зонах интерференционных максимумов и минимумов, эффективная фазовая скорость, инвариантная зависимость ЭФС от расстояния

Аксенов С.П. «Верификация вычислительной программы в модовом ВКБ-приближении для мелкого и глубокого морей» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 364-370 (2020)

Представлены результаты верификации и описание вычислительного алгоритма и разработанного программного комплекса, построенного в модовом ВКБ-приближении (МВКБП). Программный комплекс позволяет быстро и достаточно точно вычислять передаточную функцию волновода с учетом большого количества мод в мелком и глубоком морях с трехслойным дном. Проведенная верификация программы подтвердила хорошее совпадение результатов расчета интерференционной структуры и усредненных законов спадания ПФВ по программе МВКБП с результатами расчетов по программам других авторов. Ключевые слова: передаточная функция волновода, мелкое море, глубокое море, модовое ВКБ-приближение, функции Эйри

Черных Д.В., Саломатин А.С., Юсупов В.И., Шахова Н.Е., Космач Д.А., Дударев О.В., Гершелис Е.В., Силионов В.И., Ананьев Р.А., Гринько А.А., Семилетов И.П. «Акустические исследования глубоководных газовых факелов Охотского моря» Известия Томского политехнического университета, 332, № 10, с. 57-68 (2021)

Актуальность. Газовые факелы – области пузырьковой эманации природных газов из морского дна в водную толщу и атмосферу – обнаружены в Мировом океане на глубинах от десятков метров до нескольких километров. Прямые измерения проб газа, переносимого всплывающими пузырьками, показали, что в их составе содержится более 80 % метана – второго по значимости парникового газа. Атмосферная эмиссия метана за счет расконсервирования гидратов и других депозитов природных углеводородов может приобрести широкомасштабный характер и вызвать необратимые климатические изменения. Обнаружение газовых факелов в водной толще может являться первым признаком наличия газовых гидратов в осадке, поэтому определение количества метана, переносимого газовыми факелами в воду, мониторинг их временной изменчивости и выявление новых районов газовых факелов является актуальными задачами современной науки. Результаты проведенного исследования крайне важны для понимания процессов разгрузки пузырькового метана из шельфа-материкового склона Арктических и Субарктических морей. Цель: выполнить оценку количества метана, переносимого газовыми факелами с глубины 2220 м в воду, в период с 2012 по 2018 гг.; выявить связь между потоком метана из данной области и глубинными землетрясениями, произошедшими в Охотском море; по имеющимся акустическим данным оценить скорости глубоководных течений в районе обнаружения ГФ. Объекты: газовые факелы. Методы. Акустические наблюдения за газовыми факелами проводились с помощью комплекса, установленного на борту НИС «Академик М.А. Лаврентьев», основу которого составляют модернизированные судовые эхолоты Сарган-ЭМ, ELAC LAZ-72, гидролокаторы Сарган-ГМ и многоканальная система цифровой регистрации акустических сигналов. Оценка потока метана в воду проводилась с помощью методов, основанных на измерении профиля сечения обратного рассеяния звука на частотах выше резонансной частоты пузырьков, формирующих ГФ. Результаты. В ходе 15 экспедиций в Охотском море в интервале глубин от 46 до 3330 м было зарегистрировано 1168 индивидуальных газовых факела. Для выявления закономерностей пространственного распределения газовых факелов был построен график зависимости их числа от глубины их обнаружения. На полученном графике выделяются пять локальных максимумов, приуроченных к особенностям рельефа и зоне стабильности газогидрата метана. Наиболее глубоководные из известных газовых факелов обнаружены в Охотском море на северном и восточном склонах Курильской котловины на глубинах 3330 и 2220 м соответственно. Данные газовые факелы отличались сильной временной изменчивостью, приуроченной к тектонической активности в данном регионе. В работе показано, что поток метана, выделяемого одним из газовых факелов, изменялся на три порядка в диапазоне от 5 ммоль/с до 5 моль/с. Основываясь на имеющихся акустических данных, была рассчитана скорость глубоководного течения в Курильской котловине в интервале глубин от 1100 до 2200 м, которая составила 7 см/с.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Мультипольная модель источника звука в волноводе» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 377-372 (2020)

Приводятся результаты аналитического представления мультипольной модели источника звука, эквивалентного на низких частотах по характеристикам излучения реальным объемным пространственно развитым источникам. Обоснована необходимость учета критерия для разделения полей в ближней и дальней зоне при решении прямых и обратных задач в линейной постановке. Поставлена и решена краевая задача для модельного излучателя в полупространстве. Выполнен переход от неоднородного к однородному уравнению Гельмгольца. Ключевые слова: мультипольная модель, ближняя и дальняя зоны, однородная краевая задача