Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.14 Акустика морских осадков, ледяного покрова, подводная сейсмоакустика

 

Фонин А.А., Сучков С.Г., Михеев С.И., Николаевцев В.А., Сучков Д.С. «Новый метод определения акустических параметров геологического разреза» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 286-293 (2020)

Описан новый метод определения акустических параметров геологической структуры на основе корреляционной обработки акустических сигналов, принятых разнесенными по вертикали приемниками. Предложен метод расчета акустических параметров слоев (скорости, плотности, добротности) для сред с наклонными и неровными границами раздела. Новизна метода состоит в использовании двух расположенных на разных уровнях сейсмоприемников. Один из них помещается на поверхности, второй – на определенной глубине. Путем корреляционной обработки совмещенных во времени сейсмограмм выделяются сигналы, пришедшие по вертикали, на которой расположены приемники. Минимизация целевой функции в виде суммы квадратов разностей расчетной и измеренных сейсмограмм позволяет определить все акустические параметры вертикального разреза слоистой геологической среды для разных глубин, что позволяет дать объективный прогноз строения и свойств разреза перед глубоким бурением в месте проведения сейсмических наблюдений предложенным методом. Ключевые слова: сейсморазведка, прогноз свойств разреза перед бурением, корреляционная обработка акустических сигналов, акустические параметры пород

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 286-293 (2020) | Рубрики: 06.14 07.14

 

Муратов П.В., Руленко О.П., Марапулец Ю.В. «Особенности проявления электрического и акустического отклика приповерхностных осадочных пород на сейсмические волны от землетрясений» X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 57-58 (2019)

В пункте "Карымшина"(52.83° N, 158.13° E), расположенном в районе Верхне-Паратунской гидротермальной системы Южной Камчатки, одновременно измерялись две ортогональные горизонтальные компоненты электрического поля и акустическая эмиссия в приповерхностном слое осадочных пород. Диапазон регистрируемых частот был 0.1 Гц–11 кГц. При прохождении сейсмических волн от некоторых землетрясений магнитудой 4.0–7.3 на расстоянии 80–500 км от эпицентра зарегистрирован совместный электрический и акустический отклик этих пород, обусловленный их интенсивным деформированием. Представлены результаты частотновременного анализа откликов, рассмотрены особенности их проявления в зависимости от местонахождения эпицентров землетрясений и магнитуды. Обнаружено, что верхняя частота электрического отклика достигает при сильном землетрясении 30 Гц и больше, а акустического – 11 кГц. Это превышает частоты механического воздействия сейсмических волн на породы и несет информацию об особенностях механизмов генерации данных откликов. Исследование сейсмоэлектроакустического преобразования в широко распространенных приповерхностных осадочных породах актуально для понимания формирования возмущений различных приповерхностных полей во время деформирования этих пород при сейсмотектоническом процессе.

X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 57-58 (2019) | Рубрики: 06.17 07.14

 

Долгих Г.И., Щербатюк А.Ф., Будрин С.С., Чупин В.А. «Особенности применения автономного необитаемого подводного аппарата при изучении пространственной структуры гидроакустических полей» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 69-73 (2019)

При обработке и анализе экспериментальных данных, полученных в ходе эксперимента на шельфе монотонно убывающей глубины, было установлено, что излучённый на частоте 33 Гц низкочастотным гидроакустическим излучателем сигнал при глубинах меньше половины гидроакустической волны трансформируется, в основном, в волны рэлеевского типа, которые регистрируются береговым лазерным деформографом. В ходе обработки экспериментальных данных стало ясно, что для получения полной картины трансформации гидроакустической энергии в сейсмоакустическую, изучения закономерностей этой трансформации в зависимости от строения и состава пород морского дна, батиметрии, недостаточно полученных экспериментальных данных. Прежде всего необходимо изучение пространственно-временного распределения создаваемого низкочастотным гидроакустическим излучателем гидроакустического поля, установления его зависимости от тонкой структуры гидрофизического поля шельфовой области моря. Для этого необходимо проводить измерения исследуемых параметров во всей толще воды с пространственным разрешением по горизонтали и вертикали не хуже 1 м (лучше меньше). Эту задачу невозможно выполнить без применения подводного носителя заданных приёмных систем. В настоящее время эту функцию может выполнить эффективно только автономный необитаемый подводный аппарат.

Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 69-73 (2019) | Рубрики: 07.02 07.14 14.01 14.02

 

Инь Ц., Короченцев В.И., Виланд А.В., Шабанов Г.А., Корчака А.В., Сошина Н.С. «Взаимодействие упругих волн со слоем льда в шельфовой зоне» X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 40 (2019)

Разработанна теоретическая модель распространения упругих волн в слое льда произвольных волновых размеров от 0,5 до 20 единиц. Расчеты основаны на теории функции Грина для уравнения Гельмгольца. Введены специальные направленные функции Грина, позволяющие провести анализ волновых полей в замкнутых объемах, ограниченных различными по углу импедансами. Разработанные алгоритмы расчета позволяют провести анализ полей на компьютерах средней мощности в течение 1-5 минут. Предложенные методы позволяют оценить взаимодействие упругих волн с различными импедансами в морских бухтах, озерах и других объемах с ограниченными волновыми размерами.

X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 40 (2019) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Чен В., Черненко В.А., Петросьянц В.В., Рыбченко А.А. «Комплекс для экспериментальных исследований взаимодействия упругих волн со слоем льда» X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 46-47 (2019)

Созданы излучающие и приемные широкополосные системы для экспериментальных исследований взаимодействия упругих волн низкого диапазона в пределах от 10 до 100 Гц, распространяющихся в слое льда. Излучающие системы сконструированы на основе пневматических излучателей, которые позволяют регулировать давление упругих волн в широком диапазоне. Приемные системы созданы на базе магнитострикционных материалов с переходными слоями из пассивных материалов. Получена численная оценка коэффициента связи упругих волн с границами раздела лед-атмосфера и лед-морская среда. Предложены методы использования комплекса для изучения эмиссии упругих волн от очагов землетрясения.

X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 46-47 (2019) | Рубрики: 07.02 07.14 14.01 14.02

 

Епифанов В.П. «Волновые процессы при контактном разрушении пресноводного льда» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 156-161 (2019)

Исследуются нелинейные волновые явления в пресноводном льде непосредственно при различных видах механических испытаний (растяжение, сжатие, изгиб, индентирование, медленный удар, интенсивная пластическая деформация и экструзия). Условия проведения экспериментов имитируют реальные процессы, например, взаимодействие льда с ледостойкими платформами, а также ледокола с ледяным покровом и подвижку ледников. Учитываются специфические особенности льда как материала. Рассмотрена генерация упругих волн и их влияние на процесс деформационных изменений структуры, включая эффекты, создаваемые наложением фронтов сходящихся волн. С помощью комплексного подхода, основанного на применении методов физической акустики, микро и макроскопии, фрактометрии, исследована эволюция изменения структуры льда и его механических, реологических и прочностных свойств. Предложены модели, учитывающие деформационные изменения структуры льда в процессе механических испытаний, и выполнена их верификация. Приведены результаты измерений акустических спектров горных ледников и сопоставлены с закономерностями, выявленными в лабораторных исследованиях. Полученные теоретические и экспериментальные результаты обобщены применительно к влиянию волновых процессов при контактном разрушении конструкционных материалов на результаты механических испытаний и перенос полученных результатов на свойства этих материалов.

10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 156-161 (2019) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Бреховских А.Л., Вольтер Е.Р., Зверев А.С., Клюев М.С., Ракитин И.Я., Сажнева А.Э., Шрейдер А.А. «О некоторых особенностях сейсмоакустического обнаружения и изучения палеоструктур морского дна в прибрежной зоне» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 212-217 (2020)

Рассматриваются некоторые особенности сейсмоакустического обнаружения и изучения палеоструктур морского дна в прибрежной зоне. Ключевые слова: палеоструктуры морского дна, сейсмоакустическое обнаружение

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 212-217 (2020) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Долгих Г.И., Piao Sh., Кудрин С.С., Song Yang, Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Чупин В.В., Яковенко С.В., Dong Y., Wang X. «Изучение закономерностей распространения низкочастотных гидроакустических сигналов на шельфе убывающей глубины и их трансформации на границе «вода–земная кора»» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 336-340 (2020)

Представлены результаты экспериментальных и модельных исследований закономерностей распространения низкочастотных гидроакустических сигналов 22 Гц в шельфовой области с убывающей глубиной и их трансформации в сейсмоакустические сигналы. Ключевые слова: гидроакустические волны, излучатель, лазерный деформограф, трансформация, сейсмоакустические волны

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 336-340 (2020) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Рутенко А.Н., Jenkerson M.R. «Моделирование аномальных эффектов, обнаруженных при распространении сейсморазведочных сигналов на шельфе» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 352-356 (2020)

Аномальные отклонения экспериментальных значений потерь при распространении энергии сейсморазведочных сигналов на относительно мелководном 10–40 м северо-восточном шельфе о. Сахалин объясняются с помощью численного 3D моделирования, проведенного с помощью модового параболического уравнения. Ключевые слова: сейсморазведка, распространение звука, неоднородный геоакустический волновод

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 352-356 (2020) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Буланов В.А., Корсков И.В., Стороженко А.В. «Особенности рассеяния звука в верхнем слое морей северо-западной части Тихого океана» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 50-54 (2020)

Представлены результаты исследований рассеяния звука в верхнем слое морской воды в различных районах океана. Измерения коэффициентов рассеяния звука проводились на ходу судна на частотах от 12 до 100 кГц. Исследования представляли интерес в связи с возможностью оперативно, в процессе движения судна, проводить мониторинг изменчивости структуры морской среды. Показаны возможности и проведены оценки биомассы вдоль длинных трасс в различных морях на основе рассеяния звука. Ключевые слова: рассеяние звука, верхний слой моря, биомасса

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 50-54 (2020) | Рубрики: 07.10 07.14 07.17

 

Ковзель Д.Г. «Экспериментальные исследования дальности и устойчивости акустической связи комплекса "Шельф-2014" на мелководном шельфе при наличии ледового покрова» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 102-106 (2019)

Представляемая аппаратура акустической связи (ААС) является подсистемой гидроакустического измерительно регистрационного комплекса “Шельф-2014”, разработанного в ТОИ ДВО РАН. В настоящее время комплекс включает автономные донные станции с приемниками акустического давления и колебательной скорости, поверхностные телеметрические буи (цифровой УКВ и спутниковый Иридиум каналы передачи данных), вертикальную приемную акустическую систему и береговую инфраструктуру передачи, обработки и представления данных. Основным назначением ААС является контроль состояния морских устройств комплекса (как на палубе судна перед постановкой, так и установленных в море) дистанционно и без прерывания их работы. Кроме того, ААС “Шельф-2014” успешно применяется для поиска устройств, смещенных с места постановки штормом или рыбацким тралом. Очевидно, успех поиска и затрачиваемое на него время в первую очередь зависят от дальности действия канала связи и устойчивости его работы в различных гидрологических и погодных условиях. При этом следует учесть, что автономные устройства комплекса рассчитаны на длительные постановки и имеют малые габариты и вес. В результате потребляемая акустическим модемом мощность в режиме передачи ограничена 3.5 Вт.

Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 102-106 (2019) | Рубрики: 07.14 07.19 14.01

 

Фищенко В.К., Гончарова А.А. «Программа анализа многоканальных сигналов OceanSP: применение к задачам исследования собственных колебаний Земли» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 478-484 (2019)

В ТОИ ДВО РАН разработана и применяется в исследованиях программа анализа многоканальных сигналов OceanSP. Достоинства программы – простота, наглядность, удобство, скорость вычислений, поддержка большого числа алгоритмов анализа сигналов. В частности, поддерживаются: классический Фурье-анализ скалярных сигналов; частотно-временной анализ; вейвлет-анализ; взаимные корреляционный и спектральный анализы; различные методы линейной и нелинейной фильтрации. Алгоритмы, как правило, имеют большое число параметров настройки, позволяющих реализовать все их возможности в каждом конкретном случае. Хотя программа задумывалась для поддержки океанологических исследований, она может быть полезна и при анализе геофизических сигналов. В частности, она нами активно применяется в задаче исследования взаимосвязи морских микросейсмов в записях широкополосных сейсмических станций и процессов, протекающих в океане – приливов, сейшевых колебаний уровня моря, различных видов морского волнения. Для этого в ней реализована поддержка популярного формата хранения сейсмических данных – miniSEED. В целом, полагаем, OceanSP является удобным инструментом, если возникает потребность оперативно «разобраться» с научной задачей, связанной с получением и анализом информации, представленной сигналами. Целью настоящей работы является желание продемонстрировать эти возможности программы.

Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 478-484 (2019) | Рубрики: 07.14 14.02 18

 

Галкин О.П., Абакумова Н.К. «Структура гидроакустического поля от подводного землетрясения на больших расстояниях в океане» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 80-84 (2020)

Рассмотрены результаты исследования структуры гидроакустического поля, генерируемого при подводном землетрясении, на больших расстояниях от его очага. Проведена оценка возможности использования предложенного гидроакустического метода прогнозирования цунамигенности подводных землетрясений для некоторых районов океана. Ключевые слова: гидроакустическое поле, океан, подводное землетрясение, цунами

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 80-84 (2020) | Рубрика: 07.14

 

Левченко Д.Г., Бадулин С.И. «Возбуждение сейсмоакустических полей солитоноподобными группами морских волн» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 128-133 (2020)

Рассматривается нелинейный (квадратичный) механизм возбуждения «первичных», «вторичных» микросейсм и инфра низкочастотного «морского гула» солитоноподобными группами морских волн в глубоком океане. Эти сейсмоакустические поля распространяются в океаническом волноводе и донном массиве на большие расстояния в виде гидроакустических шумов и сейсмических волн. Приводится теоретическое обоснование, а также численные оценки, сравнения с результатами экспериментов. Ключевые слова: морские волны, солитоны, квадратичная нелинейность, микросейсмы, гидроакустические шумы, океанический волновод

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 128-133 (2020) | Рубрика: 07.14

 

Лисютин В.А., Ластовенко О.Р., Маленко Ж.В., Ярошенко А.А. «Оценка микропараметров межгранулярного трения и эффективного размера пор при распространении звуковой волны в неконсолидированных морских осадках» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 134-139 (2020)

Важнейшим акустическим свойством морских осадков является скорость, коэффициент затухания звуковой волны и их частотные зависимости. Приводится дисперсионное уравнение 08ЕС теории распространения звука в неконсолидированных морских осадках. Анализируются результаты измерений скорости звука и затухания в различных типах морских осадков, опубликованные в открытой печати, и дается оценка входных параметров 08ЕС модели: модуля межгранулярной жесткости и показателя стресс-релаксации, эффективного радиуса пор. Показывается, что в рассмотренных осадках микропараметры межгранулярного трения одинаковы. Ключевые слова: С8ЕС модель, звуковые волны, межгранулярное трение, неконсолидированные осадки, параметры волн, 08 теория Букингема

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 134-139 (2020) | Рубрика: 07.14

 

Лисютин В.А., Ластовенко О.Р., Дегтяр А.Д., Ярошенко А.А. «Оценка микропараметров межгранулярного трения и эффективного размера пор при распространении сдвиговой волны в неконсолидированных морских осадках» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 140-144 (2020)

В рамках GSED модели, анализируются результаты измерений скорости и затухания сдвиговой волны на различных частотах, взятыеиз открытых источников. Дается оценка величины межгранулярной жесткости, показателя стресс-релаксации, эффективного размера пор в осадках различного типа. Дается оценка степени взаимодействия фаз при распространении сдвиговой волны в неконсолидированных морских осадках. Ключевые слова: межгранулярное трение, сдвиговые волны, морские осадки, неконсолидированные осадки, параметры трения

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 140-144 (2020) | Рубрика: 07.14

 

Галкин О.П., Абакумова Н.К. «Структура гидроакустического поля от подводного землетрясения в океане (стендовый доклад)» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. https://ocean.ru/phocadownload/17-acust-stend-19102020.pdf (2020)

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. https://ocean.ru/phocadownload/17-acust-stend-19102020.pdf (2020) | Рубрика: 07.14

 

Батяев Е.А., Хабахпашева Т.И. «Гидроупругие волны в канале, покрытом льдом с линейно меняющейся толщиной» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 65-78 (2022)

Построено и исследовано решение задачи об изгибно-гравитационных волнах в канале, покрытом льдом, толщина которого линейно меняется от одной стенки канала до другой. Канал имеет прямоугольное сечение. Предполагается, что толщина ледовой пластины мала по сравнению с глубиной канала, а ее края приморожены к стенкам канала. Прогиб ледового покрова описывается в рамках линейной теории упругих пластин, течение жидкости подо льдом полагается потенциальным. Задача решается методом разложения по модам колебаний балки, толщина которой меняется линейно по ширине канала. Определены дисперсионные соотношения, профили изгибно-гравитационных волн поперек канала и распределения удлинений в ледовом покрове. Найдены групповые и фазовые скорости гидроупругих волн. Исследована зависимость гидроупругих характеристик от линейного коэффициента, определяющего неравномерность толщины льда. Проведено сравнение

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 65-78 (2022) | Рубрики: 07.14 08.11