Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.02 Акустика мелкого моря

 

Ильясов И.Р., Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. «Современные методы и аппаратные средства для систем экологического мониторинга водной среды» Экологические системы и приборы, № 5, с. 1054 (2010)

Приведен обзор современных методов мониторинга водных сред. Произведен анализ устройств исследования водной среды, применяемых в системах экологического мониторинга и предложен принципиально новый метод, основанный на акустооптическом эффекте. Описаны принципы построения акустооптических спектрометров. Ключевые слова: экологический мониторинг; методы анализа и контроля воды; акустооптический спектрометр.

Экологические системы и приборы, № 5, с. 1054 (2010) | Рубрики: 07.02 14.02 14.04

 

Амбросимов А.К., Либина Н.В., Корж А.О. «Инструментальные наблюдения изменчивости гидрофизического режима среднего Каспия в июле 2008 года» Экологические системы и приборы, № 9, с. 625 (2010)

Проведены исследования пространственной изменчивости гидрофизических параметров в западной части Среднего Каспия во второй половине июля 2008 г. Методы наблюдений включали в себя: выполнение регулярных станций СТД-зондирований и буксировки доплеровского акустического профилографа течений (ADCP) для получения квазимгновенных разрезов течений. Показано, что в конце июля в западной части Среднего Каспия гидрологическая вертикальная структура вод имеет ярко выраженный двухслойный характер. Над и под термоклином скорости и направления течений неоднородны и различаются как по направлению, так и по интенсивности. В прибрежной области Западного Каспия был инструментально обнаружен локальный апвеллинг, который также хорошо прослеживался на поверхности моря по спутниковым картам, полученным с ИСЗ AQUA. В прибрежной области фиксировались мезомасштабные вихри. Ключевые слова: зондирование; температура; термоклин; скорости течения; апвеллинг; вихри.

Экологические системы и приборы, № 9, с. 625 (2010) | Рубрики: 07.02 14.02 14.04

 

Атаян А.М., Никитина А.В., Сухинов А.И., Чистяков А.Е. «Математическое моделирование опасных явлений природного характера в мелководном водоеме» Журнал вычислительной математики и математической физики, 62, № 2, с. 270-288 (2022)

Работа посвящена построению и исследованию взаимосвязанных математических моделей гидрофизики и биологической кинетики, используемых для прогнозирования опасных явлений природного характера, возникающих в мелководных водоемах. На распространение и трансформацию гидробионтов влияют такие физические факторы, как пространственно-трехмерное движение водной среды с учетом адвективного переноса и микротурбулентной диффузии, пространственно-неоднородное распределение температуры, солености и кислорода. Биогенные загрязняющие вещества вызывают рост водорослей, в том числе, токсичных и вредоносных, их массовое развитие может приводить к возникновению опасных явлений в водоеме, включая эвтрофикацию и заморные явления. Построена и исследована трехмерная математическая модель гидродинамики, используемая в работе для расчета поля скоростей водного потока. Для исследования опасных явлений мелководного водоема, связанных с заморными явлениями в нем, разработана пространственно-неоднородная трехмерная ихтиологическая модель динамики промысловой рыбы. Рассмотрены модели наблюдений, параметризованные на основе стехиометрических соотношений, законов Моно, Михаэлиса–Ментен и Митчерлиха–Бауле, описывающие потребление, накопление планктоном и промысловыми рыбами-детритофагами питательных веществ, а также рост гидробионтов в зависимости от пространственного распределения солености и температуры, кислородного режима. Для калибровки и верификации разработанных моделей использовались постоянно пополняемые базы экологических данных, полученные, в том числе, и с помощью экспедиционных исследований Азовского моря и Таганрогского залива. Для повышения точности прогнозного моделирования натурные данные были отфильтрованы на основе алгоритма Калмана. При решении задачи обработки гидрологической информации получены изолинии солености и температуры в поверхностном слое, для чего применен алгоритм распознавания. С помощью алгоритма интерполяции и путем наложения границ области получены более подробные карты глубин, солености и температуры Азовского моря. Разработаны численные методы решения поставленных задач, использующие конечно-разностные схемы, учитывающие степень заполненности контрольных ячеек расчетной области, реализованные на высокопроизводительных вычислительных системах, позволяющие уменьшить погрешность численного решения задачи и сократить время расчетов в несколько раз. На основе численной реализации разработанных моделей проведена реконструкция опасных явлений природного характера, возникающих в мелководном водоеме (связанных с распространением вредных загрязняющих веществ), эвтрофикацию, “цветение водорослей”, вызывающее заморные явления в водоеме.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 62, № 2, с. 270-288 (2022) | Рубрика: 07.02

 

Амбросимов А.К., Амбросимов Е.С., Либина Н.В. «Динамическая структура течений в районе западного свала глубин Дербентской котловины Каспийского моря» Инженерная физика, № 10, с. 555 (2010)

Представлены результаты наблюдений за течениями над осадочными волнами в западной части Дербентской котловины Каспийского моря. В этом районе моря глубины наиболее близко подходят к берегу, течение усиливается и прижимается к берегу, изменчивость течений довольна высокая. Проведен анализ характеристик течений по данным измерителей «Поток», установленных на притопленных буйковых станциях, и по данным вертикальных пространственных разрезов, выполненных с помощью буксируемых акустических измерителей течений ADCP. Ключевые слова: динамическая структура, анализ характеристики течения, вертикальные пространственные разрезы, измерители течений ADCP.

Инженерная физика, № 10, с. 555 (2010) | Рубрика: 07.02

 

Луньков А.А., Шерменева М.А. «Взаимодействие мод на сосредоточенной неоднородности в мелководном акустическом волноводе в широкой полосе частот» Акустический журнал, 68, № 5, с. 510-519 (2022)

Аналитически и в рамках численного моделирования рассматривается влияние сосредоточенной неоднородности на широкополосное (50–250 Гц) звуковое поле, формируемое в мелководном (40 м) волноводе на стационарной трассе на расстоянии до 5 км. Аналитические оценки проводятся в рамках теории взаимодействующих мод, а численное моделирование проводится методом широкоугольного параболического уравнения. Предполагается, что источником звука является одиночный ненаправленный излучатель, а прием ведется на вертикальную антенну, перегораживающую весь волновод по глубине. В качестве неоднородности выбирается локальный скачок толщины водного слоя или солитон внутренних волн, присутствие которых вызывает взаимодействие между модами. В работе показано, что при наличии сосредоточенной неоднородности на акустической трассе частотная зависимость амплитуд мод приобретает характерную модуляцию, период которой в частотной области уменьшается при увеличении расстояния от источника звука до неоднородности. Данный признак может быть использован для определения положения сосредоточенной неоднородности на стационарной трассе. Ключевые слова: мелководный акустический волновод, широкополосный сигнал, межмодовое взаимодействие, сосредоточенная неоднородность, вертикальная антенна.

Акустический журнал, 68, № 5, с. 510-519 (2022) | Рубрики: 04.09 07.02