Сухинов А.И., Проценко С.В., Проценко Е.А. «Фильтрация натурных данных для численного моделирования трехмерных турбулентных течений с применением подхода LES» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 14, № 4, с. 40-51 (2022)

DOI: http://dx.doi.org/10.14529/mmph220406 Турбулентность и последующее перемешивание являются важными механизмами, определяющими динамику прибрежной зоны, перенос импульса, массы и тепла. В работе мелкомасштабное движение исключается из уравнений Навье–Стокса при помощи применения операции фильтрации и моделируется с использованием подсеточных моделей. Для этого в двумерном и трехмерном случаях применены различные виды фильтров: коробочный фильтр, фильтр Гаусса и фильтр Фурье, с постепенным уменьшением ширины фильтра, что позволяет воспроизвести более широкий частотный диапазон флуктуаций решения. Процедуре фильтрации подвержены натурные данные, полученные в ходе экспедиции в Центрально-Восточной части Азовского моря и в Таганрогском заливе на НИС «Денеб» Южного научного центра РАН. Для измерения трехмерного вектора скорости движения водной среды использовался гидрофизический ADCP-зонд Workhorse Sentinel 600, с помощью которого получено более 3 000 000 исходных измерений, в каждой точке (на каждой станции, которых 17) – более 150 000. Полученные данные планируется использовать для численного моделирования трехмерных турбулентных течений с применением подхода LES и сопоставления с результатами осреднения по RANS. В статье рассмотрены возможности применения различных типов аппроксимаций для параметризации вертикального турбулентного обмена. Проведено сравнение алгебраических моделей расчета коэффициента вертикального турбулентного обмена и полуэмпирических моделей турбулентности.

Раевский М.А., Бурдуковская В.Г. «Влияние межмодовых корреляций на эффективность пространственной обработки акустических сигналов в океаническом волноводе со взволнованной поверхностью» Акустический журнал, 68, № 6, с. 625-637 (2022)

Исследуется влияние межмодовых корреляций на эффективность пространственной обработки сигнала в океанических волноводах со взволнованной поверхностью. Предложен алгоритм расчета корреляционной матрицы сигнала на апертуре горизонтальной антенной решетки (АР), учитывающий интерференционную структуру акустического поля в звуковом канале. Коэффициент усиления антенны анализируется для трех методов пространственной обработки: стандартного метода ФАР, метода оптимальной линейной обработки и метода оптимальной квадратичной обработки. Приведены результаты численного моделирования для гидрологических условий Баренцева моря в зимний период. Основное внимание уделяется интерференционным осцилляциям коэффициента усиления АР и зависимости от параметров задачи его значений, “сглаженных” на масштабе интерференционной структуры акустического поля в волноводе.

Сазонтов А.Г. «Локализация источника в переменном по трассе волноводе в условиях неполной информации о пространственной изменчивости среды распространения» Акустический журнал, 68, № 6, с. 689-696 (2022)

Рассмотрена задача о локализации акустического источника в переменном по трассе волноводе, в котором происходит взаимодействие нормальных волн, приводящее к связи между их амплитудами. Для рассматриваемого сценария построен адаптивный алгоритм пониженного ранга, учитывающий отличие ожидаемой реплики сигнала от истинной и не требующий знания соответствующих элементов матрицы связи. Путем статистического моделирования установлено, что реализованный способ оценивания дает значительное преимущество как в точности измерения координат, так и в достигаемой с его помощью вероятности правильной локализации по сравнению с традиционным методом MUSIC, не учитывающим эффекты взаимодействия мод.

Консон А.Д., Лободин И.Е., Волкова А.А. «Условия применимости методов пространственной локализации источника в подводном звуковом канале» Гидроакустика, № 51, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA51.pdf (2022)

Рассмотрена возможность получения информации о пространственной локализации источника широкополосного сигнала с использованием вертикально развитой антенны в подводном звуковом канале, когда свойства среды в различной степени стратифицированы на разных глубинах в пределах апертуры антенны. Проведено компьютерное моделирование в условиях реального подводного звукового канала в Черном море в летний период, которое дополнено натурными работами, проведенными в Средиземном море в осенний период. Показано, что в условиях существенной стратификации среды в окрестности вертикальной размерности антенны можно иметь различную передаточную функцию от наблюдаемого источника для разнесенных элементов антенны. С другой стороны, если вертикальные размеры антенны таковы, что в этих пределах среда может быть условно принята однородной, то на элементы антенны приходит сигнал, который можно рассматривать как единую суперпозицию плоских волн. Ключевые слова: гидроакустика, шумопеленгование, локализация, акустические лучи, подводный зву-ковой канал, вертикально развитая антенна.