Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.02 Акустика мелкого моря

 

Малова Т.И., Родионов А.А. «Наводнения Невы как комплексная научная проблема» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 56-61 (2023)

Изучение исторических наводнений Невы, в том числе до и после постройки Комплекса защитных сооружений, вековое закрепление нулей отсчета высот и глубин и прогноз изменения уровней акваторий – комплексная научная проблема, решение которой представляет практический интерес не только для Санкт-Петербурга, но и для всего арктического побережья. Одним из вариантов решения было создание глубинных скважинных реперных постов (ГСРП) или систем (ГСРС) в пределах Ленинградского (Санкт Петербургского) геодинамического полигона. Каждая из трех ГСРС включает четыре репера: один заложен на глубину грунтовых вод, два – над водоносными горизонтами, один – в кристаллический фундамент. Модернизация ранее отработанного эстонского проекта позволила довести точность наблюдений на ГСРС до уровня точности нивелирования I класса. Эффективность ГСРС была подтверждена в ходе откачки вод гдовского горизонта в Шепелево, что позволило выявить нестабильность типовых фундаментальных реперов I класса. Методические решения, отработанные на геодинамическом полигоне, должны быть внедрены в Арктике.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 56-61 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Ясников А.И. «Современное состояние и перспективы развития зарубежных безэкипажных надводных кораблей» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 125-128 (2023)

Повышение мирового интереса к изучению морских глубин и мелководных участков в коммерческих, научных и военных целях вызвало соответствующую потребность в развитии безэкипажных надводных кораблей. Рассматриваются последние разработки в области развития безэкипажных надводных кораблей, предоставляющие конкурентные преимущества странам, вовлечённым в данный процесс.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 125-128 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Куркин А.А., Куркина О.Е., Рувинская Е.А. «Пространственная структура бароклинных течений на северо-восточном шельфе о. Сахалин (негидростатическое численное моделирование)» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 214-217 (2023)

Представлены результаты численного моделирования динамики внутренних волн на северо-восточном шельфе о. Сахалин при генерирующем воздействии баротропного прилива с использованием параметризованных функций рельефа дна и стратификации плотности из климатических атласов. Показано, что бароклинная компонента вносит существенный вклад в поле течений и имеет сложную пространственную структуру. Выделено несколько режимов трансформации длинных волн, получены оценки амплитуд как волн бароклинного прилива, так и короткопериодных внутренних волн, генерируемых на их фронтах.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 214-217 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Шишкина О.Д. «Исследование кинематики потока стратифицированной жидкости над поперечно неоднородным дном» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 218-221 (2023)

На основе данных натурных измерений и дистанционного зондирования параметров вдольбереговых течений в различных зонах акватории Каспийского моря определены критические параметры процесса интенсивного взаимодействия потока стратифицированной жидкости с твердым поперечно неоднородным дном ступенчатого типа.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 218-221 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Софьина Е.В., Каган Б.А., Тимофеев А.А. «Параметризация приливного (волна М2) диапикнического перемешивания при моделировании регионального климата моря Лаптевых в летний период» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 226-228 (2023)

Предлагается способ учета, индуцируемого внутренними приливными волнами диапикнического перемешивания, основанный на модельных оценках диссипации бароклинного прилива. Для воспроизведения динамики и энергетики бароклинного прилива (волна М2) в море Лаптевых привлекается трехмерная гидростатическая модель высокого разрешения. Нескорректированный и скорректированный (за счет приливной диапикнической диффузии) коэффициенты вертикального турбулентного перемешивания отличаются друг от друга на несколько порядков величины в локальных областях с выраженной приливной динамикой и изрезанным рельефом дна. Можно ожидать, что вклад эффектов внутренних приливных волн в формирование климата моря Лаптевых будет значимым наряду с другими климатообразующими факторами.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 226-228 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «О средних потерях низкочастотного звука при распространении в двумерном волноводе со случайным дном и шероховатой проницаемой донной границей» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 241-244 (2023)

Для низкочастотного звукового сигнала, распространяющегося в двумерно-неоднородном мелководном волноводе, на основе статистического моделирования и локально-модового подхода рассмотрено влияние случайной батиметрии (флуктуирующей донной границы). Исследование проведено для условий мелкого моря, соответствующих прибрежным волноводам арктических морей. Особенностью здесь является присутствие почти однородного водного слоя при разнообразных характеристиках донных осадков. Для описания последних принята модель случайного импеданса. Для условий сильно пропускающей в среднем донной границы расчеты прогнозируют весьма слабое влияние флуктуаций батиметрии на среднюю интенсивность звука.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 241-244 (2023) | Рубрики: 07.02 07.03

 

Глухов В.А., Гольдин Ю.А., Родионов М.А. «Судовой поляризационный лидар ПЛД-1 и некоторые результаты его применения в прибрежных районах Черного моря» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 258-261 (2023)

Представлены результаты применения лидарного зондирования с борта судна с использованием поляризационного лидара ПЛД-1 в прибрежных районах Черного моря. Общее время проведения лидарной съемки составило около 50 ч. Собран большой массив данных. Обработка данных проведена с использованием аппроксимационного метода. В ряде случаев выявлено изменение положения границы между слоями, отличающимися по гидрооптическим характеристикам. Эта граница приурочена к глубине залегания пикноклина. Наблюдение за изменениями положения границы с течением времени позволило зарегистрировать квазипериодические колебания. Амплитуда и период этих колебаний по своим значениям близки к характеристикам короткопериодных внутренних волн, наиболее часто наблюдаемых в шельфовой зоне Черного моря.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 258-261 (2023) | Рубрики: 07.02 07.20

 

Волощенко Е.В., Тарасов С.П. «Волнограф для мониторинга гидроусловий на прибрежной акватории» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 262-265 (2023)

Рассмотрены физические принципы функционирования волнографа, применение которого обеспечивает измерение параметров как поверхностного ветрового волнения, так и скоростей течений в слоистой водной среде. В волнографе предложено использовать донное приемоизлучающее антенное устройство (ПАУ), статически сформированные парциальные лепестки результирующей ХН, которого равномерно квантованы по k телесным секторам в верхней полусфере, причем, за счет эффектов нелинейной акустики возможна их индивидуальная частотная окраска.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 262-265 (2023) | Рубрики: 07.02 07.20

 

Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «Резонансные явления в клиновидном волноводе и их верификация в инфразвуковом диапазоне частот» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 277-281 (2023)

Выполнено экспериментальное исследование звуковых полей в скалярно-векторном описании, создаваемых движущимся источником. Для обнаружения малошумного источника на фоне шумов ближнего судоходства использована вертикальная антенна, оснащенная комбинированными приемниками (КП), помехоустойчивость которых существенно увеличена использованием алгоритмов обработки по полному набору информативных параметров, характеризующих скалярно-векторную структуру звукового поля. В диапазоне частот, больших первой критической частоты модельного волновода, выполнен спектральный анализ потоков мощности в каналах комбинированного приемника. По результатам спектрального анализа определен набор резонансных частот волновода переменной глубины, возбуждаемых дискретными составляющими вально-лопастного звукоряда шумового источника. Большая часть обнаруженных резонансов хорошо соответствуют обобщённому решению, построенному в рамках несамосопряжённой модельной постановки.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 277-281 (2023) | Рубрики: 07.02 08.02

 

Касаткин Б.А., Злобина Н.В., Касаткин С.Б. «Модельные решения граничных задач и их верификация в мелком море в инфразвуковом диапазоне частот» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 282-286 (2023)

Получено обобщённое решение граничной задачи для волновода типа жидкий слой–твёрдое полупространство в несамосопряжённой модельной постановке в диапазоне частот, меньших первой критической частоты модельного волновода. Отмечены принципиальные отличия обобщённого решения от классического решения, полученного в самосопряжённой модельной постановке. Выполнено экспериментальное исследование звуковых полей в скалярно – векторном описании, создаваемых движущимся шумовым источником. Выполнена верификация модельных решений граничной задачи, обобщённого и классического, путём сравнения параметров вертикальной структуры скалярно-векторных звуковых полей и вихревой структуры векторных полей с экспериментальными данными. Экспериментальные данные однозначно подтверждают предпочтительность обобщённого решения.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 282-286 (2023) | Рубрики: 07.02 08.02

 

Кутузов Н.А., Витальский А.В., Костеев Д.А., Потапов О.А., Разумов Д.Д., Родионов А.А., Салин М.Б., Стуленков А.В. «Определение характеристик рассеяния крупномасштабных моделей в мелководных акваториях» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 290-295 (2023)

Работа посвящена развитию методов определения уровня звука отраженного, от крупных объектов при проведении измерений в мелководных акваториях, когда реверберационная помеха сильно влияет на точность и, в принципе, на возможность проведения таких измерений. Предложен алгоритм, который позволяет оптимально фокусировать линейную антенну на рассеиватель, подавляя посторонние отражения. Дополнительно сравнивается эффективность применения простых и частотно модулированных импульсов. Проведены испытания в диапазоне частот единиц килогерц на мелководной акватории глубиной 20 м.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 290-295 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Кравченко В.Н., Махнев Ю.В. «Оценка эффективности различных алгоритмов обнаружения низкочастотных гидроакустических сигналов в мелком море» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 296-300 (2023)

С использованием статистического моделирования получены оценки эффективности различных алгоритмов обнаружения низкочастотных гидроакустических сигналов для шумопеленгационной системы, функционирующей в мелком море, характеризующегося многомодовым распространением сигналов. Рассматривается зависимость отношения сигнал/шум от используемых алгоритмов обработки сигналов, отличающихся степенью согласования со средой распространения и вычислительными затратами.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 296-300 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Махнев Ю.В. «Оценка фазовых скоростей нормальных волн в мелком море по шумам судоходства с помощью линейной фазированной антенной решетки» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 301-304 (2023)

Предложен способ получения оценок фазовых скоростей нормальных волн по шуму, излучаемому рыболовными, транспортными и пассажирскими судами. Обоснована необходимость использования линейной фазированной антенной решетки. Показано, что для получения оценок фазовых скоростей необходимо знать, либо оценивать координаты судна. Использован шум на частотах, соответствующих дискретным составляющим в спектре шума от судов, что обеспечивает большое значение с/ш. Данный способ апробирован на экспериментальных данных. Проведено сравнение оценок фазовых скоростей, полученных по предложенному и импульсному методам.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 301-304 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Кравченко В.Н., Махнев Ю.В., Трофимов А.Т. «Синтез оптимального алгоритма пространственной обработки случайного волнового пакета, принимаемого на низкочастотную антенну в мелком море» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 305-308 (2023)

Статья посвящена синтезу оптимального алгоритма пространственной обработки низкочастотных гидроакустических сигналов, принимаемых на антенну в мелком море. Принимаемые сигналы описываются как случайные волновые пакеты. Показано, что оптимальный алгоритм, напрямую проистекающий из логарифма отношения правдоподобия, основан на Винеровской фильтрации. Получены асимптотически оптимальные приближения, позволяющие сократить вычислительные затраты.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 305-308 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Кравчун П.Н. «О влиянии геометрии системы акустического мониторинга мелкого моря на устойчивость решения при наличии подводных течений» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 309-312 (2023)

Статья посвящена синтезу оптимального алгоритма пространственной обработки низкочастотных гидроакустических сигналов, принимаемых на антенну в мелком море. Принимаемые сигналы описываются как случайные волновые пакеты. Показано, что оптимальный алгоритм, напрямую проистекающий из логарифма отношения правдоподобия, основан на Винеровской фильтрации. Получены асимптотически оптимальные приближения, позволяющие сократить вычислительные затраты.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 309-312 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Бурдуковская В.Г., Раевский М.А. «Влияние ветрового волнения и динамического шума на характеристики горизонтальной антенной решётки в мелком море» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 321-324 (2023)

Исследуется влияние корреляционных характеристик шума, генерируемого ветровыми источниками, на эффективность пространственной обработки сигналов, принимаемых горизонтальной антенной решеткой в океанических волноводах со взволнованной поверхностью. Проанализирован коэффициент усиления антенны при различных способах пространственной обработки сигнала. Приведены результаты численного моделирования для гидрологических условий Баренцева моря в зимний период. Проводится сравнение коэффициентов усиления антенны, рассчитанных с использованием модели ветрового шума и традиционной модели шума, некоррелированного на ее элементах.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 321-324 (2023) | Рубрики: 07.02 07.19

 

Ермошкин А.В., Капустин И.А., Костеев Д.А., Мольков А.А., Пономаренко А.А., Разумов Д.Д., Салин М.Б. «Определение состояния поверхности моря на основе акустического обратного рассеяния в среднем диапазоне частот» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 325-328 (2023)

В ходе двухнедельного эксперимента по дистанционному зондированию моря и измерениями контактными средствами на океанографической платформе на северном шельфе Черного моря излучались тональные импульсы среднего диапазона частот 1–3 кГц и измерялись характеристики волнения с помощью волнографического буя. Изучались особенности Доплеровского спектра обратного рассеяния звука в зависимости от состояния моря. С помощью алгоритма, основанного на решающих деревьях и метода повышения градиента, была натренирована модель, способная предсказывать значимую высоту и направление волн по признакам спектра обратного рассеяния.

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 325-328 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Мирончук А.Ф., Румянцев К.А., Светличный А.С. «Анализ результатов прямых и косвенных измерений in situ скорости распространения звука в морской воде отечественным гидрологическим зондом типа «ОЛД-1» и измерителем скорости звука miniSVP фирмы Valeport» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 410-413 (2023)

Представлены результаты сравнительного анализа профилей скорости звука, полученных в ходе вертикального зондирования измерителем скорости звука (ИСЗ) miniSVP фирмы «Valeport» и гидрологическим (электрическая проводимость, температура, давление, скорость звука) зондом типа «ОЛД-1», разработанным группой компаний «NAECO». Подтверждена сопоставимость метрологических характеристик зонда типа ОЛД-1 и ИСЗ в рабочих условиях. Приведены результаты сравнения синхронных прямых и косвенных измерений скорости звука, выполненных зондом типа «ОЛД-1». Показаны преимущества наличия канала прямых измерений скорости звука в составе зонда «ОЛД-1».

Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды Всероссийской конференции (14–16 сент. 2022 г.), с. 410-413 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Сидорякина В.В., Сухинов А.И. «Построение и исследование близости решений в L2 двух краевых задач для модели переноса многокомпонентных взвесей в прибрежных системах» Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1721-1732 (2023)

Рассмотрены пространственно-трехмерные модели процессов транспорта взвесей в прибрежных морских системах. Данные процессы имеют ряд характерных особенностей: высокую концентрацию взвесей (например, при осуществлении дампинга грунта на дно), значительное превышение ареала распространения взвесей по отношению к глубине акватории, сложный гранулометрический (многофракционный) состав взвеси, взаимные переходы между отдельными фракциями. Для описания распространения взвесей могут быть использованы начально-краевые задачи диффузии–конвекции–реакции. Предлагается на временной сетке, построенной для исходной непрерывной начально-краевой задачи, выполнить преобразование правых частей с “запаздыванием”, чтобы для функций – концентраций взвесей, входящих в правые части уравнений задачи и не относящихся к той фракции, для которой сформулирована начально-краевая задача для уравнения диффузии–конвекции, значения этих концентраций определялись на предыдущем временном слое. Такой подход позволяет упростить последующую численную реализацию каждого из уравнений диффузии–конвекции. Кроме того, если число фракций три и более, появляется возможность на каждом временном шаге организовать независимое (параллельное) вычисление каждой из концентраций. Ранее были определены достаточные условия существования и единственности решения начально-краевой задачи транспорта взвесей, а также построена и исследована консервативная устойчивая разностная схема, которая численно реализована для модельных и реальных задач. В настоящей работе приведены результаты исследования сходимости решения преобразованной “с запаздыванием” задачи к решению исходной начально-краевой задачи транспорта взвесей. Доказано, что разности решений начально-краевых задач (исходной и преобразованной, с “запаздыванием” в функциях правых частей на временной сетке) стремятся к нулю при стремлении параметра τ (шага временной сетки) к нулю со скоростью Oτ в норме гильбертова L2.

Журнал вычислительной математики и математической физики, 63, № 10, с. 1721-1732 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Кориненко А.Е., Малиновский В.В. «Натурные исследования геометрических размеров обрушений гравитационных волн» Морской гидрофизический журнал, 39, № 6, с. 814-830 (2023)

Цель работы исследовать временную изменчивость геометрических размеров обрушений ветровых волн в натурных условиях и оценить долю морской поверхности, покрытой пеной, используя распределение длин гребней обрушивающихся волн. Методы и результаты. Натурные исследования характеристик обрушений проводились со стационарной океанографической платформы, расположенной в 500 м от берега в районе поселка городского типа Кацивели (Черноморский гидрофизический подспутниковый полигон). Определение геометрических размеров обрушений в активной фазе и скоростей их движения осуществлялось по видеозаписям морской поверхности. В результате обработки последовательностей видеокадров сформированы массивы длин гребней, ширины и площадей пенных структур, изменяющихся во времени. Одновременно с видеозаписями регистрировалась метеорологическая информация. Выводы. Экспериментально установлена не зависящая от ветровых и волновых условий связь геометрических размеров барашка с длиной обрушивающейся волны: средняя ширина обрушения пропорциональна длине обрушивающейся волны, средняя площадь – квадрату длины несущей волны. Значения этих отношений равны 0,03 и 0,002 соответственно, что подтверждает геометрическое подобие обрушений. Показано, что длина и ширина индивидуального барашка увеличиваются с постоянной скоростью, значение которой определяется масштабом обрушивающейся волны. Геометрические характеристики обрушений, нормированные на длину обрушивающейся волны, линейно зависят от безразмерного времени и не зависят от масштабов и скоростей обрушивающихся волн. Для расчета доли морской поверхности, покрытой пеной, использовалось распределение длин обрушений. Показано, что значения натурных данных удовлетворительно согласуются с расчетами по модели, предложенной О.М. Филлипсом.

Морской гидрофизический журнал, 39, № 6, с. 814-830 (2023) | Рубрика: 07.02

 

Ермолаев В.И., Охрименко С.Н., Паршуков В.Н., Потапычев С.Н., Рубанов И.Л. «Сопоставление результатов функционирования сетецентрической системы освещения подводной обстановки в мелком море при работе в звуковом и низком звуковом диапазонах частот» Гидроакустика, № 55, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA55.pdf (2023)

Приводятся результаты сопоставления модельных исследований функционирования сетецентрической системы освещения подводной обстановки в мелком море при работе в звуковом и низком звуковом диапазонах частот

Гидроакустика, № 55, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA55.pdf (2023) | Рубрика: 07.02