Гулин О.Э., Ярощук И.О., Коротченко Р.А. «О средней интенсивности поля и отдельных мод низкочастотного звукового сигнала в мелководном волноводе со статистически неровной донной границей» Акустический журнал, 70, № 4, с. 517-535 (2024)

Для низкочастотного звукового сигнала, распространяющегося в горизонтально-неоднородном волноводе мелкого моря, на основе статистического моделирования в рамках метода поперечных сечений исследовано влияние флуктуирующей границы раздела между водным слоем и жидкими донными осадками. Моделирование проведено для гидрологических условий, во многих ситуациях, соответствующих мелководным зонам шельфа российских арктических морей. Особенностью этих акваторий является присутствие почти однородного водного слоя, лежащего на слабо консолидированных донных осадках с разнообразными характеристиками, в том числе с высокой степенью газонасыщенности. Изучена зависимость средней интенсивности звукового сигнала и составляющих его отдельных мод от параметров задачи: характерного масштаба флуктуаций границы раздела и импеданса этой границы, определяющего ее пропускающие свойства. Показано, что влияние флуктуаций батиметрии на среднюю интенсивность акустических мод имеет свои особенности по сравнению с влиянием случайных объемных неоднородностей скорости звука в водном слое и осадках, установленным ранее. Так, донные шероховатости относительно небольшого масштаба приводят в среднем к усилению затухания звукового сигнала при распространении в волноводе, причем это может происходить на сравнительно небольших расстояниях от источника. Увеличение отражательной способности неровной донной границы ослабляет эффект повышенного затухания звука так, что для типичных значений скорости звука в дне затухание на дистанциях 10–20 км от источника мало отличается от такового для невозмущенной горизонтальной границы.

Назаренко Ю.В., Сидоров Д.Д., Петников В.Г., Писарев С.В., Луньков А.А. «О точности оценок расстояния по времени распространения звуковых сигналов на арктическом шельфе» Акустический журнал, 70, № 3, с. 101-109 (2024)

В рамках численного моделирования проводятся оценки точности определения расстояния между подводными источниками и приемниками звука, находящимися на расстоянии в несколько километров друг от друга в Карском море в осенний период времени. Предполагается, что основным источником возможных ошибок при определении расстояния является отсутствие точных данных о вертикальном профиле скорости звука на трассе распространения акустических сигналов. Проанализированы данные сентября и ноября, в интервале между которыми имеют место существенные изменения профиля, когда вертикальный градиент скорости звука изменяется от отрицательных значений до положительных. Характерные значения вариаций скорости звука получены при статистической обработке гидрологических данных, взятых из базы World Ocean Database. Полученные результаты важны для анализа возможностей подводной акустической навигации.

Луньков А.А., Шерменева М.А. «Оценка расстояния до сосредоточенной неоднородности на акустической трассе в мелком море при наличии фоновых возмущений» Акустический журнал, 70, № 4, с. 566-581 (2024)

Рассматривается задача оценки положения сосредоточенной неоднородности на стационарной акустической трассе, организованной между одиночным источником звука и вертикальной приемной антенной в мелководном волноводе в присутствии фоновых возмущений. В качестве модельных неоднородностей выбираются локальное поднятие дна и солитоноподобная внутренняя волна. Расстояние от источника до неоднородности предлагается определять путем кепстрального анализа амплитуды первой волноводной моды, выделяемой на антенне, с предварительной деформацией частотной оси. С помощью численного моделирования изучается устойчивость этого подхода при наличии нескольких сосредоточенных неоднородностей или дополнительных возмущений: наклон дна, фоновые внутренние волны, ветровое волнение, неровности дна. Приводятся оценки отношения сигнал/шум, которое требуется для реализации предлагаемого подхода.

Раевский М.А., Бурдуковская В.Г. «Совместное влияние ветрового волнения и внутренних волн на когерентность низкочастотных акустических сигналов и эффективность их пространственной обработки в мелком море» Акустический журнал, 70, № 4, с. 592-607 (2024)

Аналитически и численно исследуется совместное влияние случайных внутренних волн и развитого ветрового волнения на когерентность и эффективность пространственной обработки узкополосных акустических сигналов в мелком море. Предложена теоретическая модель для корреляционной матрицы многомодового сигнала на апертуре горизонтальной антенной решетки (АР), использующая различие пространственно-временных масштабов флуктуаций акустического поля, обусловленных ветровыми и внутренними волнами. Приведены результаты численного моделирования для гидрологических условий в летний период. Коэффициент усиления антенны анализируется для трех методов пространственной обработки: метода ФАР, метода оптимальной линейной обработки и метода оптимальной квадратичной обработки. Основное внимание уделяется зависимости коэффициента усиления АР от интенсивности ветрового волнения и расстояния R между источником и антенной. Показано, что несмотря на гидрологию летнего типа, ветровое волнение может оказывать существенное влияние на коэффициент усиления горизонтальной антенны в широком диапазоне расстояний R∼10–100 км.

Мельников Н.П. «Изменчивость кавитационного порога морской воды в натурных условиях» Акустический журнал, 70, № 4, с. 582-591 (2024)

Приводятся и обсуждаются результаты измерений кавитационных порогов и некоторых гидрологических и гидрохимических параметров морской воды в различных районах Мирового океана. Показана устойчивая временная изменчивость величины кавитационных порогов на временных масштабах нескольких суток. Выявлена суточная, полусуточная и другие периодичности изменения величины кавитационных порогов.

Рутенко А.Н., Ковзель Д.Г., Гриценко В.А. «Автономные вертикальные акустико-гидрофизические измерительные системы «Моллюск-19» и «Моллюск-21»» Акустический журнал, 70, № 4, с. 636-648 (2024)

Автономные вертикальные акустико-гидрофизические измерительные системы «Моллюск-19» и «Моллюск-21» разработаны для исследования пространственно-временных неоднородностей поля скорости звука и модовых структур низкочастотных звуковых полей и внутренних волн. В статье приведено описание схемотехнических, конструктивных и программных решений, обеспечивших решение основной задачи, поставленной при разработке новых систем – улучшение их эксплуатационных качеств. Возможности применения систем для решения поставленных задач иллюстрируются результатами натурных измерений, проведенных на шельфе залива Посьет Японского моря.