Тарасов С.П., Воронин В.А., Пивнев П.П., Котляров В.В. «Экспериментальные исследования нелинейного взаимодействия акустических волн в мелком море» Нелинейная акустика-50. Научно-практическая конференция "Нелинейная акустика-50", Таганрог, 17 декабря 2015 г. Сборник трудов, с. 222-230 (2015). 254 с.

Целью данной работы являются экспериментальные исследования нелинейного взаимодействия акустических волн в мелком море. В статье представлены экспериментальные данные профиля дна на трассе распространения акустических сигналов, профиля скорости звука, вертикального распределения уровня сигнала. В заключении приводится анализ полученных результатов исследований.

Боджона С.Д., Сидоров Д.Д., Луньков А.А. «Моделирование низкочастотного шумового поля на Арктическом шельфе» Акустика среды обитания. Сборник трудов Девятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2024). Москва, 23–24 мая 2024 г., с. 49-55 (2024)

В рамках численного моделирования с применением широкоугольного параболического уравнения исследовано низкочастотное акустическое поле распределенных (ветровое волнение) и сосредоточенных (морское судно) шумовых источников. Получены диаграммы направленности шумов в горизонтальной и вертикальной плоскости и определена их пространственная изменчивость на мелководном участке Карского моря с неоднородной структурой дна. Продемонстрирована возможность обнаружения областей водоподобных донных осадков по вариациям шума проходящего корабля, регистрируемого вертикальной цепочкой гидрофонов. Результаты исследования являются важными для понимания принципов формирования акустических ландшафтов на арктическом шельфе.

Кириленко Р.С. «Применение OFMD сигналов для формирования гидроакустической связи» Акустика среды обитания. Сборник трудов Девятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2024). Москва, 23–24 мая 2024 г., с. 196-200 (2024)

Рассмотрено использование метода мультиплексирования посредством ортогональных несущих для построения гидроакустических систем подводной связи в условиях мелкого моря. Приведены современные способы применения OFDM модуляции в гидроакустических исследованиях. Показана перспективности использования мультиплексирования с ортогональным разделением частот. В качестве излучающей системы предложено использовать гидроакустическую параметрическую антенну.

Назаренко Ю.В., Сидоров Д.Д., Петников В.Г., Луньков А.А., Писарев С.В. «Оценка времени распространения звуковых сигналов для подводной навигации на шельфе Карского моря» Акустика среды обитания. Сборник трудов Девятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2024). Москва, 23–24 мая 2024 г., с. 291-298 (2024)

В ходе численного моделирования выполнены оценки вариаций времени распространения акустических сигналов между подводными источниками и приемниками звука, расположенными на разных глубинах в Карском море в осенний период. Изменения вертикального профиля скорости звука на акустической трассе являлись основной причиной таких вариаций. Информация о вертикальном распределении скорости звука получена на основе профилей температуры и солености, извлеченных из базы World Ocean Database. Показано, что наименьшие вариации времени распространения наблюдаются для источника и приемника звука, находящихся вблизи дна. Приведены модельные оценки точности определения расстояния по времени распространения звукового сигнала при осуществлении подводной навигации с использованием акустического маяка.

Долгих Т.Ф. «Метод годографа для решения задачи о мелкой воде под твердой крышкой» Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки, № 1, с. 15-24 (2021)

Исследована одна из математических моделей, описывающих поведение двух бесконечных в горизонтальном направлении соприкасающихся слоев идеальной несжимаемой жидкости под твердой крышкой, движущихся с различными скоростями. При большой разности скоростей слоев возникает неустойчивость Кельвина–Гельмгольца, приводящая к искажению границы раздела. В первоначальный момент времени граница раздела необязательно является плоской. С математической точки зрения поведение слоев жидкости описывается системой, в общем случае – четырех, а в упрощенном варианте – двух квазилинейных уравнений либо гиперболического, либо эллиптического типа в частных производных первого порядка. Для построения модели используются уравнения типа мелкой воды. В простом варианте модели, рассматриваемые в представленной работе, в пространственно-одномерном случае неизвестными являются граница раздела слоев жидкости h(x,t) и разность их скоростей γ(x,t). Основное внимание уделяется случаю эллиптических уравнений, когда |h|<1 и γ>1 . Для системы уравнений поставлена эволюционная задача Коши с произвольными достаточно гладкими начальными данными. Указана явная зависимость инвариантов Римана от исходных переменных задачи. Для решения задачи Коши, сформулированной в терминах инвариантов Римана, используется вариант метода годографа на основе некоторого закона сохранения. Такой метод позволяет преобразовать систему двух квазилинейных уравнений в частных производных первого порядка к одному линейному уравнению в частных производных второго порядка с переменными коэффициентами. Для линейного уравнения указана функция Римана–Грина, с помощью которой строится двухпараметрическое неявное решение исходной задачи. Явное решение задачи строится на линиях уровня неявного решения (изохронах) путем решения некоторой задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений. В итоге исходная задача Коши в частных производных первого порядка преобразуется к задаче Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений, которая решается численными методами. Ввиду громоздкости выражения для функции Римана–Грина рассмотрено некоторое асимптотическое приближение задачи, приведены результаты вычислений и их анализ.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. «Голографическая обработка движущихся источников в мелком море при наличии интенсивных внутренних волн» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 14, № 2, с. 197-204 (2022)

В мелководной акватории для двух частотных диапазонов на основе численного моделирования рассмотрено влияние интенсивных внутренних волн, вызывающих взаимодействие мод звукового поля, на формирование интерферограммы и голограммы движущегося источника. На голограмме спектральные плотности поля источника, соответствующие невозмущенному и возмущенному волноводу, разделены. Это позволило реконструировать интерферограмму невозмущенного поля в присутствии интенсивных внутренних волн. Определена относительная ошибка ее реконструкции. Оценено влияние возмущения на восстановление удаленности и радиальной скорости источника в присутствии возмущения.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. «Выделение мод шумового источника в мелком море методом голографической интерферометрии в присутствии интенсивных внутренних волн» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 14, № 3, с. 301-308 (2022)

Приведены результаты численного эксперимента по апробации голографического метода выделения мод шумового источника в мелководной акватории на фоне интенсивных внутренних волн, обусловливающих взаимодействие волн широкополосного источника звука. Выполнен анализ разрешения мод и восстановления их параметров. Показано, что эффекты взаимодействия мод не приводят к потере идентичности модовых характеристик сигнала.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. «Адаптивный алгоритм локализации шумовых подводных источников в мелководных акваториях» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 16, № 4, с. 533-544 (2024)

Представлен адаптивный помехоустойчивый алгоритм голографической обработки гидроакустических сигналов, обеспечивающий восстановление удаления и радиальной скорости подводных шумовых источников в мелководных акваториях при отсутствии информации о характеристиках среды распространения. Алгоритм строится на основе измеряемых величин голограммы источника. Приведены результаты численного моделирования. Выполнен анализ устойчивости алгоритма оценивания параметров источника по отношению к интенсивным внутренним волнам, обусловливающих горизонтальную рефракцию мод звукового поля.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Грачев В.И., Логачев В.В., Косенко И.М. «Голографический метод обработки гидроакустических сигналов высокочастотного источника в мелком море» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 16, № 4, с. 545-554 (2024)

The paper presents a method for holographic processing of high-frequency hydroacoustic signals using a vector-scalar receiver in shallow waters. The results of theoretical analysis and numerical modeling are presented. Interferograms and holograms for various components of oscillatory velocity and sound pressure are analyzed. It is shown that noise signals holographic processing using a vector-scalar receiver allows detecting a source and estimating a bearing. The results of the method verification in a numerical experiment are presented.

Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Tkachenko S.A., Pereselkov A.S., Grachev V.I. «Underwater noise source localization by a moving receiver based on holographic processing» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 16, № 7, с. 931-940 (2024)

The scenario of underwater situation mobile robotic monitoring by a single vector-scalar receiver placed on board a moving autonomous uninhabited underwater vehicle is presented. Underwater noise source detection and localization is based on holographic processing of sonar signals interferograms. An algorithm for restoring a moving underwater source parameters is described. The numerical simulation results are presented. The errors of restoring the source parameters are analyzed.

Матвиенко Ю.В., Кузькин В.М., Костенко В.В., Переселков С.А., Хворостов Ю.А., Грачев В.И., Ладыкин Н.В. «Гибридный автономный необитаемый подводный аппарат освещения подводной обстановки мелководных акваторий» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 17, № 1, с. 125-132 (2025)

Изложена конфигурация гибридного автономного необитаемого подводного аппарата, способного скрытно обеспечивать оперативный контроль подводной обстановки в удаленном районе мелководной акватории в течение заданного времени. Аппарат оборудован системами изменения плавучести и остойчивости, позволяющими, наряду с режимом движения работающих движителей, реализовать режим подводного глайдера. На борту аппарата размещены приемная векторно-скалярная антенна для приема и обработки информации в режиме реального времени, системы навигации и связи для передачи данных на пункт управления.

Волощенко Е.В. «Параметрическая излучающая антенна с многокомпонентным сигналом накачки для гидроакустического мониторинга мелководных водоемов» Научное приборостроение, 34, № 2, с. 102-111 (2024)

Рассмотрена возможность изменения эксплуатационных характеристик параметрической излучающей антенны (ПИА) с многокомпонентным сигналом накачки, в частности для повышения энергетического потенциала на формирующихся низкочастотных сигналах кратных частот при неизменной ширине основного лепестка характеристики направленности. Это достигается за счет использования в качестве сигнала накачки фазированных спектральных составляющих, находящихся в полосе пропускания излучающего электроакустического преобразователя, разность частот которых и определяет состав полигармонического низкочастотного сигнала, генерирующегося в водной среде. Данный способ формирования ПИА позволяет увеличить эффективность генерации зондирующих сигналов именно в длинноволновом диапазоне, что актуально при осуществлении измерений параметров движения слоистой морской среды. Особенности формирования широкополосного излучения волн разностной частоты позволяет использовать "бестелесную" ПИА в новом качестве – как инструмент для косвенной оценки степени неровности поверхности моря при проведении измерений гидроусловий на прибрежной акватории.

Боджона С.Д., Сидоров Д.Д., Петников В.Г., Луньков А.А. «Характеристики низкочастотного окружающего шума в мелком море с неоднородной структурой дна» Акустический журнал, 71, № 1, с. 79-87 (2025)

В рамках численных экспериментов анализируются характеристики низкочастотных шумовых полей в мелководных акустических волноводах с неоднородной структурой донных осадков, в том числе и в присутствии водоподобного дна. Рассматриваются две модели морского дна: идеализированная, с линейным изменением скорости звука в дне вдоль одной из декартовых координат, и реалистичная, где скорость звука в дне зависит от всех трех координат. Последняя модель близка к реальной ситуации в одном из мелководных районов Карского моря. Исследуются шумовые поля от распределенных приповерхностных источников (поверхностное волнение) и сосредоточенного источника (шум судна). Расчеты выполнены с помощью метода широкоугольного параболического уравнения. Получены усредненные горизонтальные и вертикальные характеристики направленности шумового поля поверхностного волнения, а также средние значения интенсивности в зависимости от положения приемной вертикальной антенны и частоты звука. Для областей дна с отличающимися свойствами построены пространственные зависимости уровня локального источника шума. Продемонстрирована возможность обнаружения водоподобных участков дна по записи шума движущегося судна на стационарную вертикальную акустическую антенну. В случае распределенных источников показано, что усредненные характеристики шума слабо зависят от скорости звука в дне. Ключевые слова: акустика мелкого моря, неоднородное дно, ветровое волнение, шум судна, широкоугольное параболическое уравнение DOI: 10.31857/S0320791925010091

Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю. «Оценка коэффициента отражения звука от дна на основе анализа пространственно-угловой структуры поля» Акустический журнал, 71, № 1, с. 88-95 (2025)

Обсуждается метод оценки коэффициента отражения звука от дна волновода по данным измерений поля с помощью вертикальной решетки на различных дистанциях от источника. Для анализа пространственно-угловой структуры регистрируемого поля применяется заимствованный из квантовой теории метод когерентных состояний. Акустический аналог разложения по когерентным состояниям позволяет построить фильтр для выделения компоненты поля, представляющей вклад заданного узкого пучка лучей. Отношение амплитуд такой компоненты поля до и после отражения от грунта дает оценку коэффициента отражения центрального луча. Эффективность подхода протестирована на данных численного моделирования. Приведены результаты его применения для обработки данных озерного эксперимента. Ключевые слова: подводный звуковой канал, когерентные состояния, лучи, коэффициент отражения DOI: 10.31857/S0320791925010109

Салин Б.М., Баханов В.В., Кемарская О.Н., Салин М.Б. «Исследование спектральных характеристик реверберации в мелком море при разнесении в пространстве точек излучения и приема сигнала» Акустический журнал, 71, № 1, с. 118-128 (2025)

Исследованы характеристики реверберационной помехи, возникающей в морской среде при излучении длинных тональных импульсов в бистатической схеме акустического зондирования. При зондировании тональными импульсами обеспечивается необходимое разрешение для исследования как доплеровского спектра, так и временного развития реверберационного сигнала. Представленная теоретическая модель применима и к прямым задачам – прогноз характеристик реверберации при заданном состоянии моря, и к обратным задачам – определение свойств морской среды, главным образом ее приповерхностного слоя, по результатам акустического зондирования. Модель основана на представлении рассеянного сигнала в виде суперпозиции отражений от распределенных по глубине рассеивателей, движущихся по круговым траекториям со скоростями, определяемыми максимальной амплитудой и периодом ветровых волн. Статья является продолжением цикла работ авторов и расширяет применимость полученных ранее результатов на случай существенно разнесенных источников и приемников звука. Результаты моделирования находят подтверждение в экспериментальных данных по таким параметрам, как ширина доплеровского спектра и закон спадания интенсивности реверберации во времени. Ключевые слова: бистатическая реверберация в море, сила рассеяния, поверхностное рассеяние, рассеяние на пузырьках, спектр реверберации DOI: 10.31857/S0320791925010125

Кузькин В.М., Переселков С.А., Грачев В.И., Косенко И.М., Ладыкин Н.В., Переселков А.С. «Локализация движущегося шумового источника в мелководной акватории с нерегулярной батиметрией» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 16, № 8, с. 1081-1088 (2024)

Приведены результаты численного эксперимента по восстановлению параметров движущегося подводного шумового источника в мелководной акватории с нерегулярной батиметрией в форме берегового клина. Решение задачи локализации источника выполнено на основе голографической обработки шумовых сигналов. Рассмотрен случай горизонтальной рефракции мод звукового поля. В качестве приемной системы использован одиночный векторно-скалярный приемник.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Ладыкин Н.В., Куцов М.В. «Голографический метод локализации движущегося подводного источника звука в присутствии интенсивных внутренних волн» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 15, № 3, с. 317-326 (2023)

В рамках численного эксперимента рассмотрена голографическая обработка шумоизлучения движущегося подводного источника звука в присутствии интенсивных внутренних волн, вызывающих горизонтальную рефракцию волн звукового поля. Интерференция невозмущенного и возмущенного полей формирует муаровую интерференционную картину (интерферограмму), маскирующую интерферограмму шумового источника. Регистрация муаровой интерферограммы с помощью двумерного преобразования Фурье позволяет разделить спектральные плотности невозмущенного и возмущенного полей. Это дает возможность реконструировать интерферограмму невозмущенного поля в присутствии интенсивных внутренних волн. Оценена относительная погрешность ее реконструкции. Проанализированы ошибки восстановления дальности и радиальной скорости источника, обусловленные горизонтальной рефракцией.

Есипов И.Б. «Развитие методов акустического зондирования неоднородной морской среды на принципах нелинейной акустики» Акустический журнал, 71, № 1, с. 8-15 (2025)

Приводится краткий обзор исследований акустического сигнала параметрической антенны в океане на мегаметровых дистанциях. Обсуждаются также особенности распространения широкополосного сигнала параметрической антенны в мелководном морском волноводе. В этом случае частотная дисперсия скорости распространения звука в морском волноводе позволяет обеспечить компрессию широкополосного одномодового сигнала. Такая компрессия приводит к росту эффективности зондирования морской среды. Обсуждается возможность ветвистого распространения направленного акустического излучения в неоднородном океане. Показано, что нелинейная акустика открывает новые, не реализуемые известными методами, возможности для применения гидроакустических антенн при дальнем распространении сигнала в неоднородной морской среде. Ключевые слова: параметрическая антенна, частотная дисперсия волновода, ветвистое распространение сигнала DOI: 10.31857/S0320791925010013

Арсеньев С.А., Эппельбаум Л.В. «Воздействие турбулентного трения на нелинейные волны цунами, бегущие по шельфу» Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность. Звенигород, 18–24 февраля 2024 года, с. 15-16 (2024). 214 с.