Моргунов Ю.Н., Буренин А.В., Голов А.А. «Исследование особенностей глубоководного приема импульсных широкополосных сигналов при излучении из протяженного шельфа в Японском море» Акустический журнал, 71, № 5, с. 678-684 (2025)

Обсуждаются теоретические и экспериментальные результаты исследований распространения импульсных псевдослучайных сигналов в Японском море на квазистационарной акустической трассе протяженностью до 144 км при воздействии последствий тайфуна на гидрологические условия. Исследован случай распространения сигналов с центральной частотой 400 Гц из протяженного шельфа в глубокое море при осуществлении приема на глубинах 69, 126, 680 и 914 м. Для приема сигналов была использована дрейфующая система с распределенными по глубине до 1000 м гидрофонами с возможностью длительной регистрации на фиксированных глубинах. Анализ экспериментально полученных импульсных характеристик показал, что на всех горизонтах с одинаковым временем фиксируется группа лучевых приходов длительностью около 0.5 секунд с максимальным по амплитуде пиком, находящимся в большинстве случаев в центре. По результатам эксперимента были рассчитаны эффективные скорости распространения сигналов, принятых на различных глубинах, и сформулированы выводы о возможности решения задач высокоточного позиционирования подводных объектов различного назначения на глубинах до 1000 м и удалении на сотни километров от постов управления.

Сорокин М.А., Голов А.А., Шкрамада С.С., Гузовская А.Ч., Ткаченко П.Д., Сокиркина Д.В., Моргунов Ю.Н., Петров П.С. «Исследование времен прихода импульсных сигналов при распространении из мелкого моря в глубокий океан в волноводах Японского моря» Акустический журнал, 71, № 6, с. 824-834 (2025)

Представлено описание результатов натурного эксперимента, проводившегося в августе 2023 г. в Японском море по излучению и приему импульсных акустических сигналов для сценария “шельф–глубокое море”. Особенностью экспериментального волновода является деление на мелководную и глубоководную части, приблизительно равные по длине. Обсуждаются результаты математического моделирования распространения импульсных акустических сигналов из шельфовой зоны в глубокое море для данной трассы. Описана модовая структура поля в волноводе, получены теоретические оценки времен прихода модовых компонент акустического сигнала. Обнаружено и объяснено теоретически нетипичное для данного класса задач образование плотного пучка модовых компонент малых номеров. Данное явление связано как с конфигурацией волновода, разделенного в приблизительно равных долях на глубоководную и мелководную часть, так и с ориентацией акустической трассы под острым углом относительно градиента глубин, что создает условия для возникновения явления горизонтальной рефракции. Сопоставление экспериментальных импульсных характеристик волновода и оценок времен прихода дает основание полагать, что отличительной особенностью акустических трасс такого типа является расщепление основного пика импульсной характеристики волновода и появление вместо него двух (и более) локальных максимумов.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Моделирование низкочастотного гидроакустического поля в морских акваториях» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 22 (2025)

Проведено исследование низкочастотных гидроакустических волн (20–100) Гц, распространяющихся в глубоководных и мелководных акваториях мирового океана. На основе метода конечных элементов выполняется моделирование гидроакустического поля, излучаемого гармонически осциллирующим (пульсирующим) монополем, погруженным на глубину точки экстремума скорости звука. Для акватории глубокого океана (глубиной 3 км) исследуются эффекты рефракции волн, обусловленные стратификацией океана по скорости распространения звука. Выявлены зоны конвергенции, где имеет место концентрация волнового поля и схождение волновых лучей к свободной водной поверхности. Определена область, в которой возможно образование «подводного звукового канала». В случае акватории, соответствующей так называемому «мелкому морю» с глубиной порядка 200 м, показано влияние эффектов волноводной дисперсии, обусловленных модовой структурой, которые на дальних дистанциях доминируют над эффектами рефракции, хотя при распространении на незначительных дистанциях последние также присутствуют. Показано, что на рассматриваемых частотах на удалениях от источника порядка первых десятков километров в излучении присутствует несколько низших мод. Проведенное моделирование показывает возможность оптимального расположения приемной антенны по трассе с точки зрения достижения высокой эффективности регистрации сигнала.

Румянцева О.Д., Шуруп А.С., Зотов Д.И. «Восстановление скорости звука, плотности, коэффициента поглощения и его частотной зависимости в многочастотном режиме томографирования» Акустический журнал, 71, № 6, с. 866-880 (2025)

Рассматривается стационарная среда, содержащая неоднородности скорости звука, плотности и частотно зависящего коэффициента поглощения. Эти неоднородные акустические характеристики, включая степень частотной зависимости коэффициента поглощения, неизвестны и подлежат восстановлению на основе данных рассеяния на многих частотах. Сначала решением обратной задачи восстанавливается комплексная функция рассеивателя, которая содержит вклады от неоднородностей разных типов; после этого предлагается методика выделения из функции рассеивателя индивидуальных пространственных распределений всех искомых акустических характеристик. Приводятся результаты численного моделирования, иллюстрирующие возможности и ограничения предлагаемой методики при различных уровнях шумов в исходных данных. Показано, что наименьшей помехоустойчивостью обладает результат восстановления показателя степени частотной зависимости коэффициента поглощения. В то же время, восстановление скорости звука, плотности и коэффициента поглощения осуществляется с приемлемой точностью и высокой разрешающей способностью.

Буланов В.А., Стороженко А.В., Корсков И.В. «Пузырьковые облака и акустические аномалии в пограничных слоях океана» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 18 (2025)

Вовлечение пузырьков в толщу морской воды в поверхностных волнах приводит к появлению пузырьковых облаков, которые при сильном ветре могут достигать значительных глубин. Пузырьки могут также содержаться в придонных слоях в районах выхода подводных газовых факелов. Часто их сопоставляют с наличием газогидратных месторождений либо с выходом газов через трещины в земной коре вблизи активных вулканов. Пограничные слои – приповерхностный и придонный – играют большую роль в структуре океана. В работе обсуждаются методы и экспериментальные результаты по акустике и диагностике пограничных слоев в океане, содержащих двухфазную жидкость с газовыми пузырьками. Показаны возможности акустического зондирования для визуализации сложной структуры, динамики и диагностики аномалий физических свойств пограничных слоев. Представлены и обсуждены типичные экспериментальные результаты, полученные в дальневосточных морях. Показана аномальная структура рассеяния и распространения звука в приповерхностном слое моря, связанная с наличием пузырьковых облаков при сильном ветре. Представлены акустические оценки газа в пузырьковых факелах, выходящих из дна моря, которые согласуются с результатами других авторов, полученных в том числе неакустическими методами in situ. Ключевые слова: пузырьковые облака, поглощение, рассеяние звука

Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю. «Локализация источника звука в волноводе с использованием нейронной сети, обучаемой на данных численного моделирования» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 25 (2025)

Важным направлением современной акустики океана в последние годы стало активное применение методов машинного обучения для решения обратных задач. Одной из таких задач является оценка координат источника звука в волноводе по измерениям его поля с помощью вертикальной приемной решетки. В большинстве работ по данной тематике задача решается с использованием нейронной сети, входными данными которой служат элементы корреляционной матрицы (КМ) поля на решетке. Неизбежная неточность математической модели среды, особенно в условиях многолучевого распространения, ограничивает точность теоретического расчета КМ. Поэтому для обучения нейронной сети приходится использовать данные натурных измерений КМ на исследуемой акватории для различных положений источника. В докладе обсуждается альтернативный подход, в котором входные данные задаются распределением интенсивности регистрируемого поля в плоскости глубина–угол прихода. Это распределение, которое строится с использованием заимствованного из квантовой теории метода когерентных состояний, менее, чем КМ, чувствительно к неточностям модели среды. Показано, что это обстоятельство в ряде случаев поможет избежать сложной и дорогостоящей процедуры натурных измерений КМ и обучать нейронную сеть на синтетических (то есть полученных с помощью численного моделирования) данных. Ключевые слова: подводный звуковой канал, вертикальная решетка, когерентные состояния, нейросеть

Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н. «Сравнение характеристик инварианта Чупрова и фазо-энергетического инварианта в глубоком океане» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 69 (2025)

Для повышения эффективности оценки координат источника и помехоустойчивости обнаружения сигнала на фоне помех применяют различные алгоритмы согласованной или квазисогласованной со свойствами среды обработки. Одно из направлений работ предполагает использование устойчивых к изменению свойств среды волноводных инвариантов или инвариантных соотношений. В течение многих лет для этой цели применяется инвариант Чупрова. Позднее авторами было предложено использовать для указанных выше целей фазо-энергетический инвариант, свойства которого определяются градиентами фазы в зонах интерференционных максимумов и отличаются устойчивостью. В докладе приводятся результаты компьютерного моделирования и оценки инварианта Чупрова и фазо-энергетического инварианта в ближней и дальней зонах акустической освещенности и в зоне тени. Показано, что фазо-энергетический инвариант в зонах освещенности с большой точностью равен «1», а инвариант Чупрова в этих зонах неустойчив и изменяется в широких пределах. В зоне тени оба инварианта изменяются при увеличении расстояния более чем на порядок, но эта зависимость является инвариантной. Ключевые слова: глубокий океан, зоны освещенности и зона тени, зависимости от расстояния и характеристик волновода инварианта Чупрова и фазо-энергетического инварианта

Кириллова Е.М., Федотенков А.П. «Причины возникновения кавитации морской воды, обусловленные работой гидроакустических систем поиска» Морской вестник, № 4, с. 38-39 (2025)

Одним из важнейших факторов, влияющим на характеристики самоходного малогабаритного подводного аппарата (СМПА), является кавитация окружающей водной среды. Она влияет на качество работы гидроакустической системы (ГАС). Понимание природы и механизма кавитации важно при проектировании и эксплуатации всех современных СМПА.