Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю., Любавин Л.Я. «Расплывание волнового пучка в подводном звуковом канале со случайными неоднородностями показателя преломления» Акустические измерения и стандартизация. Ультразвук и ультразвуковая технология. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов Научной конференции "Сессия Научного совета РАН по акустике и XXV сессия Российского акустического общества". Т. 2, с. 175-178 (2012)

Целью работы является анализ тех принципиальных ограничений на формирование узкого волнового пучка в глубоком море на дистанциях порядка сотен километров, которые возникают из-за рассеяния звука на случайных неоднородностях показателя преломления. Рассмотрен волновой пучок, распространяющийся вдоль траектории некоторого опорного луча. Его расплывание в плоскослоистом (невозмущенном) волноводе обусловлено так называемой волноводной дисперсией. Оно легко описывается как в модовом, так и лучевом представлениях поля. Нами получена аналитическая оценка дополнительного уширения пучка из-за рассеяния на флуктуациях показателя преломления, вызванных случайными внутренними волнами. Результат получен в приближении геометрической оптики. Для анализа искажений лучевых траекторий в присутствии случайных неоднородностей использован гамильтонов формализм, выраженный в канонических переменных действие–угол. В рамках этого формализма приближенное решение задачи удается найти с помощью относительно простой теории возмущений. Эффективность полученной оценки ширины пучка подтверждена результатами прямого численного расчета поля в отдельных реализациях случайно-неоднородного подводного волновода. Расчет выполнен методом параболического уравнения.

Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю., Любавин Л.Я. «Фокусировка звуковых импульсов методом обращения времени в нестационарном флуктуирующем подводном волноводе» Акустические измерения и стандартизация. Ультразвук и ультразвуковая технология. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов Научной конференции "Сессия Научного совета РАН по акустике и XXV сессия Российского акустического общества". Т. 2, с. 179-182 (2012)

Задачей исследования является оценка тех предельных дистанций, на которых фокусировка звуковых импульсов в глубоком море методом обращения времени еще является эффективной. Рассмотрена простейшая ситуация, когда для излучения и приема используются точечные источники и приемники. Методом параболического уравнения рассчитано звуковое поле в реалистичной модели волновода с флуктуациями скорости звука, вызванными случайными внутренними волнами. Предполагается, что статистика последних определяется эмпирическим спектром Гарретта–Манка. Моделируется распространение сигналов в прямом и обратном (с обращением знака времени) направлениях. Принципиально важно, что в моделировании учитывается нестационарность флуктуаций скорости звука. Поэтому в прямом и обратном направлениях сигнал проходит через несколько различающиеся неоднородности. В модели волновода именно это обстоятельство ограничивает область применимости метода на длинных трассах. Кроме прямых численных расчетов волнового поля, для оценки качества фокусировки в приближении геометрической оптики получены простые аналитические оценки. Показано, что в условиях типичных для глубоководных подводных звуковых каналов на умеренных и низких широтах метод обращения времени может эффективно работать на дистанциях до 300–400 км.

Баранов В.Ф. «Исследование информативных свойств звуков грозы в подводном звуковом канале» Акустические измерения и стандартизация. Ультразвук и ультразвуковая технология. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов Научной конференции "Сессия Научного совета РАН по акустике и XXV сессия Российского акустического общества". Т. 2, с. 183-185 (2012)

В процессе гидроакустического мониторинга необходимо не только вести непрерывное наблюдение за протеканием процессов жизнедеятельности биологических объектов, но и осуществлять контроль несанкционированной антропогенной деятельности: излучение мощных гидролокационных сигналов, работа рыбопоискового гидролокатора, проведение взрывных работ, бурение и др. При этом необходимо учитывать наличие альтернативных сигналов. Так альтернативными подводным взрывам являются звуки грозовых разрядов. В статье рассмотрены некоторые свойства таких сигналов и проведено сопоставление со свойствами подводных взрывов. В результате были сформулированы признаки, позволяющие отличать сигналы подводных взрывов от звуков грозы. В ходе выполнения работы были разработаны алгоритмы и программы, выполняющие распознавание сигналов гидролокатора, подводных взрывов и звуков грозы. С использованием натурных записей рассмотренных видов сигнала показана высокая эффективность разработанных алгоритмов и программ.

Смирнов А.В., Малеханов А.И. «Моделирование отклика протяженной горизонтальной антенны на частично-когерентный многомодовый сигнал в подводном звуковом канале» Акустические измерения и стандартизация. Ультразвук и ультразвуковая технология. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов Научной конференции "Сессия Научного совета РАН по акустике и XXV сессия Российского акустического общества". Т. 2, с. 209-212 (2012)

Выполнено моделирование функции пространственной когерентности многомодового акустического сигнала в горизонтальной плоскости случайно-неоднородного ПЗК в предположении, что принимаемый сигнал представляет собой сумму плоских волн, имеющих заданный спектр волновых чисел (продольных волновых чисел мод), амплитуды которых имеют некоторый (зависящий от дистанции) конечный масштаб взаимных корреляций. Дальнейший расчет проведен с целью количественной оценки влияния основных физических характеристик сигнала – спектра интенсивностей мод, спектра волновых чисел, масштаба межмодовых корреляций – на функцию отклика горизонтальной антенны в сравнении с откликом антенны на сигнал удаленного источника в свободном пространстве.

Вадов Р.А. «Усеченная "τ-R"-диаграмма для района субарктического фронта» Акустические измерения и стандартизация. Ультразвук и ультразвуковая технология. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов Научной конференции "Сессия Научного совета РАН по акустике и XXV сессия Российского акустического общества". Т. 2, с. 217-220 (2012)

При исследовании региональных различий условий распространения звука в подводном звуковом канале с середины 1980-х гг. с успехом используется такая характеристика временной структуры звукового поля, как усеченная "τ-R"-диаграмма. Построение ее сводится к определению времен распространения классических четверок, зарегистрированных на разном расстоянии от источника, относительно приосевого сигнала (на практике – относительно момента окончания водного сигнала), и последующей их нормировке. Нормировка заключалась в приведении"τ-R"-соотношений, полученных для различных ветвей классических четверок, к единому соотношению, соответствующему первой ветви (делением значений τ и R на номер ветви). Было замечено, что при этом изменения временной структуры звукового поля, обусловленные изменениями условий распространения вдоль исследуемой трассы, нивелируются. Для устранения этого недостатка предлагается ряд процедур, существенно повышающих чувствительность усеченной "τ-R"-диаграммы к пространственным изменениям гидрологических условий. На примере экспериментальных материалов опыта по дальнему распространению взрывных сигналов вдоль трассы, пересекающей субарктический фронт оценивается их эффективность.

Иванов В.П., Иванова Г.К. «К вопросу о распространении звуковых волн в неоднородной водной среде» Акустические измерения и стандартизация. Ультразвук и ультразвуковая технология. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов Научной конференции "Сессия Научного совета РАН по акустике и XXV сессия Российского акустического общества". Т. 2, с. 285-288 (2012)

Проводится анализ используемых в литературе аналитических выражений для коэффициентов отражения и прохождения звуковых волн, полученных в рамках лучевой теории на границе двух однородных водных сред с различными скоростями звука. Обнаружена неточность в написании фазы звуковой волны, а именно, в записи скалярного произведения двух параллельных векторов – волнового вектора и вектора траектории. Ее устранение не меняет вид формул для коэффициентов отражения и прохождения, но меняет условия их применения, а также устраняет ошибку при вычислении расстояния, проходимого волной в волноводах. Показано, что угол, при котором наблюдается полное внутреннее отражение, является углом заворота траектории звуковой волны в неоднородном по глубине волноводе. Предлагается альтернативный метод вычисления коэффициентов отражения и прохождения, основанный на рассмотрении трех волн (падающей, отраженной и проходящей) как векторов с известными направлениями. Приводится численный расчет коэффициентов отражения и прохождения, полученных двумя методами, вдоль траектории звуковой волны в волноводе.

Вадов Р.А. «Дисперсионные свойства черноморского подводного звукового канала» Акустика неоднородных сред. Ежегодник Российского акустического общества. Сборник трудов научной школы проф. С.А. Рыбака. Вып. 12, с. 131-140 (2012)

Рассматриваются уникальные особенности Черноморского подводного звукового канала (ПЗК). Оконечная часть взрывного сигнала, принятого в Черноморском ПЗК на расстоянии 200 км и более от источника, представляет собой квазигармонический сигнал с плавно меняющейся частотой и явно блочной структурой, хорошо согласующейся с блочной структурой спектра взрывного сигнала. Анализируются интерференционные явления, приводящие к экспериментально наблюдаемым частотно-временным характеристикам оконечной части взрывных сигналов. Проводится сравнительный анализ экспериментальных материалов, полученных с разницей в семь лет практически на одной и той же трассе дальнего распространения взрывных сигналов. Выясняются основные причины межгодичной изменчивости условий канального распространения звука в Черном море. Обсуждаются материалы аналогичного опыта, проведенного с более мощными зарядами и с расположением приемного судна в районе основного (периферийного) течения.

Акустические измерения и стандартизация. Музыкальная акустика. Ультразвук и ультразвуковая технология. Атмосферная акустика. Гидроакустика. Гидроакустика, Сейсмическая акустика. Сборник трудов Научной конференции "Сессия Научного совета РАН по акустике и XXIV сессия Российского акустического общества". Т. II (2011)

Доклады XIII научной школы-семинара академика Л. М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXIII сессией Российского акустического общества (2011)