Булатов В.В., Владимиров Ю.В. Динамика негармонических волновых пакетов в стратифицированных средах (2010)

Монография посвящена исследованию процессов возбуждения и распространения негармонических пакетов внутренних гравитационных волн в стратифицированных по вертикали, неоднородных по горизонтали и нестационарных средах, разработке асимптотических методов, являющихся обобщением пространственно-временного лучевого метода (метода геометрической оптики), исследованию критических явлений при генерации и эволюции внутренних гравитационных волн, а также разработке неспектральных методов анализа натурных измерений гидрофизических полей в океане. Предназначена для специалистов в области математического моделирования, гидродинамики, океанологии.

Григорьев В.А., Кацнельсон Б.Г., Badey M. «Флуктуации параметров звуковых сигналов в мелком море в присутствии интенсивных внутренних волн (теория и эксперименты SWARM’95 и SW06)» 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. 169-174 (2012)

Рассматривается широкий круг вопросов, связанных с флуктуациями характеристик звуковых сигналов, имеющих место при движении нелинейных (солитонообразных) внутренних волн. Исследуются флуктуации интенсивности, времени прихода, фазового и амплитудного фронтов (в горизонтальной плоскости) звукового поля для разных волноводных мод. Рассматриваются, как низкочастотные (частота менее 1 кГц), так и высокочастотные (частота 1–10 кГц) сигналы для разных случаев ориентации акустической трассы, что соответствует разным механизмам, ответственным за флуктуации поля – адиабатической изменчивости, горизонтальной рефракции и взаимодействию мод, а также разным методам описания – разложению поля по модам и лучевому приближению. Приводятся теоретические оценки, результаты численного моделирования и данные наблюдений, полученных в экспериментах на Атлантическом шельфе США – Shallow Water Acoustic in Random Media 1995 (SWARM’95) и Shallow Water 2006 (SW06).

Луньков А.А., Петников В.Г., Стромков А.А. «Фокусировка звука обращением времени в мелком море в присутствии фоновых внутренних волн» 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. 197-201 (2012)

Проведена оценка качества фокусировки низкочастотного звука в мелком море в присутствии анизотропного поля фоновых внутренних волн. Методика фокусировки основана на временном обращении волн при помощи одиночного приемно-излучающего элемента (трансивера). Показано, что в первоначальный момент времени внутренние волны практически не влияют на качество фокусировки в вертикальной плоскости вблизи пробного источника звука. В то же время фокусировка в горизонтальной плоскости наблюдается не по всей окружности с центром в точке расположения трансивера, как это имеет место в горизонтально однородном волноводе, а только вдоль некоторой дуги в окрестности пробного источника. Продемонстрировано, что фокусное пятно разрушается с течением времени при неизменном звуковом поле, излучаемом трансивером. Предложены алгоритмы обработки сигнала на трансивере, позволяющие получить устойчивую фокусировку звука при наличии внутренних волн.

Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. «Частотные смещения максимумов звукового поля в присутствии солитонов внутренних волн» 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. 245-248 (2012)

В рамках численного моделирования рассмотрены частотные смещения максимумов низкочастотного звукового поля, вызванные движением единичных солитонов внутренних волн вдоль акустической трассы. Для регистрации частотных смещений использован корреляционный метод. Проведен сравнительный анализ данных моделирования, полученных с учетом взаимодействия мод и адиабатического приближения.

Петников В.Г., Луньков А.А., Hwung Hwung-Hweng, Wang Yu-Huai, Yang Ray-Yeng «Влияние интенсивных внутренних волн второй моды на интерференционную структуру звукового поля в мелком море» 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. 249-253 (2012)

Исследовано влияние солитоноподобной внутренней волны (ВВ) второй гравитационной моды на интерференционную структуру звукового поля в частотной области. В качестве исходных данных для численного моделирования использованы результаты натурного эксперимента по регистрации интенсивных ВВ с помощью вертикальных стационарных термисторных цепочек. Эксперимент был проведен на шельфе Южно-Китайского моря в районе атолла Донгша. Продемонстрирована возможность оценки параметров ВВ второй моды при её движении поперек стационарной акустической трассы длиной в несколько десятков километров между неподвижными источником и приемником звука. Оценка основана на измерениях частотных смещений интерференционной структуры звукового поля.

Калашник М.В. «Распространение и захват инерционно-гравитационных волн в сдвиговых течениях (лучевая теория)» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 49, № 2, с. 240-252 (2013)

В приближении геометрической оптики (лучевая теория) исследован процесс распространения и захвата пакетов инерционно-гравитационных волн в сдвиговых океанических течениях. Показано, что при сильной устойчивой стратификации захват происходит в области антициклонического (горизонтального) сдвига скорости, в узком интервале частот, лежащем левее инерционной частоты. Вне этого интервала реализуется либо режим отражения пакета (луча) от слоя циклонического сдвига, либо режим свободного прохождения через сдвиговый слой. Представлен качественный анализ основных уравнений лучевой теории, получены аналитические выражения для свободных и захваченных лучей. Исследовано также влияние вертикального сдвига скорости на поведение лучей. Показано, что при убывающем с глубиной профиле скорости происходит двумерная (вертикальная) фокусировка лучей, при которой они концентрируются вдоль определенной широты. DOI: 10.7868/S0002351513020107.

Рубан В.П. «О модуляционной неустойчивости поверхностных волн на крупномасштабном сдвиговом течении» Письма в ЖЭТФ, 97, № 3-4, с. 215-220 (2013)

Рассмотрена задача о модуляционной неустойчивости слабонелинейной квазимонохроматической волны на поверхности глубокой воды при наличии коллинеарного стационарного крупномасштабного неоднородного течения (например, типа струи). В некотором диапазоне (тупых) углов падения волны по направлению к течению крутизна преломленной волны значительно увеличивается, что способствует усилению нелинейных эффектов, в том числе образованию так называемых аномальных волн (rogue waves). Выведено соответствующее данной ситуации нелинейное уравнение Шредингера с переменными коэффициентами, удобное для анализа модуляционной неустойчивости.

Didenkulova I.I., Nikolkina I.F., Pelinovsky E.N. «Rogue waves in the basin of intermediate depth and the possibility of their formation due to the modulational instability» Письма в ЖЭТФ, 97, № 3-4, с. 221-225 (2013)

Properties of rogue waves in the basin of intermediate depth are discussed in comparison with known properties of rogue waves in deep waters. Based on observations of rogue waves in the ocean of intermediate depth we demonstrate that the modulational instability can still play a significant role in their formation for basins of 20 m and larger depth. For basins of smaller depth, the influence of modulational instability is less probable. By using the rational solutions of the nonlinear Schrödinger equation (breathers), it is shown that the rogue wave packet becomes wider and contains more individual waves in intermediate rather than in deep waters, which is also confirmed by observations.