Вишневецкий В.Ю., Колесник Д.А., Старченко И.Б. «Система передачи данных по гидроакустическому каналу с использованием принципов нелинейной акустики» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 60-67 (2018)

Рассматриваются вопросы обеспечения подводной акустической связи с использованием параметрических антенн. Высокоскоростная передача данных с использованием гидроакустических средств является актуальной проблемой, поскольку является единственным видом связи для подводных применений. Данная задача решалась ранее, первые станции появились в период второй мировой войны. Однако увеличение объемов информации и современные технические возможности позволяют по-новому взглянуть на эту задачу. Разработка современной системы звукоподводной связи складывается из нескольких отдельных пунктов: разработка гидроакустических средств, способных обеспечить требуемую широкополосность для передачи звуковой и видео информации; разработка цифровых электронных средств и программного обеспечения для обеспечения скорости, безопасности и минимизации ошибок. Рассматривается первая задача, а именно вопросы проектирования гидроакустической излучающей антенны. Проблему широкополосности предлагается решить с помощью параметрических акустических антенн, работающих на физических эффектах нелинейного взаимодействия упругих волн в водной среде. Показано, что такие антенны не только лишены недостатков традиционных акустических излучателей, но и имеют ряд преимуществ, а именно, малые габариты, равномерность амплитудно-частотной характеристики, избирательность излучения и широкополосность. Выполнены расчеты с использованием базового уравнения гидролокации, модифицированного для систем звукоподводной связи при различных значениях коэффициента распознавания: для обеспечения минимального и максимального качества связи. Расчеты показали, что, несмотря на основной недостаток параметрических антенн – низкий коэффициент полезного действия – система может обеспечить дальности действия, необходимые для решения поставленных задач. Рассмотрена работа системы в двух режимах: низкочастотном 0,5–2 кГц и высокочастотном 20–30 кГц. При этом дальности действия составили от 0,8 до 1,8 км в низкочастотном режиме и от 6 до 10,5 км в высокочастотном режиме. Предложена сема реализации звукоподводной связи с применением параметрической антенны. В заключении сделан вывод о достоинствах такого рода антенн и возможности построения системы односторонней связи с одиночным водолазом или группой в пределах мелководной и небольшой акватории (до 10 м в глубину и до 1 км по дистанции).

Бондур В.Г., Серебряный А.Н., Замшин В.В., Тарасов Л.Л., Химченко Е.Е. «Интенсивные внутренние волны аномальных высот на шельфе Черного моря» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 1, с. 114-127 (2019)

Приведены результаты исследования цуга аномально больших для Черного моря внутренних волн с высотами ∼16 м и длинами 101–131 м. Измерения проводились в акватории вблизи г. Геленджик с помощью буксируемого акустического доплеровского профилометра течений (ADCP), гидрологического мини-зонда «RBR concerto», заякоренной термисторной цепочки, а также путем пространственного спектрального анализа космического радиолокационного изображения, полученного во время проведения подспутниковых измерений. Зарегистрированные внутренние волны имели нелинейный характер (солитоноподобная форма волновых профилей, дисперсия амплитуд, изменяющееся расстояние между гребнями и др.). Вертикальные компоненты скоростей орбитальных течений во внутренних волнах достигали 0.20 м/с. По пространственным спектрам космического радиолокационного изображения зарегистрированы квазимонохроматические спектральные максимумы, обусловленные поверхностными проявлениями внутренних волн с длинами, соответствующими измеренным по данным ADCP. Источником генерации этого аномального по высоте цуга внутренних волн являлись атмосферный фронт и связанная с ним область пониженного давления.

Микишанина Е.А. «Моделирование колебаний свободноплавающей бесконечной ледяной пластины» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки, № 3, с. 27-35 (2018)

В условиях холодного климата всегда остается актуальной проблема эксплуатации ледяного покрытия. В работе предлагается аналитический метод решения задачи о колебаниях свободноплавающей бесконечной ледяной плиты, контактирующей с водой, как тонкой плиты на упругом основании, для исследования которой применимы методы теории тонких оболочек и пластин. Метод основан на обобщенном дискретном преобразовании Фурье. Решение получено в классе почти периодических функций (рядов Бора–Фурье). Построена амплитудная функция колебаний произвольной тонкой плиты на упругом основании и бесконечной ледяной плиты, контактирующей с водой, в виде рядов Бора–Фурье. Показана принадлежность искомых функций классу почти периодических функций. Рассмотрен числовой пример, описывающий колебания ледяной плиты. Построены графики прогиба средней плоскости плиты в указанные моменты времени. Аналитическое решение подобных задач в виде рядов Бора–Фурье с функциональными коэффициентами значительно упрощает процесс решения и делает дальнейший процесс решения и графического представления довольно простым.