Элбакидзе А.В., Каевицер В.И., Смольянинов И.В., Пивнев П.П., Тарасов С.П., Воронин В.А. «Автономные комплексы для исследования дна и донных отложений мелководных водоемов» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 6-18 (2018)

Приведено описание экспериментальных многофункциональных комплексов обследования дна и донных грунтов мелководных районов водоемов, установленных на моделях автономных катеров. Автономные комплексы разработаны во Фрязинском филиале Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук (в ФИРЭ им. Котельникова РАН) и Институте нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета (ИНЭП ЮФУ). Комплекс экологического мониторинга разрабатываемый в ФИРЭ им. Котельникова РАН размещается на платформе маломерного катамарана JABO 5C и состоит из гидролокатора бокового обзора и профилографа собственной разработки. Комплекс разрабатываемый на кафедре электрогидроакустической и медицинской техники ИНЭП ЮФУ базируется на разработанном совместно с Таганрогским колледжем морского приборостроения (ТКМП) необитаемом катере и состоит из гидролокатора бокового обзора и параметрического профилографа, разработанных совместно ИНЭП ЮФУ и ООО «НЕЛАКС». Представлена структурная схема комплекса экологического мониторинга, приведены фрагменты «акустической карты» дна, эхограммы полученные с помощью ГБО, профилографа и параметрического профилографа. Приведены основные технические характеристики гидроакустических приборов входящих в автономные комплексы. Представлены экспериментально измеренные на уникальной научной установке «Имитационно-натурный гидроакустический комплекс» ЮФУ диаграммы направленности параметрической антенны параметрического профилографа. Приведена траектория движения (галсы) судна при получении гидролокационных данных. Приведены экспериментальные результаты работы комплексов по обследованию дна мелководных районов водоемов, подтверждающие перспективность их использования для различных задач.

Рутенко А.Н., Манульчев Д.С., Козицкий С.Б. «Исследование распространения акустических сигналов из моря на сушу» Акустический журнал, 65, № 3, с. 343-352 (2019)

Экспериментально и теоретически исследуются особенности распространения на сушу низкочастотных тональных и импульсных акустических сигналов, генерируемых в море. Показана точность определения характеристик сигналов и, в частности, потерь при распространении с помощью относительно простых измерительных средств (гидрофон, помещенный в небольшую емкость с водой). Продемонстрированы результаты расчетных оценок параметров звуковых полей на морском берегу, формируемых источником, работающим в водном слое. Вычисления выполнены с помощью расчетной программы, основанной на использовании параболического уравнения в горизонтальной плоскости и вертикальных волноводных мод.

Носов М.А., Колесов С.В., Нурисламова Г.Н., Большакова А.В., Семенцов К.А., Карпов В.А. «Роль силы кориолиса в динамике волн, возбуждаемых в океане глубокофокусными землетрясениями» Вычислительные технологии, 24, № 1, с. 73-85 (2019)

На примере сейсмического события, обладающего магнитудой и механизмом глубокофокусного землетрясения у берегов Фиджи 19.08.2018, теоретически исследована связь параметров источника цунами с глубиной землетрясения. Показано, что сильные глубокофокусные землетрясения способны создавать обширные области косейсмических деформаций дна, размер которых сопоставим с баротропным радиусом деформации Россби. Волны цунами, формируемые такими источниками, обладают необычайно большой длиной и поэтому подвержены влиянию силы Кориолиса. Это влияние может варьироваться от существенного в высоких широтах до малозначительного в приэкваториальных районах. Методом численного моделирования исследовано влияние силы Кориолиса на слабые волны цунами, вызванные Фиджийским землетрясением 2018 г.

Носов М.А., Колесов С.В. «Комбинированная численная модель цунами» Математическое моделирование, 31, № 1, с. 44-62 (2019)

Построена численная модель, описывающая динамику поверхностных гравитационных и акустических волн, возбуждаемых в океане малыми динамическими деформациями дна. В основу модели положена линейная потенциальная теория. Модель представляет собой комбинацию двух динамически сопряженных блоков: глубоководного и мелководного. Глубоководный блок решает трехмерную задачу потенциальной теории волн в сигма-сферических координатах, мелководный блок – двумерную задачу теории длинных волн в сферических координатах. Изложены результаты тестирования модели с применением аналитического решения задачи для плоского горизонтального дна. Проведен сравнительный анализ результатов воспроизведения цунами на Центральных Курилах 15.11.2006 и 13.01.2007 с использованием вновь построенной и традиционной длинноволновой моделей.

Луканенков А.В. «Микросейсмы на частотах резонанса Шумана» Инженерная физика, № 1, с. 11-20 (2019)

Приводятся результаты обработки сейсмического шума на пяти «тихих» сейсмических станциях. По результатам спектрального анализа установлен эффект: отклонение (повышение) спектральной плотности мощности сейсмического шума около 8 Гц. Доверительная вероятность выявления этого эффекта P_final практически равна 1. Обнаруженный эффект носит глобальный характер и, по-видимому, является следствием влияния первой моды волн Шумана. Обнаруженный эффект не зависит от типа сейсмоприемников

Ткачева Л.А. «Волновое движение в ледяном покрове с трещиной при равномерном движении нагрузки» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 17-35 (2019)

Методом Винера–Хопфа получено аналитическое решение задачи о поведении ледяного покрова с прямолинейной трещиной при равномерном движении области давления прямоугольного вида, моделирующей судно на воздушной подушке. Ледяной покров моделируется тонкими упругими полубесконечными пластинами постоянной толщины на поверхности идеальной несжимаемой жидкости конечной глубины. Рассмотрены две конфигурации: 1) две полубесконечные пластины со свободными краями (толщины которых могут быть различными) разделены трещиной; 2) жидкость ограничена вертикальной стенкой, и край ледяного покрова может быть как свободным, так и примороженным к стенке. В случае контакта пластин одинаковой толщины, а также при наличии стенки решение получено в явном виде. Показано, что в случае контакта идентичных пластин со свободными краями при движении нагрузки со сверхкритической скоростью возбуждаются краевые волноводные моды вдоль трещины. Исследованы волновые силы, действующие на движущееся тело, а также прогибы пластин в зависимости от их толщин и скорости движения нагрузки при докритическом и сверхкритическом режимах.

Балакин Р.А., Вилков Г.И. «Адаптация гидроакустического канала связи с технологией OFDM к негативному влиянию дрейфующего ледяного покрова» Акустический журнал, 65, № 2, с. 223-231 (2019)

Проведены натурные исследования влияния дрейфующего ледяного покрова на вероятность битовых ошибок в гидроакустическом канале связи, построенном по технологии Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) – мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов. Определены количественные оценки влияния дрейфующего льда на отраженный от нижней поверхности льда многочастотный фазо-модулированный сигнал с технологией OFDM. Негативное влияние проявляется в расширении спектра несущих частот и в снижении взаимной корреляции частотно-фазовых сдвигов между несущими частотами в точке приема. В результате расширения спектра и скачкообразных изменений фазы информационных сигналов резко возрастает вероятность битовых ошибок при приеме. Предложены способы выбора оптимальных параметров широкополосного OFDM-сигнала, позволяющие нейтрализовать негативное влияние ледяного покрова и осуществлять передачу сигнала по гидроакустическому каналу связи с заданными характеристиками.

Черных Д.В., Юсупов В.И., Саломатин А.С., Космач Д.А., Константинов А.В., Силионов В.И., Мазуров А.К., Салюк А.Н., Шахова Н.Е., Густафсон О., Колюбакин А.А., Гершелис Е.В., Лобковский Л.И., Семилетов И.П. «Новый акустический метод количественной оценки пузырькового потока метана в системе донные отложения – водная толща и его реализация на примере Моря Лаптевых, Северный Ледовитый океан» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 329, № 11, с. 153-167 (2018)

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки научно-обоснованного подхода к количественной оценке пузырькового переноса метана (СН_А) и других газов на основе акустических методов, позволяющих проводить достоверную оценку потока метана из областей его пузырьковой разгрузки с помощью эхолотов и гидролокаторов. Цель исследования: разработка репрезентативного акустического метода количественной оценки потока метана из областей пузырьковой разгрузки в системе донные осадки – водная толща, основанного на определении количества всплывающих пузырьков, по данным о сечении их обратного рассеяния; обоснование репрезентативности разработанного метода путем сравнения с методом, основанным на проведении специальной калибровки научного эхолота по искусственному газовому факелу. Объекты: газовые факелы – эманации газа в виде всплывающих со дна пузырьков, которые образуют в водной толще устойчивые области их повышенной концентрации. Разработанные авторским коллективом методы оценки потока СН₄ из областей пузырьковой разгрузки, основанные на измерении: 1) сечения рассеяния всплывающих пузырьков; 2) калибровки по искусственному газовому факелу. Представлен обзор современных акустических дистанционных методов, применяемых для оценки потоков СН₄ в водной толще, связанных с выходящими из дна и всплывающими пузырьками. На примере обширной области пузырьковой разгрузки СН₄ на шельфе моря Лаптевых обоснована репрезентативность предложенного нового метода, основанного на расчете по сечению обратного рассеяния всплывающих пузырьков СН_А. Показано, что оценки величины пузырькового потока, полученные двумя методами: 1) новым методом, разработанным авторами, и 2) методом калибровки эхолота по искусственному газовому факелу, дают схожие результаты: 0,27±0,06 и 0,33±0,07 ммоль-м^–2с^–1 соответственно. Таким образом, на практике для дистанционной и оперативной оценки потоков СН_А с участков его пузырьковой разгрузки можно использовать оба метода, с учетом занижения расчета потока по сечению обратного рассеяния примерно на 20% относительно реальных значений.

Полетаев А.В., Полетаева Е.В. «Газогидраты азербайджанского сектора южного Каспия: термодинамика, сейсмоакустика и газопроявления» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 329, № 12, с. 164-178 (2018)

Геологическое строение и батиметрия морского дна глубоководной части Каспийского моря указывают на возможность образования значительных объемов газогидратов. Анализ опубликованных и неопубликованных материалов по газогидратам Каспийского моря показал, что в основном все работы базируются лишь на изучении скопления газогидратов Элм, Боздаг, площади Абшерон, а также термодинамических факторах региона (без учета реальных значений температуры и давления) с целью определения возможной зоны их скопления. Цель исследования заключается в подсчете объема углеводородных газов газогидратов по термодинамическим данным, а также в изучении и прогнозировании их поступления в верхнюю часть разреза. Объектом исследования являются отложения верхней части разреза. Несмотря на большой фактический материал, имеющийся в различных организациях, верхняя часть разреза в связи с оценкой газоносности является наименее изученной и описанной в литературе зоной. Это связано с тем, что основной интервал исследований в Южном Каспии сосредоточен в участках с высоким потенциалом нефти и газа. Этим интервалом является продуктивная толща и подстилающие отложения, вошедшие в зону интенсивной генерации нефти и газа. Более молодые отложения, накопившиеся до абшеронского региояруса, в подавляющем случае состоящие из глинистых осадков, не представляли интереса. Во многих работах эта зона описывается как нерасчлененная толща четвертичных отложений. Методы исследования основаны на моделировании термодинамического равновесия углеводородных газов с целью установления зоны формирования газогидратов. В работе использованы данные температур и давления, замеренные в скважинах Южного Каспия, а также данные 160 сейсмоакустических профилей, разрезы интервальных скоростей и данные по нефтегазо-проявлениям в пределах шельфовой зоны Южного Каспия. В результате исследования термодинамического равновесия рассчитаны объемы зон газогидратов. Исходя из расчетов установлено, что суммарные объемы газа для изучаемой площади отложений составляют 1,15·10³ м³ газа. В результате интерпретации сейсмоакустических данных установлено, что интенсивность проявлений газа изменяется как по площади, так и с глубиной. В зонах, прилегающих к глубоководной части Южного Каспия, присутствие аномалий, характерных для газовых зон, увеличивается по сравнению с прибортовыми зонами. В результате анализа данных по газопроявлениям можно прийти к выводу, что верхняя часть разреза Южного Каспия сильно обогащена газом, причем интенсивность газопроявлений в нижней части наиболее высокая. Нефтепроявления на структурах Хали, Чилов адасы, Палчыг Пильпиля, Чираг указывают на то, что эти структуры более благоприятны для поисков нефтяных залежей. Пластовая вода зафиксирована в широком интервале глубин. Полученные выводы дают основание прогнозировать поступление значительных объемов флюидов в верхнюю часть разреза глубоководной части Южного Каспия.