Буланов В.А., Корсков И.В., Стороженко А.В. «Рассеяние звука и изменчивость структуры верхнего слоя в Японском и Охотском морях» Подводные исследования и робототехника, № 3, с. 83-96 (2024)

Представлены результаты исследований рассеяния звука в Японском и Охотском морях в различные годы. Актуальность исследований связана с необходимостью создания оперативных методов проводить оценку изменчивости структуры морской среды в процессе непрерывного движения судна. Данное обстоятельство особенно важно вблизи фронтальных зон и границ течений, когда характеристики среды изменяются на небольшом расстоянии и поэтому никакие контактные методы не позволяют осуществлять подробную пространственную съемку структуры среды вблизи таких границ. Разработан эффективный акустический метод на основе рассеяния звука, позволяющий на различных частотах проводить изучение структуры звукорассеивающих слоев, включая пузырьки, планктон, подводные газовые факелы. Измерения коэффициентов рассеяния звука проводились на ходу судна и на отдельных станциях на частотах от 12 до 100 кГц. Проведены оценки биомассы планктона вдоль длинных трасс на основе рассеяния звука. Представлены исследования рассеяния звука в подводных газовых факелах, обнаруженных на границе шельфа в Японском море. Представленные теоретические модели позволили провести оценки концентрации газа в пузырьках, образующих газовые факелы, а также оценить общее количество газа, выходящее из обнаруженных газовых факелов на шельфе Японского моря.

Буренин А.В., Диденко В.В. «Оценка доплеровского смещения сложными сигналами в гидроакустическом волноводе» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 19-30 (2024)

Представлена методика оценки доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала. Методика базируется на применении сигнального пакета, состоящего из идентичных сигналов c «хорошими» автокорреляционными свойствами, и операции «свертки» принятого сигнала с самим собой на приемнике. Приведены результаты экспериментальной апробации методики, проведенной 17 августа 2013 года. Полученные натурные данные сравниваются с измерениями системы GPS и алгоритмами оценки доплеровского смещения.

Греков А.Н., Греков Н.А., Сычев Е.Н. «Оценка требований к точности сенсоров океанографических зондов при косвенном определении солености морской воды» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 59-73 (2024)

Вопросы измерений массы растворенных веществ или абсолютной солености в условиях среды на месте (in situ) автоматизированными приборами по-прежнему остаются открытыми. Способы вероятного решения этих вопросов зависят от развития новых технологий в области океанографических измерений. Соленость относится к таким параметрам морской воды, которые прямо измерить in situ пока невозможно. До настоящего времени все известные, существующие или перспективные, способы определения солености являются косвенными. Цель данной работы – найти максимальные коэффициенты чувствительности с целью оценки неопределенности сенсоров входных величин и сравнения различных методов косвенного определения солености. Для решения указанной проблемы в работе используются методы прямых и обратных задач метрологии. В работе эти задачи были решены для четырех принципиально различных методов косвенного (расчетного) определения солености морской воды: 1) метода относительной электропроводности (МОЭ), 2) метода скорости звука (МСЗ), 3) метода плотности (МП) и 4) метода показателя преломления (МПП). В зависимости от условий среды найдены максимальные значения коэффициентов чувствительности (всего 13 коэффициентов) для выходной величины (солености) по всем входным параметрам каждого из методов. Посредством решения обратных задач для принятого условного базового уровня неопределенности солености и при максимальных коэффициентах чувствительности рассчитаны оценки неопределенности сенсоров входных параметров для каждого из четырех методов. Полученные результаты позволяют оценить требуемую точность сенсоров входных величин при любом заданном уровне неопределенности выходной величины или точности выходной величины при любом заданном уровне неопределенности сенсоров входных величин.

Буланов В.А. «Микроструктура, кавитационная прочность и нелинейность морской воды» Подводные исследования и робототехника, № 4, с. 40-54 (2024)

Практически важными свойствами реальных жидкостей являются их нелинейные свойства, к которым относятся нелинейный акустический параметр, а также кавитационная прочность–разрыв сплошности жидкости при высоких интенсивностях в акустической волне. Установлена связь порогов акустической кавитации, параметра акустической нелинейности жидкости и распределения газовых и парогазовых пузырьков при различной температуре жидкости. Показаны взаимосвязь этих характеристик для морской воды и соответствие между теоретическими и экспериментальными результатами. Цель работы – изучение взаимосвязи структурных неоднородностей деятельного слоя океана с нелинейными характеристиками морской воды. Новизна работы заключается в создании новых теоретических моделей, численного моделирования на их основе и экспериментальном изучении структуры морской среды с высоким пространственным и временным разрешением.

Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н. «Обобщенное представление волноводных инвариантов в глубоком море» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 325-328 (2024)

Вводится новое определение инварианта гидроакустического поля, основанное на устойчивой оценке – инвариантности ортогональных проекций градиентов фазы звукового давления на плоскости «расстояние–частота». Инвариант назван фазоэнергетическим (ФЭИ). Такое определение обобщает понятие инварианта для разных зон мелкого и глубокого моря, в том числе – для ближней и дальней зон освещенности и зоны тени глубокого моря. Во всех зонах ФЭИ практически равен «+1», кроме зон дислокаций, где наблюдаются непредсказуемые скачки фаз. Показано, что инвариант Чупрова в глубоком море имеет сингулярные значения во всех зонах, кроме зоны тени, где он совпадает по величине с ФЭИ.