Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по физике
На правах рукописи
УДК 534.24
ПЕРЕСЁЛКОВ Сергей Алексеевич
РАСПРОСТРАНЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО ЗВУКА
В СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНОМ МЕЛКОВОДНОМ
ОКЕАНИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ
Специальность 01.04.06 - Акустика
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертация на соискание ученой степени
доктора физико-математических наук
Воронеж - 2011
Работа выполнена на кафедре математической физики Воронежского государственного университета
ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор физико-математических наук,
профессор В.А. Буров
доктор физико-математических наук, А.Л. Вировлянский
доктор физико-математических наук,
А.Н. Рутенко
ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Учреждение Российской Академии Наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, г. Москва
Защита состоится У___Ф _________ 2011 г. в ______ часов на заседании Диссертационного совета Д-002.063.01 в Учреждении Российской академии наук Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-1, ул. Вавилова, 38.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института общей физики РАН
Автореферат разослан У____Ф ____________ 2011 г.
Ученый секретарь
Диссертационного совета Д-002.063.01
доктор физико-математических наук И.А. Маслов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
В нанстоящее время решение большинства гидрофизических задач, имеющих научное и прикладное значение, связано с использованием звуковых волн, распространяющихся в водной среде. Это вызывает повышенный интерес к исследованию распространения акустических полей в океане. Бурное развитие технической базы гидроакустических средств связи, локации и управления полями с одной стороны позволяет проводить все более точные и крупномасштабные измерения акустических полей в океанической среде, с другой стороны ставит задачу создания более реалистических моделей звуковых полей, позволяющих объяснять и предсказывать регистрируемые в экспериментах акустические эффекты. Океаническая среда характеризуется пространственно-временной изменчивостью, обусловленной внутренними волнами, поверхностными волнами, неровностями донной поверхности и т.д. Любое применение акустических волн в океане является плодотворным, если имеет место связь между вариациями распространяющихся сигналов и характеристиками встречающихся на его пути неоднородностей. Поэтому отыскание таких связей является одним из актуальных направлений в развитии акустики океана. Очевидным приложением данного направления может служить разработка новых методов наблюдения за постоянно меняющейся пространственно-временной структурой среды при помощи дистанционного акустического зондирования.
Распространение звука в случайно-неоднородных средах, к которым относятся и подводные звуковые каналы в океане, является объектом активных исследований на протяжении уже нескольких десятков лет. К настоящему моменту в океанической акустике наиболее полное исследование данной проблемы проведено в рамках лучевого подхода, который на низких частотах теряет свою эффективность. Для исследования низкочастотных акустических эффектов необходимо использовать модовый подход. Однако в большинстве работ в рамках модового подхода основное внимание уделено анализу усредненных характеристик звукового поля, сглаженных по масштабу межмодовых биений. При этом, как правило, рассматривались волноводы, характерные для глубоководной океанической среды, либо для мелкого моря использовались идеализированные модели мелководной океанической среды.
Таким образом, в настоящее время представляется актуальным в рамках модового подхода исследовать влияние пространственно-временной изменчивости мелководной океанической среды на распространение низкочастотного звукового поля. Данное исследование требует построения реалистичных моделей формирования акустических неоднородностей звукового канала и установления механизмов флуктуаций звукового поля, вызванных ими. Наиболее полным источником информации о структуре возмущения служит интерференционная картина поля, анализ которой позволяет развить новые подходы к мониторингу океанических неоднородностей. Интерференционная структура звукового поля является характеристикой наиболее чувствительной к изменчивости среды распространения. Устойчивые особенности в формировании интерференционной структуры в случайно-неоднородном звуковом канале позволяют решать ряд важных задач: во-первых, управлять прямыми звуковыми полями на основе принципа обращения волнового фронта, обеспечивая при этом компенсацию влияния неоднородностей океанической среды; во-вторых, управлять реверберационными сигналами - случайной составляющей звукового поля, вызванной обратным рассеянием на неоднородностях звукового канала; в-третьих, устанавливать связь между параметрами звуковых сигналов и характеристиками неоднородностей звукового канала, что может быть использовано при разработке новых подходов к мониторингу океанической среды.
Целью работы является:
Х разработка на основе модового подхода и апробация трехмерной модели пространственно-временной изменчивости звукового поля в случайно-неоднородном мелководном океаническом звуковом канале при наличии внутренних волн, поверхностных волн, неровностей дна; анализ распространения низкочастотного звука в таком звуковом канале;
Х изучение изменчивости интернференционной структуры звукового поля в случайно-неоднородной среде мелкого моря;
Х анализ возможности управления фокусировкой звукового поля и реверберационными сигналами на основе обращения волнового фронта в случайно-неоднородном океаническом звуковом канале;
Х разработка и апробация нового похода к мониторингу океанических неоднородностей, основанного на регистрации частотных смещений интерференционных максимумов звукового поля.
Методы исследования.
Для решения поставленных задач использовалось математическое моделирование, опирающееся на модовое представление звукового поля в случайно-неоднородном океаническом мелководном звуковом канале. Многократное рассеяние звуковых волн учитывалось в рамках взаимодействия мод. При описании горизонтальной рефракции звуковых волн, вызванных крупномасштабными неоднородностями, применялось параболическое приближение. Поправки к собственным значениям задачи Штурма-Лиувилля, вызванные нерегулярностью волновода, определялись в рамках теории возмущений. Результаты аналитически решенных задач подкреплены данными компьютерного моделирования и получили экспериментальное подтверждение.
С методической точки исследования можно разделить на два этапа. Во-первых, разработка компьютерной модели распространения звукового поля в трехмерном случайно-неоднородном мелководном океаническом звуковом канале, в присутствии внутренних волн и поверхностных волн, а также неровностей дна. Апробация модели на экспериментальных акустических данных, полученных в различных районах Мирового океана (Баренцево море, Желтое море, Атлантический шельф США). Во-вторых, исследование в рамках предложенной модели звукового канала механизмов формирования звукового поля; изменчивости интерференционной структуры; возможности управления фокусировкой звукового поля; управления донной и поверхностной реверберацией; разработка и апробация нового подхода к мониторингу океанических неоднородностей.
Научная новизна.
Для разработанной модели случайно-неоднородного мелководного океанического звукового канал в рамках выполненных исследований впервые:
Х установлены механизмы формирования пространственно-временной изменчивости звукового поля в случайно-неоднородной среде мелкого моря;
Х проанализированы возможности управления фокусировкой низкочастотного звукового поля в случайно-неоднородном океаническом звуковом канале путем изменением опорной частоты излучения, не меняя распределения обращенного поля на апертуре, сформированного в отсутствии возмущения среды распространения;
Х рассмотрены возможности управления сигналами донно-поверхностной реверберации на основе обращения волнового фронта в случайно-неоднородной среде мелкого моря;
Х построена теория флуктуаций частотных смещений интерференционных максимумов звукового поля, вызванных возмущением океанической среды;
Х предложен и теоретически обоснован корреляционный метод измерения частотных смещений интерференционных максимумов звукового поля;
Х теоретически обоснован и в рамках компьютерного моделирования апробирован новый подход к реконструкции океанических неоднородностей, основанный на измерении частотных смещений интерференционных максимумов звукового поля.
Практическая значимость.
Полученные результаты могут быть использованы для: компьютерного моделирования распространения звука и интерпретации экспериментальных данных наблюдений в различных мелководных акваториях океана; управления фокусировкой звукового поля и реверберационными звуковыми сигналами путем обращения волнового фронта; акустического мониторинга океанических неоднородностей.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Модель пространственно-временной изменчивости звукового поля в случайно-неоднородной среде мелкого моря. Результаты апробации модели на экспериментальных акустических данных, полученных в различных районах Мирового океана.
2. Механизмы формирования низкочастотного звукового поля, обусловленные присутствием внутренних волн, поверхностных волн и неровностей донной поверхности.
3. Результаты анализа изменчивости интерференционной структуры звукового поля в присутствии океанических неоднородностей.
4. Управление фокусировкой звукового поля на основе обращения волнового фронта в случайно-неоднородном океаническом звуковом канале путем изменения частоты излучения без изменения распределения обращенного поля на апертуре антенны. Использование обращения волнового фронта для управления сигналами донно-поверхностной реверберации.
5. Корреляционная теория флуктуаций частотных смещений интерференционных максимумов звукового поля, обусловленных возмущением океанической среды.
6. Корреляционный метод измерения частотных смещений интерференционных максимумов волнового поля.
7. Подход к акустическому мониторингу океанических неоднородностей, основанный на информации о частотных смещениях интерференционных максимумов волнового поля. Результаты модельного восстановления океанических неоднородностей на основе предложенного подхода.
Достоверность результатов.
Выводы работы подтверждаются результатами компьютерного моделирования, показавшим соответствие аналитическим расчетам и данным натурных измерений. Рядом ведущих специалистов у нас в стране и за рубежом получены результаты, находящиеся в тесной связи с частью представленных автором материалов.
Апробация результатов работы и публикации.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на сессиях Российского акустического общества (IV, VI, VII, IX, X, XII, XIII, XIV, XV,
XVI, XVII, XVIII, XIX, XX, XXI); на школах-семинарах УАкустика океанаФ
им. Л.М. Бреховских (VII, VIII, IX, X, XI, XII); на сессиях Американского акустического общества (135, 138, 140, 143, 145, 146, 147, 148); на Европейских конференциях по подводной акустике (V, VI, VII, VIII); на Нижегородских акустических научных сессиях (II, III, IV); на научном семинаре НЦВИ ИОФ РАН под руководством академика Ф.В. Бункина (1998, 2004, 2007, 2008, 2010 гг.); на конференциях: УOCEANS'96Ф (USA, Florida, 1996 г.), "IMDEX 97" (UK, London, 1997 г.); УSWAC'97Ф (China, Beijing, 1997 г.); "OCEANOLOGY INTERNATIONAL 97Ф (Singapure, 1997г.); УOCEANS'98Ф (France, Nice, 1998 г.); ISARS'98 (Austria, Vienna, 1998 г.); УSecond EAA International Symposium on HydroacousticsФ (Poland, Gdansk, 1999 г.); У17th Symposium on HydroacousticsФ (Poland, Jurata, 2000 г.); У5th International Conference on Theoretical and Computational AcousticsФ (China, Beijing, 2001 г.); У17th International Congress on AcousticsФ (Italy, Rome, 2001 г.); У6th ICES Symposium on Acoustics in Fisheries and Aquatic EcologyФ (France, Montpellier, 2002 г.); У7th International Conference on Remote Sensing for Marine and Coastal EnvironmentsФ (USA, Florida, 2002 г.); У11th International Symposium on Acoustics Remote SensingФ (Rome, Italy, 2002 г.); УVIII Western Pacific Acoustic ConferenceФ (Australia, Melbourne, 2003 г.); УXX Symposium on HydroacousticsФ (Poland, Jurata, 2003 г.); УShallow Water AcousticsФ (USA, Delaware, 2005 г.); УAcoustics '08Ф (France, Paris, 2008 г.).
Материалы диссертации опубликованы в 34 научных статьях, в 28 работах в сборниках трудов российских конференций, а также в 38 работах в сборниках трудов зарубежных конференций.
Разработанные в диссертационной работе компьютерные модели звукового поля использовались при анализе и интерпретации натурных данных следующих экспериментов: эксперимент ИОФ РАН (Баренцево море, 1988 г.), эксперимент IAAS (Желтое море, 1987-1989 гг.), эксперименты WHOI (Атлантическое побережье США, 1992, 1995 гг.)
Результаты диссертации получены в ходе научных исследований, проведенных при частичной финансовой поддержке Российского фонда фунданментальных исследований (97-05-64878, 96-02-17194-а, 99-02-17671, 00-05-64752, 02-02-16509, 03-05-64568, 05-02-16842, 06-05-64853, 08-02-00283); Американского фонда гражданских исследований CRDF (PRO-1340, VZ-10-0, Y1-P-10-06); Программы фундаментальных исследований Отделения физических наук РАН "Когерентные акустические поля и сигналы" и "Фундаментальные основы акустической диагностики искусственных и природных сред"; Программы УИНТЕГРАЦИЯФ (И 0410); Фонда В.О. Потанина; Фонда УДинастияФ Д.Б. Зимина.
ичный вклад автора.
Автору принадлежит выбор научного направления, постановка коннкретных задач, организация и выполнение теоретических исследований, компьютерного моделирования, обработка и анализ экспериментальных данных, получение основных результатов и их интерпретанция. Все представленные в диссертации результаты получены автором самостоятельно или при его непосредственном участии в соавторстве с ведущими специалистами в акустике океана: В.М. Кузькиным (НЦВИ ИОФ РАН), Б.Г. Кацнельсоном (Воронежский университет), В.Г. Петниковым (НЦВИ ИОФ РАН), К.Д. Сабининым (Акустический институт), А.Н. Серебряным (Акустический институт), J. Lynch (Woods Hole Oceanographic Institute, США), M. Badiey (University of Delaware, USA).
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Она содержит 263 страницы текста, 105 рисунков, 9 таблиц, библиографию из 255 наименований. В первом параграфе каждой главы приводится краткий обзор опубликованных результатов, дается краткое введение в круг рассматриваемых вопросов и формулируется постановка задачи. Каждая глава завершается сводкой оснновных результатов в форме кратких выводов.
Содержание работы.
Во введении обоснован выбор научного направления исследований, показана актуальность решаемых проблем, сформулированы цели и задачи работы, отмечена научная новизна и практическая ценность полученных рензультатов, представлены положения, выносимые на защиту, и приведено краткое содержание работы.
В первой главе диссертации предложен подход к статистическому моделированию пространственно-временной изменчивости звукового поля в трехмерном мелководном океаническом подводном звуковом канале (ПЗК). Отличительной особенностью и значительным преимуществом предложенного подхода является возможность моделировать пространственно-временную изменчивость звукового поля, соответствующую натурным измерениям гидрофизических параметров среды распространения.
В параграфе 1.2 на основе данных обработки океанологических и гидрофизических измерений, выполненных в различных мелководных акваториях (Атлантический шельф США, 1992, 1995 гг.; Камчатский шельф, 1986 г.; шельф Баренцева моря, 1988 г.; шельф Желтого моря, 1987-1989 гг.), выработана трехмерная модель пространственно-временной изменчивости океанического ПЗК, вызванная внутренними волнами (ВВ), поверхностными волнами (ПВ) и неровностями донной поверхности (НДП). Предложенная модель используется как основа в дальнейншем исследовании особенностей распространения звуковых волн в мелком монре. В рамках данной модели учитываются как регулярные, так и случайные пространственно-временные изменения параметров океанической среды (глубина и стратификация водного слоя, геоакустические параметры дна), определяющих изменчивость характеристик звукового поля.
Трехмерная пространственно-временная модель ПЗК (рис.1) представляет собой водный слой с профилем скорости звука , ограниченный по глубине свободной поверхностью и дном . Здесь - пространственные координаты, - время. Параметры ПЗК предполагаются случайными функнциями пространственно-временных координат. | Рис. 1. Модель ПЗК. |
В соответствии с делением пространственно-временной изменчивости мелководной среды на регулярную и случайную параметры ПЗК представлены в виде суммы компоненты, описывающей регулярное изменение параметров, и слунчайной компоненты:
, , . (1)
Здесь , - регулярные компоненты, , , - случайные компоненты.
Сформулирован подход к статистическому моделированию пространственно-временной изменчивости ПЗК на океаническом шельфе, обусловленной фоновыми внутренними волнами (ФВВ), интенсивными внутренними волнами (ИВВ), ПВ, НДП. Предложенный подход позволяет учитывать при моделировании данные натурных измерений гидрофизических параметров (стратификации, пространственно-временных спектров, анизотропии, дисперсионных соотношений) в шельфовой зоне океана.
В параграфе 1.3 построена теория распространения звука в мелком море, позволяющая при моделировании учитывать влияние пространственно-временной изменчивости ПЗК, обусловленное многократным рассеянием, горизонтальной рефракцией и донным поглощением. Построенная теория базируется на известном подходе вертикальные моды и горизонтальные лучи. Решение краевой задачи, определяющей звуковое поле в случайно-нерегулярном ПЗК, строится в виде суммы мод невозмущенного ПЗК:
, (2)
где - модальные амплитуды, - моды волновода сравнения, - соответствующие им горизонтальные волновые числа, мнимые части которых описывают донное поглощение. Учет многократного рассеяния на неоднородностях ПЗК осуществляется в рамках уравнений взаимодействия мод. Для учета горизонтальной рефракции используется параболическое приближение в горизонтальной плоскости.
В рамках предложенного подхода показано значительное влияние горизонтальной рефракции на структуру звукового поля в присутствии пакета ИВВ. Пакеты ИВВ, распространяющиеся вдоль акустической трассы, приводят к образованию в горизонтальной плоскости динамических звуковых каналов, которые вызывают периодическую во времени фокусировку и дефокусировку волнового поля. На рис. 2 представлена структура горизонтальных лучей (а) и распределение интенсивности (б) мод: (1) - первая мода и (2) - третья мода, когда источник находится между вершинами внутренних солитонов (фокусировка); (3) - первая и (4) - третья мода, когда источник находится на вершине внутреннего солитона (дефокусировка). Выявлено, что горизонтальная рефракция моды в частотной области имеет резонансную зависимость, а по отношению к модовой структуре звукового поля носит селективный характер.
(а) | (б) | |
(1) | ||
(2) | ||
(3) | ||
(4) |
Рис. 2. Горизонтальная структура поля в присутствии пакетов ИВВ.
Для анализа эффектов многократного рассеяния в рамках усредненного подхода интенсивность звукового поля разделена на когерентную и некогерентную компоненты: . (3)
Здесь сглаженнные по масштабу межмодовых биений: - интенсивность поля,
- интенсивность когерентной компоненты, - интенсивность некогерентной компоненты. Использовано понятие когерентности поля и расстояния когерентности , на котором интенсивности когерентной и некогерентной комнпонент равны:
, . (4)
Расстояние делит ПЗК на две области: при наблюдается устойчивая интерференционная картина звукового поля, при поле приобретает существенно случайный харакнтер.
Вторая глава посвящена апробации предложенного подхода к моделированию звукового поля в случайно-неоднородном ПЗК. Проанализированы акустические эффекты распространения, обусловленные присутствием ФВВ, ИВВ, ПВ и НДП. Проведено сравнение результатов компьютерного моделирования с данными натурных экспериментов в различных районах Мирового океана (Баренцево море, Желтое море, Атлантический шельф США).
В параграфе 2.2 получены оценки расстояний когерентности в мелководном океаническом ПЗК, случайный характер которого обусловлен ФВВ, ПВ, НДП. Оценки показали, что из трех проанализированных факторов наиболее сильное дестабилизирующее влияние на звуковое поле оказывают ФВВ. Увеличение отрицательного градиента профиля скорости звука в водном слое ПЗК в присутствии ФВВ и ПВ приводит к увеличению , т.е. звуковое поле становится более стабильным.
В параграфе 2.3 проанализировано распространение звукового поля при наличии пакетов ИВВ, распространяющихся в различных направлениях по отношению к акустической трассе.
В первом разделе параграфа рассмотрено звуковое поле при наличии пакетов ИВВ, распространяющихся вдоль акустической трассы. Проведены расчеты звукового поля в мелководном океаническом ПЗК, параметры которого соответствовали гидроакустическим условиям на акустической трассе в Желтом море. Продемонстрировано увеличение дополнительных потерь звуковой интенсивности и интенсивности когерентной компоненты. Данный эффект имеет резонансную зависимость от частоты звукового поля. На рис. 3 представлены результаты расчета зависимостей (рис. 3 а), (рис. 3 б) от частоты звука . Здесь - интенсивность без | Рис. 3. Акустические эффекты при продольном распространении ИВВ. Кривая 1 - , 2 - ( - угол между направлением ИВВ и акустической трассой). |
ИВВ. Результаты расчетов согласуются с натурными данными (рис.3 в).
Во втором разделе параграфа рассмотрено звуковое поле при наличии пакетов ИВВ, распространяющихся поперек акустической трассы. Расчеты проведены для условий, соответствующих эксперименту SWARMТ95. Показано, что из-за образования динамических звуковых каналов в горизонтальной плоскости наблюдаются значительные по величине 3 - 4 дБ и синхронные по глубине флуктуации интенсивности поля. Имеет место корреляция между флуктуациями интенсивности поля и вертикальными смещениями водных слоев из-за ИВВ.
В качестве основной расчетной величины использовалась интегральная интенсивность звукового импульса в точке приема: , (5) где Ц плотность, - скорость звука. Результаты расчетов и экспериментальные данные приведены на рис. 4. На рис. 4 а) показана нормированная на максимум экспериментальная зависимость . На рис. 4 б) изображена расчетная нормированная зависимость с учетом рефракционных эффектов, обусловленных ИВВ, а на рис. 4 в) - нормированная расчетная зависимость , | Рис. 4. Акустические эффекты при |
рассчитанная без учета рефракционных эффектов. Учет горизонтальной рефракции позволяет получить зависимость (рис. 4 б) по структуре близкую к экспериментальной зависимости . В тоже время зависимость (рис. 4 в) кардинально отличается от зависимости .
В параграфе 2.4 проанализировано влияние ПВ и НДП на распространение звукового поля на акустической трассе в Баренцевом море. В качестве основной расчетной величины использовалась величина:
, (6)
где - опорная интенсивность, черта Ц сглаживание с интервалом 200 м.
На рис. 5 представлены экспериментальная зависимость и теоретическая кривая без учета рассеяния (рис. 5 а) и с учетом рассеяния на НДП (рис. 5 б). Учет рассеяния звукового поля позволяет достичь существенно лучшего согласия между результатами расчета и натурными данными. В третьей главе представлены результаты исследования изменчивости интерференционной структуры звукового поля в случайно-неоднородных ПЗК при наличии ФВВ, ИВВ, ПВ. | Рис. 5. Зависимость (ломанная) и (звездочки) от расстояния . Плавная кривая - усреднение натурных данных по масштабу межмодовых биений. Глубина приема м. |
В параграфе 3.2 рассмотрен общий подход к анализу интерференционного инварианта (ИИ) , характеризующего частотные смещения локальных максимумов поля, вызванных изменением расстояния между источником и приемником. Поведение ИИ рассматривается применительно к зимнему и летнему ПЗК.
В параграфе 3.3 представлен анализ вариаций интерференционной структуры поля в присутствии ФВВ. В диапазоне 100 - 320 Гц на различных расстояниях от источника (до 100 км), проанализировано влияние анизотропного поля ФВВ на локализацию интерференционной картины. Многократное рассеяние звуковых волн на ФВВ приводит к снижению контрастности интерференционной картины, в результате чего распределение амплитуды становится более равномерным. Этот эффект зависит от направления акустической трассы и усиливается с увеличением частоты. Интерференционная картина становится менее устойчивой при наложении интерференционных полос, формируемых разными группами мод. В этом случае возмущение среды приводит к усилению флуктуаций ИИ. Данная особенность, в большей степени проявляется при продольном направлении
распространении ФВВ. Наибольшая устойчивость интерфенренционной картины наблюдается в случае, когда она образована группой однотипных мод. При этом более чувствительной по отношению к возмущениям среды оказывается поле группы низших мод. С увеличением расстояния ИИ возрастает (рис. 6). Возмущение не приводит к существенным отклонениям среднего значения ИИ относительно невозмущенного ПЗК. | Рис. 6. Зависимость величины от расстояния : 1 - без ФВВ, 2 - продольное, 3 - поперечное направление распространение ФВВ. |
В параграфе 3.4 представлен анализ вариаций интерференционной структуры в ПЗК, пространственно-временная изнменчивость которого обусловлена пакетами ИВВ. Для широкого диапазона низких частот 150 - 370 Гц рассмотрены временные флуктуации значения ИИ, вызванные пакетами ИВВ. Показано, что и при поперечном распространении ИВВ относительно акустической трассы горизонтальная рефракция звукового поля не приводит к снижению контрастности интерференционной картины. Величина ИИ в целом остается стабильной. Однако существуют области, в которых вариации ИИ становятся заметными. Эти области образованы наложением интерференционных полос, формируемых двумя разными группами мод. Перераспределение интенсивности мод в горизонтальной плоскости приводит к периодическому усилению то низших мод, то высших мод. В результате наклон интерференционных полос периодически изменяется в зависимости от фазы ИВВ. Ярко выраженная локализация интерференционных полос при этом сохраняется.
В параграфе 3.5 представлен анализ вариаций интерференционной структуры в канале, случайно-неоднородный характер, которого обусловлен присутствием ПВ. В диапазоне 100 - 320 Гц на различных расстояниях от источника (до 100 км) проанализировано влияние анизотропного поля ПВ на локализацию интерференционной картины. Многократное рассеяние звуковых волн на ПВ приводит к
снижению контрастности интерференционной картины, в результате чего распределение амплитуды становится более равномерным. Этот эффект зависит от скорости ветра, а также от странтификации ПЗК. В зимнем ПЗК рассеяние на ПВ не приводит к заметным изменениям среднего значения ИИ (рис. 7 а). В летнем ПЗК (рис. 7 б) рассеяние на ПВ оказывает заметное влияние на значения ИИ только на малых расстояниях 10 - 20 км от источника. На больших расстояниях присутствие ПВ не вызывает изменений ИИ, так как поле формируется группой низших мод, не рассеивающимися ПВ. | Рис. 7. Зависимость величины от расстояния : |
В параграфе 3.6 описаны флуктуации частотных смещений интерференционного максимума (ЧСИМ) звукового поля в случайно-неоднородном ПЗК. В приближении фазового экрана получена связь между частотным и пространственным спектрами возмущения дисперсионной характеристики ПЗК с частотным и пространственным спектрами ЧСИМ волнового поля. Показано, что частотный и пространственный спектры ЧСИМ , выражаются соответственно через частотный и пространственный спектр возмущения дисперсионной характеристики :
, , (7)
Коэффициент пропорциональности определяется параметрами ПЗК в отсутствии возмущения: , где - дисперсионная характеристика невозмущенного ПЗК; - частота, выбранного интерференционного максимума в отсутствии возмущений. Для анизотропного поля возмущений дисперсионной характеристики , для изотропного - .
В четвертой главе представлены результаты исследования управления фокусировкой ОВФ в случайно-неоднородном ПЗК.
В параграфе 4.2 рассмотрены общие принципы фокусировки звукового поля путем ОВФ. Для характеристики качества локализации волнового поля выбраны фактор фокусировки и размеры фокального пятна. Фактор фокусировки характеризует превышение уровня звукового поля в точке локализации по сравнению со средним по глубине уровнем. Размеры фокального пятна (горизонтальный, вертикальный, частотный), определяются по фиксированному значению поля и характеризуют степень размытости фокального пятна в окрестности точки локализации. Представлены результаты сравнительного анализа фокусировки поля в ПЗК с летней и зимней стратификацией. Показано, что при увеличении расстояния наряду с расплыванием фокального пятна и, как следствие, уменьшением фактора фокусировки, наблюдается смещение фокального пятна от положения точки локализации по глубине.
В параграфе 4.3 рассмотрены возможности управления фокальным пятном в регулярном ПЗК путем изменения частоты излучения. Этот механизм
обусловлен волноводной дисперсией, позволяющей выравнивать расфазировку мод путем изменения частоты излучения. Установлен характер перестройки частоты излучения. Показано, что перестройка частоты излучения носит кусочно-линейный характер. Продемонстрирован эффект пространственной повторяемости фокальных пятен в ПЗК. Установлено, что в летнем ПЗК частота перестройки изменяется с расстоянием существенно быстрее (рис. 8 а), чем в зимнем ПЗК (рис. 8 б). В результате для фиксированного диапазона | Рис. 8. Зависимость частоты перестройки от расстояния: |
расстояний частота перестройки в летнем ПЗК претерпевает большее число скачков, чем в зимнем.
В параграфе 4.4 представлены результаты исследования эффективности управления локализованными полями в случайно-неоднородном ПЗК. Рассмотрено влияние ФВВ и ПВ на локализацию звукового поля и управление фокальным пятном как на малых дистанциях (~10) км, так и на больших (~100) км. В среднем фокусировка устойчиво наблюдается в присутствии возмущения. На больших дистанциях, по сравнению с малыми дистанциями, ухудшаются параметры фокального пятна, и снижается контрастность интерференционной картины. Предельные расстояния ограничены модовым составом поля, обеспечивающим приемлемое качество фокусировки поля. В присутствие ФВВ, ПВ эффективность управления локализованными полями снижается и зависит от направления их распространения относительно ориентации акустической трассы. При поперечном направлении распространения ФВВ она выше, чем при продольном распространении.
Эффективность фокусировки возрастает с уменьшением опорной частоты излучения. Это обусловлено ослаблением рассеяния звука с увеличением длины волны. Влияние ПВ на эффективность локализации поля зависит от типа стратификации ПЗК и глубины фокального пятна. В зимнем ПЗК фокальное пятно менее устойчиво, чем в летнем. В ПЗК с летней стратификацией эффективность локализации поля значительно повышается, если точка локализации находится под термоклином. На рис. 9 в присутствии ПВ показано распределение звукового поля в окрестности фокального пятна на глубине 35 м в летнем ПЗК (а) и зимнем ПЗК (б). | Рис. 9. Яркостная картина поля в окрестности фокального пятна (30 км, 35 м): (а) летний, (б) зимний ПЗК. Скорость ветра 9 м/c. |
В параграфе 4.5 представлены результаты исследования возможности управления сигналами дальней низкочастотной донно-поверхностной реверберацией в случайно-нерегулярном ПЗК. В качестве возмущения ПЗК рассматриваются ФВВ, ПВ и НДП. Для управления сигналами низкочастотной реверберацией используется фокусировка звукового поля путем ОВФ. Показано, что уровень реверберации может изменяться на 5 - 20 дБ при удалении фокального пятная от рассеивающей площадки как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Такой способ управления низкочастотной реверберацией оказывается работоспособным в диапазоне расстояний (10 - 30 км) от приемоизлучающей антенны. Присутствие ФВВ и ПВ хотя и сказывается на эффективности его применения, уменьшая различие между пик-максимумом и пик-минимумом, но это различие сохраняется. В летнем ПЗК в присутствии ПВ возможность управления реверберацией сохраняется на более дальних дистанциях по сравнению с зимним ПЗК.
В пятой главе исследованы возможности и представлены результаты апробации нового подхода к акустическому мониторингу (ЧСИМ-мониторинга) океанических неоднородностей. Подход основан на использовании информации о ЧСИМ. Приведено восстановление пространственно-временной структуры ФВВ, временной изменчивости ИВВ и вариаций ширины фронтальной зоны.
В параграфе 5.2 проанализирована чувствительность ЧСИМ-мониторинга. Получено выражение для минимального частотного сдвига, допускающего разрешение двух соседних максимумов.
В параграфе 5.3 приведен сравнительный анализ возможностей трех методов измерений ЧСИМ, предложенных к настоящему времени. В первом методе в заданном диапазоне частот отслеживаются ЧСИМ выбранного локального максимума интерференционной картины источника. Во втором методе используется спектр сигнала, формируемый протяженной вертикальной антенной с использованием ОВФ. На опорной частоте спектр такого локализованного поля (фокального пятна) имеет один выраженный максимум, ЧСИМ которого измеряется. В третьем, корреляционном методе регистрируются частотные смещения максимума взаимокорреляционной функции спектров сигналов, принимаемых в разные моменты времени. На примере сезонной изменчивости гидрологии проанализирована помехоустойчивость трех методов измерения ЧСИМ. Показаны ограничения метода основанного на ОВФ.
В параграфе 5.4 представлено теоретическое обоснование корреляционного
метода измерения ЧСИМ и определена его помехоустойчивость. Проанализирована взаимосвязь между корреляционным методом и прямым методом, основанным на измерении ЧСИМ локального максимума волнового поля точечного источника.
В параграфе 5.5 получены соотношения, связывающие частотные и пространственные спектры ФВВ с соответствующими спектрами ЧСИМ. Показано, что частотный и пространственный спектр вертикальных колебаний слоев жидкости на глубине , вызванных ФВВ, выражаются соответственно через частотный и пространственный спектр ЧСИМ:
, , (8)
где - частота, выбранного интерференционного максимума в невозмущенном ПЗК, - ЧСИМ. Коэффициент пропорциональности определяется параметрами ПЗК в отсутствии ФВВ и модовым составом интерференционной структуры принимаемого поля. Для анизотропного поля ФВВ , для изотропного поля ФВВ . Таким образом, регистрируя частотный и пространственный спектры ЧСИМ, можно реконструировать частотный и пространственный спектры ФВВ.
В рамках модельного эксперимента рассмотрено восстановление частотного и пространственного спектров ФВВ с использованием соотношений (8) и с применением различных методов регистрации ЧСИМ. Проиллюстрированы возможности мониторинга по отношению к интерференционной картине, формируемой разным модовым составом. Используемая модель мелководной акватории соответствует Атлантическому шельфу США летнего сезона, когда поле ФВВ хорошо выражено. Параметры модели основаны на экспериментальных данных эксперимента JUSREX-92.
Рис. 10. Временной спектр : (1) - модельный спектр; (2) - восстановленный спектр. | Рис. 11. Пространственный спектры : (1) - модельный спектр; (2) - восстановленный спектр. |
На рис. 10 приведены модельный и восстановленный временные спектры вертикальных колебаний слоев жидкости. В рамках модельного эксперимента проведено восстановление пространственного спектра ФВВ для изотропного и анизотропного случая. Модельный пространственный спектр изотропного поля ФВВ и реконструированный по случайным реализациям колебаний слоев жидкости, изображены на рис. 11. Модельный и восстановленный пространственные спектр анизотропного поля ФВВ изображены на рис. 12. | Рис. 12. Пространственный спектр анизотропного поля ФВВ: (а) - модельный спектр; (б) - восстановленный спектр. |
В параграфе 5.6 продемонстрировано восстановление временной изменчивости поля ИВВ. Рассмотрено влияние амплитуды ИВВ на эффективность восстановления. Параметры модели основаны на экспериментальных данных эксперимента SWARM-95 на Атлантическом шельфе США. Проанализировано поперечное распространение ИВВ относительно акустической трассы, т.е. когда наблюдается значительная горизонтальная рефракция. Фрагмент модельных
вертикальных смещений слоев жидкости, которые использовались при восстановлении, приведены сплошной линией на рис. 13. Временная изменчивость восстановлена по данным измерений частотных смещений фокального пятна с использованием зависимости , где - минимальнное значение частотного сдвига, обусловленное горизонтальной рефракцией. | Рис. 13. Зависимость . Сплошная линия - модель; пунктирная восстановление. Амплитуда ИВВ - 15 м. |
В параграфе 5.7 исследована эффективность восстановления временных вариаций ширины фронтальной зоны. Особенность данного типа неоднородности, в отличие от рассмотренных ранее ФВВ и ИВВ состоит в том, что область возмущения локализована и обладает регулярно изменяющимися характеристиками. Восстановление временной зависимости ширины фронтальной зоны проводилось с использованием трех методов регистрации ЧСИМ. Восстановление по данным измерений ЧСИМ осуществлялось с использованием соотношения . Изменения ширины фронтальной зоны хорошо восстанавливается любым из рассматриваемых методов индикации ЧСИМ волнового поля.
В заключении сформулированы основные результаты работы.
1. По данным обработки океанологических и гидрофизических измерений, выполненных в различных мелководных акваториях, на основе модового подхода выработана трехмерная модель пространственно-временной изменчивости низкочастотного звукового поля в случайно-неоднородном мелководном океаническом звуковом канале при наличии внутренних волн, поверхностных волн, неровностей дна. Построенная модель при анализе звукового поля позволяет учитывать влияние многократного рассеяния, горизонтальной рефракции и донного поглощения.
2. Установлено, что пакеты интенсивных внутренних волн, распространяющиеся вдоль акустической трассы, приводят к увеличению потерь звуковой интенсивности. Данный эффект характеризуется резонансной зависимостью от частоты звукового поля. Проанализировано влияние внутренних волн, поверхностных волн и неровностей донной поверхности на характер затухания звукового поля. Результаты проведенных расчетов согласуются с натурными данными.
3. Установлен механизм образования горизонтальных динамических волновых каналов при наличии пакетов интенсивных внутренних волн, распространяющихся поперек акустической трассы. Показано, что эффекты перераспределения звука в горизонтальной плоскости носят селективный характер по отношению к частотному спектру и модовой структуре звукового поля. Выводы теории подтверждены экспериментальными данными и результатами компьютерного моделирования.
4. В широком диапазоне частот (100 - 350) Гц и интервалов расстояний от источника (10 - 100) км впервые проанализированы вариации интерференционной картины, вызванные внутренними и поверхностными волнами. Показано, что рассеяние акустических волн на неоднородностях океанической среды приводит к снижению ее контрастности, при этом направленность интерференционных полос сохраняется. Данный эффект усиливается с увеличением частоты и расстояния. Наибольшая устойчивость интерференционной картины наблюдается в случае, когда она формируется группой однотипных мод.
5. В рамках численного моделирования впервые изучены возможности фокусировки путем обращения волнового фронта и управления фокусировкой поля изменением частоты излучения в случайно-неоднородном звуковом канале. Показано, что фокусировка поля устойчиво наблюдается в присутствии внутренних и поверхностных волн. Управление фокальным пятном не приводит к заметным изменениям характеристик локализованной области по сравнению с фокусировкой в опорной точке. Проанализирована эффективность управления реверберационными сигналами с использованием фокусировки обращенного поля.
6. Построена теория частотных смещений интерференционных максимумов звукового поля, вызванных возмущением океанической среды. Установлена взаимосвязь между частотными смещениями максимумов волнового поля и вариациями дисперсионной характеристики среды распространения. Показана возможность решения обратной задачи на основе информации о частотных смещениях максимумов интерференционной картины.
7. Предложен и теоретически обоснован корреляционный метод измерения частотных смещений интерференционных максимумов звукового поля, обусловленных возмущением океанической среды, основанный на регистрации частотного сдвига максимума взаимокорреляционной функции спектров сигналов, принимаемых в разные моменты времени. Показано, что корреляционный метод по сравнению с двумя прямыми методами не ограничен характером возмущения океанической среды и обладает высокой помехоустойчивостью.
8. В рамках численного эксперимента впервые апробирован подход к акустическому мониторингу океанических неоднородностей, основанный на данных о частотных смещениях интерференционных максимумов звукового поля. Проведено модельное восстановление: частотного и пространственного спектра фоновых внутренних волн, временной изменчивости интенсивных внутренних волн и изменчивости ширины фронтальной зоны. Результаты моделирования согласуются с выводами теории.
Основные результаты диссертации опубликованы в работах:
1. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Глубинная зависимость интенсивности звука и определение параметров волновода в мелком море со случайными неоднородностями // Cб. трудов IV сессии РАО. М. 1995. С. 90-92.
2. Кацнельсон Б.Г., Пака С.А., Пересёлков С.А., Петников В.Г., Сабинин К.Д., Шмелев А.Ю. Возможности дистанционной акустической диагностики солитоно-подобных внутренних волн в мелководных прибрежных зонах // Сб. трудов Межд. конф. УФизические процессы на океаническом шельфеФ. Светлогорск, Калининградская область. 1996. С. 41-42.
3. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Глубинная зависимость интенсивности звука в море со случайными неоднородностями // Акуст. журн. 1997. Т. 43. № 1.
С. 73-77.
4. Пересёлков С.А. Резонансное рассеяние звука на пакетах интенсивных внутренних волн // Cб. трудов VI сессии РАО. М.: МГУ. 1997. С. 191-194.
5. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Интенсивность звукового поля в мелководном волноводе при наличии внутренних волн // Акуст. журн. 1997. Т. 43. № 5.
С. 654-660.
6. Кацнельсон Б.Г., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Затухание низкочастотного звука в мелком море со случайно-шероховатыми границами
// Сб. трудов XIII школы-семинара акад. Л.М. Бреховских. М.: ГЕОС. 1998.
С. 273-276.
7. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Резонансные эффекты при рассеянии звука пакетами внутренних волн в мелком море // Акуст. журн. 1998. Т. 44. № 6.
С. 786-792.
8. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Горизонтальная рефракция низкочастотного звукового поля, вызванная пакетами внутренних солитонов в мелководном волноводе // Акуст. журн. 2000. Т. 46. № 6. С. 779-788.
9. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Образование динамических горизонтальных звуковых каналов в мелком море при наличии внутренних солитоно-подобных волн // Cб. трудов X сессии РАО. М.: ГЕОС. 2000. С. 96-98.
10. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А., Петников В.Г., Сабинин К.Д., Серебряный А.Н. Акустические эффекты, обусловленные внутренними волнами на шельфе
// Акуст. журн. 2001. Т. 47. № 4. С. 494-500.
11. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Влияние параметров звукового канала на пространственно-временную структуру флуктуаций звукового поля, вызванных пакетами внутренних солитонов в мелком море // Сб. трудов IX школы-семинара акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XII сессией РАО. 2002.
С. 148-151.
12. Григорьев В.А., Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Флуктуации звукового поля в мелководном волноводе в присутствии внутренних волн и движущихся сосредоточенных рассеивателей // Сб. трудов второй Нижегородской акуст. научн. сессии. 2002. С. 124-127.
13. Григорьев В.А., Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Звуковое поле, рассеянное на локализованном объекте в мелком море в присутствии внутренних волн // Акуст. журн. 2003. Т. 49. № 1. С. 43-50.
14. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Распространение узкополосных акустических сигналов в случайно-неоднородном волноводе
// Cб. трудов XIII сессии РАО М.: ГЕОС. 2003. С. 9-12
15. Brysev A.P., Korshak B.A., Lyakhov G.A., Maslov I.A.,Oppengame V.D., Pereselkov S.A., Petnikov V.G., Rybak S.A., Serebryany A.N., Supozhnikov O.A.
Remote sensing of natural media // Physics of Wave Phenomena. 2003. V. 11. № 4.
P. 177-219.
16. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Пространственно-частотная зависимость горизонтальной структуры звукового поля в присутствии внутренних солитонов в мелком море // Акуст. журн. 2004. Т. 50. №, 2. С. 210-219.
17. Badiey M., Lynch J., Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Флуктуации звукового поля, вызванные внутренними волнами на океаническом шельфе. Теория и эксперимент (SWARMТ95)Ф // Сб. трудов X школы-семинара акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XIV сессией РАО. М.: ГЕОС. 2004. С. 11-16.
18. Кацнельсон Б.Г., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Моделирование обратного рассеяния звука дном в случайно-неоднородном волноводе
// Сб. трудов X школы-семинара акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XIV сессией РАО. М.: ГЕОС. 2004. С. 256-259.
19. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А., Петников В.Г., Сабинин К.Д. Влияние фоновых внутренних волн на распространение звука на морском шельфе
// Сб. трудов X школы-семинара акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XIV сессией РАО. М.: ГЕОС. 2004. С. 106-109.
20. Кацнельсон Б.Г., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Временная изменчивость дальней реверберации в мелком море, связанная с присутствием внутренних волн // Сб. трудов XV сессии РАО, совмещенной с третьей Нижегородской акустической научной сессией. Н. Новгород: ГЕОС. 2004.
С. 153-156.
21. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А., Петников В.Г. О возможности селекции нормальных волн в мелководном волноводе // Акуст. журн. 2004. Т. 50. № 5.
С. 646-656.
22. Grigoriev V.G., Katsnelson B.G., KuzТkin V.M., Pereselkov S.A., Petnikov V.G Scattering of low-frequency sound by bottom in shallow oceanic waveguide
// Physics of Wave Phenomena. 2004. V. 12. № 1. P. 40-56.
23. Badiey M., Lynch J., Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Зависимость от частоты флуктуаций звукового поля, обусловленных внутренними солитонами в мелком море // Сб. трудов XVI сессии РАО. М.: ГЕОС. 2005. Т. 2. С. 162-165.
24. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Изменчивость интерференционного инварианта в присутствии внутренних волн // Сб. трудов XVI сессии РАО. М.: ГЕОС. 2005. Т. 2. С. 166-169.
25. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Влияние внутренних волн на эффективность фокусировки акустического поля в мелководном океаническом волноводе
// Сб. трудов XVI сессии РАО. М.: ГЕОС. 2005. Т. 2. С. 169-173.
26. Badiey M., Katsnelson B., Lynch J., Pereselkov S., Siegmann W. Measurement and modeling of 3-D sound intensity variations due to shallow water internal waves
// J. Acoust. Soc. Amer. 2005. V. 117. № 2. P. 613-625.
27. Кузькин В.М., Лаврова О.Ю., Пересёлков С.А., Петников В.Г., Сабинин К.Д. Анизотропное поле фоновых внутренних волн на морском шельфе и его влияние на распространение низкочастотного звука // Акуст. журн. 2006. Т. 52. № 1.
С. 74-86.
28. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Об эффективности фокусировки звукового поля в океаническом волноводе в присутствии фоновых внутренних волн
// Акуст. журн. 2006. Т. 52. № 6. С. 598-605.
29. Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A. Efficiency of sound field focusing in shallow sea with background internal waves // Physics of Wave Phenomena. 2006, V. 14. № 1.
P. 29-44.
30. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Акустический мониторинг фоновых внутренних волн // Сб. трудов XI школы-семинара акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XVII сессией РАО. М.: ГЕОС. 2006. С. 175-179.
31.Пересёлков С.А. Моделирование широкополосных звуковых импульсов в мелком море в присутствии внутренних солитонов // Сб. трудов XI школы-семинара акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XVII сессией РАО. М.: ГЕОС. 2006.
С. 134-138.
32. Пересёлков С.А., Петников В.Г. Дальняя реверберация сфокусированного звукового поля в присутствии фоновых внутренних волн в мелком море // Сб. трудов XVIII сессии РАО. М.: ГЕОС. 2006. С. 203-206.
33. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Интерференционный инвариант звукового поля в присутствии внутренних солитонов в мелком море // Сб. трудов XVIII сессии РАО. М.: ГЕОС. 2006. Т. 2. С. 207-210.
34. KuzТkin V.M., Pereselkov S.A. Reconstruction of spectrum of background internal waves // Physics of Wave Phenomena. 2006. V. 14. № 4. P. 52-65.
35. Кузькин В.М., Оппенгейм В.Д., Пересёлков С.А. Измерение частотного спектра фоновых внутренних волн по частотным смещениям интерференционной картины с применением фокусировки звукового поля обращенным волновым фронтом // Сб. трудов XIX сессии РАО. Н.-Новгород: ГЕОС. 2007. С. 224-228.
36. Пересёлков С.А. Резонанс частотных смещений, обусловленных внутренними волнами на океаническом шельфе // Сб. трудов XIX сессии РАО. Н.-Новгород: ГЕОС. 2007. С. 189-193.
37. Пересёлков С.А. Азимутально-частотная структура звукового поля в присутствии внутренних солитонов на океаническом шельфе // Сб. трудов XIX сессии РАО. Н.-Новгород: ГЕОС. 2007. С. 193-196.
38. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Влияние фоновых внутренних волн на интерференционную структуру звукового поля в мелком море // Акуст. журн. 2007.
Т. 53. № 1. C. 103-112.
39. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Об эффективности фокусировки звукового поля в океаническом волноводе на больших расстояниях в присутствии фоновых внутренних волн // Акуст. журн. 2007. Т. 53. № 2. C. 241-248.
40. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Акустический свип-мониторинг фоновых внутренних волн // Акуст. журн. 2007. Т. 53. № 4. C. 557-564.
41. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Применение фокусировки обращенного волнового поля для восстановления частотного спектра фоновых внутренних волн
// Акуст. журн. 2007. Т. 53. № 6. C. 833-838.
42. Badiey M., Katsnelson B., Lynch J., Pereselkov S. Frequency dependence and intensity fluctuations due to shallow water internal waves // J. Acoust. Soc. Amer. 2007.
V. 122. № 2. P. 747-760.
43. Пересёлков С.А., Петников В.Г. Дальняя реверберация в случайно-неоднородном мелком море при использовании сфокусированного излучения
// Акуст. журн. 2007. Т. 53. № 3. С. 400-409.
44. Кузькин В.М., Оппенгейм В.Д., Пересёлков С.А. О чувствительности мониторинга, основанного на измерении частотных смещений интерференционной структуры звукового поля // Акуст. журн. 2008. Т. 54. № 2. С. 267-271.
45. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Частотные смещения пространственной интерференционной структуры звукового поля в мелком море // Акуст. журн. 2008.
Т. 54. № 2. С. 431-438.
46. KuzТkin V.M., Pereselkov S.A., Petnikova E.A. The possibility of reconstruction of two-dimensional random inhomogeneities in a shallow sea by frequency shifts of the spatial interference structure of the sound field // Physics of Wave Phenomena. 2008. V. 16. № 1. P. 42-51.
47. Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A. Method of Acoustic Sweep Monitoring of Oceanic
Inhomogeneities. (Review) // Physics of Wave Phenomena. 2008. V. 16. № 2.
P. 91-104.
48. Луньков А.А., Пересёлков С.А., Петников В.Г. Поверхностная реверберация в мелком море при использовании сфокусированного излучения // Акуст. журн. 2008. Т. 54. № 6. С. 971-980.
49. Пересёлков С.А. Частотные смещения пространственной интерференционной структуры звукового поля, вызванные внутренними солитонами // Сб. трудов XX сессии РАО. М.: ГЕОС. 2008. Т. 2. С. 226-229.
50. Кузькин В.М., Оппенгейм В.Д., Пересёлков С.А., Петникова Е.А. Восстановление пространственного спектра фоновых внутренних волн по измерениям частотных смещений интерференционной структуры звукового поля
// Сб. трудов XX сессии РАО. М.: ГЕОС. 2008. Т. 2. С. 230-233.
51. Пересёлков С.А., Петников В.Г. Поверхностная реверберация в мелком море при использовании сфокусированного излучения // Сб. трудов XX сессии РАО М.: ГЕОС. 2008. Т. 2. С. 222-225.
52. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Восстановление пространственного спектра изотропного поля фоновых внутренних волн // Акуст. журн. 2009. Т. 55. № 1.
С. 74-81.
53. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Восстановление пространственного спектра анизотропного поля фоновых внутренних волн // Акуст. журн. 2009. Т. 55. № 2.
С. 193-197.
54. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Восстановление внутренних волн в океанических волноводах // Акуст. журн. 2009. Т. 55. № 3. С. 395-400.
55. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Акустический мониторинг интенсивных внутренних волнФ // Сб. трудов XII школы-семинара акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XXI сессией РАО. М.: ГЕОС. 2009. С. 284-287.
56. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Методы регистрации частотных смещений интерференционной структцуры звукового поля в океанических волноводах
// Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 4. С. 505-515.
57. Кузькин В.М., Луньков А.А., Пересёлков С.А. Корреляционный метод измерения частотных сдвигов максимумов звукового поля, вызванных возмущениями океанической среды // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 5. С. 655-661.
58. Кузькин В.М., Оппенгейм В.Д., Пересёлков С.А. Методы измерений частотных сдвигов максимумов звукового поля, вызванных возмущениями океанической среды // Сб. трудов XXII сессии. М.: ГЕОС. 2010. С. 286-290.
59. Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A. Acoustic monitoring of frontal zone // Physics of Wave Phenomena. 2010. V. 18. № 1. P. 64-74.
60. Kuz'kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A. Method for measuring the frequency shifts of interference maxima in monitoring of dispersion media: theory, implementation, and prospects // Physics of Wave Phenomena. 2010. V. 18. № 3. P. 196-222.
61. Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A. Effect of intense internal waves on the sound field interference structure // Physics of Wave Phenomena. 2010. V. 18. № 3. P. 223-229.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по физике