Приведено описание рабочего средства измерения скорости звука в воде, метрологические и эксплуатационные характеристики которого позволяют оптимизировать решение задач контроля параметров морской среды. Предложена методика оценивания метрологических характеристик измерителя в условиях воздействия влияющих факторов.

Рассмотрены специфические погрешности измерения скорости звука в воде, обусловленные эффектом нагрева исследуемого объема среды акустическим излучением и влиянием скорости набегающего потока. Получены выражения для оптимальных значений мощности зондирующего акустического излучения и скорости набегающего потока, при которых достигается минимальная величина результирующей погрешности. Даны рекомендации по проведению измерений скорости звука в натурных условиях.

В статье рассмотрены результаты инструментальных исследований свойств реверберации в Черном море. Получены качественные зависимости продолжительности объемной реверберации от параметров черноморского подводного звукового канала (ширины, перепада скорости звука, величины стратификационных неоднородностей). Показаны изменение интенсивности поверхностной реверберации в дальней зоне акустической освещенности и влияние донной реверберации на обнаружение подводных объектов.

Запропоновано завадостійкий синхрокільцевий вимірювач швидкості звуку на основі інваріантного перетворювання сигналів.

Рассмотрена задача о вычислении звукового поля точечного гармонического источника в прибрежной зоне. Исследовано влияние плавающего над источником твердого тела цилиндрической формы на звуковое поле в морской среде. Предложен численно-аналитический метод нахождения потенциала скорости, при котором неопределенные коэффициенты в общем решении задачи определяются из соответствующей бесконечной системы линейных алгебраических уравнений с помощью метода редукции. Приведены результаты конкретных расчетов и их сравнительный анализ при вариации параметров волновода, характерных для прибрежной части моря.

Рассмотрена модель распространения импульсных гидроакустических сигналов в условиях мелководья, объясняющая их замирание на отдельных участках вдоль направления распространения.

Представлены расчеты климатических значений скорости звука для предполагаемой акустической трассы Кацивели - Геленджик. Использована схема объективного анализа данных океанографических съемок для построения климатических полей. Проанализирована общая, сезонная и внутримесячная изменчивость скорости звука и положение оси подводного звукового канала. Климатические характеристики распределения скорости звука на трассе можна использовать в задачах акустической томографии северо-восточной части Черного моря.

За допомогою мінімаксного методу одержано оцінки параметрів хвильового рівняння для визначення швидкості звуку.

Рассмотрена возможность существования критических углов падения звуковой волны вдоль двух трасс распространения звука, являющихся типичными для северо-западного шельфа Черного моря с точки зрения характеристик нижней границы волновода и пространственно-временной структуры поля скорости звука. Нижняя граница волновода может проявлять свойство акустической прозрачности, как в случае приповерхностного звукового канала, так и в условиях отрицательной рефракции, если дно состоит из мелкоалевритового ила, что является одной из причин значительных потерь при распространении звука. Углы полного внутреннего отражения существуют для дна, сложенного ракушечниками, при всех типичных для этого района гидрологических условиях, а в случае дна в виде илов мелкоалевритовых - при определенной вертикальной структуре поля скорости звука, что дает возможность использовать диапазон углов, при которых потерями при отражении звуковой волны от дна можно пренебречь.

Отмечено, что построение передаточной функции гидроакустического волновода представляет интерес для анализа распространения акустических волн в море. Проанализированы причины диссипативного поглощения звука в морской воде. Решено уравнение Навье-Стокса и смоделирована передаточная функция гидроакустического канала с физическими параметрами, характерными для Северо-Западной части Черного моря.

Методом частичных областей получено решение задачи о звуковом поле (ЗП) точечного источника в гидроакустическом волноводе с наклонным участком дна в виде конической поверхности. В каждой из частичных областей построено общее решение уравнения Гемгольца, точно удовлетворяющее условиям на стенках волновода и позволяющее выполнить условия сопряжения ЗП. Проведена численная проверка условий сопряжения ЗП. Численные исследования проведены для параметров волновода, характерных для прибрежной части моря.

Предложена численная модель, позволяющая рассчитывать объемное рассеяние звука в море. В ее основе лежит построение лучевой картины как для первичного, так и для вторичного (рассеянного) излучения. Интенсивность вторичного излучения задавалась через коэффициент обратного объемного рассеяния, который трактуется как доля рассеянной назад акустической энергии на единице длины первичного луча. Показано, что в первом приближении достаточно рассматривать вторичные лучи, повторяющие траекторию первичных в обратном направлении. Учитывается ослабление интенсивности звука вдоль траекторий первичных и вторичных лучей. Приведены результаты расчета реверберационного сигнала как функции времени для разных условий (глубина погружения антенны, ширина диаграммы направленности, наличие звукорассеивающих слоев). Сделан вывод, что данный подход может использоваться для моделирования поверхностной и донной реверберации, а также для решения обратных задач гидроакустики.

Рассмотрены типовые профили скорости звука в море, характерные для прибрежной зоны и глубоководных районов. Уточнена классификация приповерхностных и глубинных подводных звуковых каналов, указано на особенности и некоторые аномалии профилей скорости звука в Черном море. Обращено внимание, что течение формирует условия для волноводного распространения звука.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.7

Рубрики:

Акустика моря

Шифр НБУВ: Ж14846 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрена проблема автоматизации решения задач подводной акустики, связанных с вычислением акустических полей в неоднородных волноводах. Приведены математические модели распространения волновых процессов в виде дифференциальных уравнений с частными производными. Описан программно-алгоритмический комплекс математического моделирования акустических полей с помощью методов нормальных мод, лучевого приближения и параболического уравнения.

Рассмотрен метод акустического лучевого зондирования, позволяющий по временной структуре принимаемого сигнала выявлять и оценивать газовыделения из дна. Рассмотрены возможности и ограничения применимости метода в условиях подводного и приповерхностного звуковых каналов Черного моря.

На основе полученного методом частичных областей решения задачи о звуковом поле точечного источника в неоднородной морской среде с плавающим на поверхности цилиндрическим телом исследованы энергетические характеристики ближнего и дальнего поля. Для решения соответствующей задачи бесконечной системы линейных алгебраических уравнений найдена асимптотика, которая позволяет улучшить точность вычислений. Приведены результаты конкретных расчетов и их сравнительный анализ при вариации параметров волновода, характерных для прибрежной части моря.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.7

Рубрики:

Акустика моря

Шифр НБУВ: Ж71487 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено характеристики поля електромагнітних хвиль міліметрового та сантиметрового діапазонів над морською поверхнею у випадку кутів ковзання, близьких до нуля, висотах розташування об'єкта дослідження, близьких до висоти морських хвиль, і малих висотах розташування антен радіолокаційних станцій. Наведено оцінки впливу значних затінень, що існують за малих кутів ковзання, на статистику флуктуацій множника ослаблення. З'ясовано особливості поляризаційних характеристик і структури спектрів радіолокаційного відбиття від морських хвиль та об'єктів малого розміру на морській поверхні (моторних, веслових і вітрильних човнів, буїв тощо) за малих кутів ковзання. Розроблено алгоритми і програмні засоби для вивчення динаміки зміни спектрів відбиття у часі. Вивчено характеристики радіолокаційного відбиття міліметрового та сантиметрового діапазонів від збурень на морській поверхні, що утворюються від руху суден ("корабельної хвилі"), розроблено моделі для їх опису. Оцінено можливості використання особливостей розсіювання електромагнітних хвиль міліметрового та сантиметрового діапазонів корабельними хвилями для поліпшення радіолокаційного спостереження судна і визначення параметрів його руху.

Дисертацію присвячено питанням створення високоточного робочого засобу виміру швидкості звуку (ВШЗ) у морському середовищі та його метрологічного забезпечення. Запропоновано нове технічне рішення, на підставі якого розроблено ВШЗ, призначений для одержання високоточних даних про структуру поля швидкості звуку в морському середовищі в широкому діапазоні просторово-часових масштабів. Розроблено систему контролю функціонування вимірювача швидкості звуку за робочих умов застосування. Запропоновано спосіб та методику градуювання і метрологічних іспитів ВШЗ, методики лабораторних і натурних іспитів й експлуатації дослідних зразків ВШЗ.