Рассеяние низкочастотного звука на случайно-неровных границах океанических волноводов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ

На правая руяоппсп

ГОРСКАЯ Наталья Соргеевпа

УДК 534.28; 551.463

РАССЕЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО ЗВУКА НА СЛУЧАЙНО-НЕРОВНЫХ ГРАНИЦАХ ОКЕАНИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ

01.04.06 - а.тсустл""з

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата фязпго=математпчес1£Ел вауг

НхппсгЛ Новгород <=» 1991

Работа выполнена в Институте прикладной фиеикя АН СССР, г.Нижний Новгород

Научный руководитель: доктор фязвэсс~математическнх наук,

профессор Л.А.ОСТРОВСКИЙ

кандидат фг5зихс«матсма-гичесаш: наук М.А.РАЕВСКИЙ

Официальное оппоненты: кандидат фнзнко^математы-ческщ: наус

Л.С.ДОЛИН

доктор физико-математических на уз: Э,Л.ГУЛИН

Ведущее предприятие: ИО АН СССР

Защита состоится ¿Мо^^ил -{.991 г. в часов на заседании специализированного совета К

003.38.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук в Институте прикладной физики АН СССР (603С00, г.Нижний Новгород, ул.Ульянова, 46).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке 11нстнтута прикладной физики АН СССР.

Автореферат разослан 5 * (ЯМ/Мий!^ 1991 г.

Ученый секретарь ¿^/к - - -- —

специализированного совета, /

доктор физико-математических наук А.Г.ЛУЧИНИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность тоет. Нерегулярные границы весьма типичны для океанических волноводов. Примерами случайно-неровных поверхностей могут служить нерозное дно, взволнованная ветром поверхность океана, взволнованная полем внутренних волн граница резкого перепада температуры в термоклине. Таким образом, Еопрос о влиянии неровных границ на распространение низкочастотного звука представляется очень важным.

Такие исследования интересны и с точки зрения решения ряда практических проблем. К числу таких проблем относятся: прогнозирование дальнего распространения низкочастотного звука, исследование передачи информации по гидроакустическому каналу, конструирование звуковых антенн, а также дистанционное определение статистических характеристик нерегулярных границ волноводов. Следует отметить, что последняя проблема особенно актуальна в связи со слоаностями соответствующих прямых контактных измерений.

3 последние годы велись интенсивные исследования многократного рассеяния низкочастотного звука на неровном дне океана, а 'такге на ветровом волнении. Кроме того, на оснозе полученных аналитических решений для статистцуеских характеристик звуковой волны, рассеянной на взволнованной ветром поверхности, разрабатывались методы акустической диагностики ветрового волнения.

. Однако, например, для случая неровного дна океана, проведенные исследования были огранлчены областью очень малых уклонов поверхности

а « К О2 ,

с г

где а - среднеквадратичный уклон неровностей, Е - параметр

Рзлел, бсг - критический утол волновода. Это не позволил: рассмотреть эффекты рассеяния во всем характерном диапазон-океанически;-: параметров. II кроме того, в указанно!; приближении не было возможно исследовать зависимость статистически) характеристик звуковой волны С например, декремента затухани? ее когерентной компоненты) от импедансньк свойств дна. Заметим, что таксе исследование представляется весьма вдкзкы : связи с интенсивно развивгкаепсл в последние годы акустической диагностикой геологических свойств дна.

Что г.е касается изучения влияния ветрового вояне::ня на волноводное распространение низкочастотного зву!:а, то здесь вне внимания исследователей оставался Еоярос о рассеянии на "мелкомасштабно«" ветровом волнении. "Мелкомасштабность" понимается в смысле выполнения условия:

а: /К « 1.

о *■ сг

где К волновое число звуковой волны. К^- характерное волновое число пространственного спектра неровностей -на. Это условие означает, что д;^граыыа рассеяния н&каогб превосходит критический угол волновода, и хорошо выполняется в реальных океанических условиях для звука низкой частоты С/ <100 Гц) к типичных значений скорости ветра СУ £ 10-15 м/сек).

Следует отметить, что большинство работ посьяденс исследование влияния ветрового волнения ка распространение зву1'а е глубоком океане, и не рассматривалось распространение звука в шельфовых районах, где существенно вязкое поглощение в дне.

Хотелось бы такке обратить внимание и ка отсутствие аналитических решений, дасаих наглядную связь статистических характеристик звуковой волны и ветрового волнения. Такие решения позволили бы, с одной стороны, интерпретировать инесмеся экспериментальные данные по дальнему распространение низкочастотного звука, а с другой - послужили бы основой разработки алгоритмов акустической диагностики ветрового волнения. Заметим также, что отсутствие простых, наглядных математических моделей рассеяния звука на ветровом волнении тормозило развитие акустических методов восстановления его статистических характеристик.

Вне вникания исследователей оставалось и влияние ваьелковаякей внутренними ьолкаш* поверхности скачка температуры в термокли-

Все это позволяет сформулировать основные направлений ¡следований з рассматриваемой области. Предетазяяется яеоб-эдимым расширить теоретическую модель рассеяния на неровном <е на область "немалых" Сс указанном визе смизлэ) уклонов эверхноста п псследозать злияниа шпеданснж п поглс-'дагзздх юйстз океанического дна на характер рассоякяя. Кроне того, лэресно также разработать цетоди решения уравнений для .ьто-« стетйтяческпх моментов амплитуд нормальных код звуковой 2яны з случае "мелкомасштабного" ветрового волнения л рас-ютреть распространение ззуковой волны з иелкец море с взво-гозанной ветром поверхностью. Ванным является псследоза--:е статистических характеристик нормальных мод ка оснозо про-•их математических моделей, а также использование этих шдэ->¡1 для объяснения данных экспериментов по распространена :зкочастотного звука з приповерхностных волноводах п для лос-гагнпя алгоритмов акустической диагностики ветрового волпэ-[я. Интересно такге исследовать влияние взволнованной случным полем внутренних волн поверхности резкого перепада тем->ратуры в термоклине на распространение низкочастотной звуко-1й волны. Изучения именно этих вопросов и посзяцена настоял диссертация.

Целью работы является исследование рассеяния нкзкочасто-:ого звука ка неровном дне, поверхностном волнении, вззолно-лноЯ внутренним:! волкшш поверхности скачка температуры з рмоклине.

В качестве примера перспективного океанографического применил разрабатываемых наглядных аналитических моделей рас-янкя на ветровой волнении ставилась цеЛл поучить есзг'о.тго-п осуществления акустической диагностики-ветрозого волнения.

Научная новизна работы состоит в следувцем.

Исследовано влияние случайно-неровного два - характера ого педанса, объемного поглощения и "немалых" уклонов дна да ссеяние низкочастотного звука в окешшчэскна: лнозодая. Здесь, во-первых, получеки уравнения для статиста-скнх характеристик звукового сигнала многократноргсссянлого случайно-неровном дне с "немалыми" уклонами. Исслодо^ани

условия применимости этих уравнений. Во-вторых, изучено влш икс- импедансных свойств дна на характеристики низкочастотнс звуковой волны. И, наконец, исследовано совместное ьлияк; рассеяния я донного поглощения на трансформацию акустическот поля ь океане . со случайно-неровным дном.

2. Разработан приближенный метод решения уравнений для вторь статистических ыойентов акустического поля нормальны:-: мод случае "целхомасцтабного" (ь обе,, лдаеыом выше смысле) ветровс го волнения и произвольного профиля звукового канала (приезля Еение слабой некогерентности3.

3. Построены приближенные аналитические модели Гиссеяния г анизотропном ветровом волнении как в приповерхностных волновс дах глубокого океана, так и в мелком море. Эти модели основам на разного рода приближениях - ВКБ для нормальных.мод канала диффузионном, слабой кекогерентности. Полученные акалитичес кие решения ..дляг статистических характеристик мод згуковс волны использованы для объяснения ряда имевшихся эксперимен тальных данных по распространение низкочаст'~ного звука в оке ане. '• . •.

4. На основе разработанных моделей развиты алгоритмы акус^л .ческой диагностики статистических характеристик ветрового*вол нения, ь частности, разработана схема восстановления частотно углового спектра волнения в области низких частот.

Практическая ценность.

Проведенное исследование показало, что расоеяние на норо вноы дне может сильно влиять на распространение низкочастотно го звука в придонных океанических Болноводах. В связи с эти необходимо учитывать его как при прогнозировании дальнего рас пространения звука, так и при интерпретации данных натурны измерений на протяженных трассах.

Полученные аналитические решения устанавливают связь меж ду статистическими характеристиками звуковой волны и неровног дна. Они могут быть использованы для разработки методов вое становления информации о неровностях дна.

Исследование показало также, что импедансные свойства дн Когут сильно влиять ка статистические характеристики звуково ВОЛНЫ. Это указывает на принципиальнее возможность определе НИЯ акустического импеданса дна по статистическим характерно

икаы рассеянного поля.

Разработанный метод решения уравнений для спектральных и зергетических характеристик мод ззуковой волны, рассеянных на гтровом волнении, а также построенные на основа этого метода ряда других приближений'теоретические модели рассеяния вз:шы 1Я объяснения каблздаекых з экспериментах особенностей эзолв-як ззуковой волны. Кроме того, они позволяй? разрабатывать столику акустической диагностики ветрового волнения. .

Предложенные алгоритмы акустической диагностики статиста-?скпх характеристик ветрового волнения позволяют восстгнавлп-зть частотно-угловой спектр 'волнения.

Апробация работы.

Оснозньге рэ 3 уЛЬТ'З.ТЫ ДИССЭрТЕШШ докладывались на Btodom а ретьем Всесоюзных съездах советских океанологов С Ялта, Э82г.; Ленинград, 1987г.), Третьей конференции "Человек и Ч'еан" (Владивосток, 1982г.), Десятой Всесоюзной акустической знфэрекнии по проблеме изучения Мирового океана (Владивосток, 383 г.). Третьей, Четвертой, Пятой Всесоюзных школах по акус-¡'ке океана (Москза, 1934, 1985, 1938 г.г.), на Всесоюзном емикаре "Исследование мелкомасштабного взаимодействия атнос-эры и океана" (Севастополь, 1988 г.), Совещании по посэкту Ветрозое волнение" (Сочи, 1989 г.), Первой и второй коифере-циях "Техника и методика акустического зондирования океана" Наманган, 1985, 1987 г.г.), Седьмом международном симпозиуме о гидроакустике СРП, Гдыня, 1990 г.), на семинарах Института-, рикладной физик:; АН СССР, Института океанологии АН СССР, убликаиии полностью отражают результаты диссертации.

Публикации. По теме диссертации опубликовано И работ э аучньгх журналах и 1 препринт ШФ АН СССР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из ведения, трех глаз и заключения. Обаий объем диссертации оставляет страницы, в том числе страниц машинописного екста, 38 рисунков (38 страниц). Список литературы содержит 3 наименования С14 страниц).

• СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ьььдошн: обосновывается актуальность теш:, сроьодктс с<55ор^5вё5ткых~рс.С5от по данной теаэ, формулируется цель кс следование, кратко излагается содержаний диссертационной райе 41!.

Б первой главе хассертгшш, учитывая так-е свойства р-¿дьнокГТни,- как "неиалыо" уклони дошагх неровностей. кипела: еаый характер дна, поглоаение ¡звука в грунте, исследуется мне гократнео рассеянна акустических сигналов на случайно-керовкс дне. Построены упроаенные наглядные- аналитические недели рас сеяния.

Во введении (п. 1.1) оосу;:даетел постановка задачи с рас пространен;»: монохроматической низкочастотной звуовой волну прпдоккоу волноводе в океане с неровным дном. В качестве исходах уравнений выбирается уравнение Гельмгояы для звукового потенциала, дополненное граничными условиям I дне - условия непрерывности давления к нор льноП компонент скорости (рассматривается аидкий тип дна) - п акустически шп кой поверхности океана. Обсуждается такте ' кодовый подход решении задачи.

В п. 1.2. с помоаьв асимптотической процедуры, аналогичке процедуре Ван-дер-Поля, получены стохастические уравнения ю амплитуд нормально иод звукового поля в океаническом во: :овс де с неровны;^ дном. При зтом для описания свойств дна бы; использованы граничные условия более обаего и близкого к ре алькой ситуации типа, чем в предшествующих работах. Эти грг личные условия справедливы для широкого диапазона уклонов днг Ка основании стохастических уравнений б приближениях рассеяш вперед а такке малости рассеяния и затухания на масштабе и* терференции мод и масштабе корреляции неровностей, выведем замкнутые уравнения для моментов амплитуд нормальных мог Получены условия на поглощение в донном грунте при которых э! уравнения применимы.

На основе выведенных уравнений в п. 1.3 с помоаью ВК1 ПркйллЕекия для нормальных код волновода получено аналитичес кое решение для декремента затухания когерентной компоиеэт звукового поля нормальной моды в волноводах придонного типа произвольным профилем скорости звука. В полученные выражен!

параметры иод входят через такао удсбаыо jms'<п?ся©япзг расчетов ВКБ-характорнстикя, как длина лучевого цикла z утоп скольжения соответствующего Бриллззэкозского луча. Это существенно упроаао? численные расчета.

Показано, что учет '"пемаянх" уклоноз неровностей дна очень эагхен, так как при этом з поведения когерентной компо-язят» появляется ряд существенно иовшс особенностей. Ifoxacs-:ю такае, что акуст^ческ:;;о свойства дна Coro плотность, скорость звука) могут для мод низких номеров. существенно влиять ла зависимость декремента затухания когерентной компоненты от' ноизра поды я частоты. Для мод высоких ноыерсв такое йейетс© отсутствует.

Во избегание недоразумений хотелось бы оговориться, что здесь понятие низких и высоких мод несколько нетрадиционно. Так низкой называется мода с номером р, для которой выполняется неравенство Кх - Кр « ^ (Кр, К - горизонтальные сояновыэ "исла мод с номерами р и 1 соответственно, К^ - характерная ширина пространственного спектра неровностей поверхности). Такая мода в каждом акте рассеяния взаимодействует с начальной кодой. Для высокой моды выполняется противоположное неравенство и она не взаимодействует с первой модой.

Проведено сравнение эффекта рассеяния п эффекта затухания, связанного с объемным поглощением в грунте. Показано, что это соотношение может варьироваться з широких пределах. Показано также, что как рассеяние на неровном 'дне, так и объемное поглощение з грунте игравт суаественнус роль в затухании когерентной компоненты.

3 п.1.4 в рамках диффузионного приближения исследовано совместное влияние эффектов рассеяния и объемного донного поглощения на трансформацию модового спектра«-звуковой волны. На основании приближения ВКБ для мод волновода получены наглядные и удобные для численных расчетов выражения для коэффициента диффузии энергии по модам вследствие рассеяния и для коэффициента затухания мод, связанного с объемным поглощенней в дне. Оня справедливы для произвольных придонных каналов. Показано, что трансформация кодового спектра слабо зависит от частоты.

Получено такт.е, что несмотря на то, что поглощение в дне приводит к возрастанию с расстоянием относительно уровня низких мод, на больших расстояниях <5удет ка<*япдатьоя нФэаапсйккгй-

от расстояния вид нодйвого спектра. Все иода при этом будут затухать по одноыу и тому не экспоненциальному закону (автомодельный режим эволюции спектра). Зволшия кодового спектра в это:.-: реглме не зависит от частоты к от начального распределения энергии по модам. Показано, что от соотношения между эффектам рассеяния на неровном дне к объемного затухания зависят все основные характеристики автомодельного рейта.

Показано также, что рассеяние па неразно» дне суаестзенно изменяет характер трансформации звуковой волны ь мелком море уу.е на малых расстояниях. Оно влияет-как на форму его кодового спектра Срастет доля энергии в модах высоких комаров), так к на затухание энергии ь канале Скокет возрасти в несколько раз).

В п. 1.5 сформулированы основные результаты г^авы.

Вторая глава- посвящена исследования мнегкратного рассеяния низкочастотного звука на взволнованной ветром поверхности и на взволнованной внутренними волнами границе резкого термок-лкна. В ней предложен метод решения кине~тчески>: уравнений для вторых статистических моментов нормальных мод в случае "мелкомасштабного" ветрового волнения и произвольного профиля звукового канала. Построены упрощенные математические модели для исследования частотного спектра и когерентной компоненты низкочастотной звуковой волны. На их основании интерпретируется ряд известных результатов экспериментов по распрос -<аке-кис звука в приповерхностных волноводах. Проведены танке исследования рассеяния на ветровом волнении в случае мелкого моря, когда существенно объемное поглощение звука в грунте.

В п.2.1 обсукдается математическая постановка задачи о рассеянии низкочастотной звуковой волны на ветровом волнении в приповерхностных океанических волноводах. Здесь приведены уравнения для вторых статистических моментов амплитуд нормальных иод акустической волны, обобщенные на случай, когда существенно поглощение в грунте (шеяьфовые районы океана). Сформулированы условия применимости этих уравнений.

В п.2.2 разработан метод решения уравнений переноса для вторых статистических моментов амплитуд нормальных мод (приближение слабой некогерентности). Этот метод работает для случая "цэлксмасэтабногс" ветрового волнения (диаграмма рассеяния намного превосходит критический угол волновода) и к© -гр&буот

а

ограничения на вид звукового, канала. Этим методом решены уравнения переноса для модового спектра, пространственно-временной корреляционной функции нормальных мод, а такге ко-ментные уравнения для уширений частотного и углового спектров-низкочастотной звуковой волны.

Исследованы условия применимости решения в первом к втором порядке приближения слабой некогерентности. Так, показано, что решение з первом порядке приближения, справедливо на расстояниях х, удовлетворяющих условию:

х-ур<< о.'1, где ур - декремент затухания когерентной компоненты моды р. Что же касается решения, записанного во втором порядке, то оно может быть с хорошей точностью использовано до расстояний порядка сотен километров. В параграфе приведены также аппроксимации коэффициентов, входящих в уравнения переноса, которые существенно упрощают расчеты статистических характеристик в приближении слабой некогерентности.

Проведено обобщение полученных в приближении слабой некогерентности решения, учитывающее изменчивость ветрового волнения на трассе распространения. «■

В п.2.3 построена простая математическая модель для изучения поведения частотного спектра звуковой волны, рассеянной на анизотропном ветрозом волнении. Получены соответствующие уравнения для частотного спектра и исследованы условия их применимости. Построено их решение в приближении слабой некогерентности.

На основании этого решения удается объяснить ряд наблюда- . емых в экспериментах по распространению низкочастотного звука в приповерхностных волноводах особенностей поведения его частотного спектра (изрезанность, отсутствие повторения формы частотного спектра волнения, а также час?о наблюдаемая асимметрия относительно несущей частоты).

Удается исследовать теоретически, как влияют условия излучения, приема звука и дисперсионные свойства канала на вид частотного спектра зондирующей волны. Также найдены условия, при которых наблюдается симметрия спектра и подобие его по форме со спектром волнения.

. В параграфе 2.4 на основании ВКБ - приближения для звуко-. вого канала получено удобное для аналитического рассмотрения и численных расчетов выражение для декремента затухания когорон-:

таой казхяйая-ц звукового ыояя нормально;: коды. Это вырасеиле справедливо ь случае рассеян ля на анизотропном ветровой волнении в приповерхностном волноводе с произвольным профилем ско-роста звука. Иг оспоьашл; его исследована зависимость декремента затухания от степени анизотропии волнения и направления ветра по отношения к направленна распространения волны. Покатано, что декремент затухания мзгет меняться довольно существенно (порядка десятков процентов при изменении показателя анизотропии к направления ветра в допустимых пределы.. Показано, что тип сзукового канала мэг>ет существенно влиять на зависимость декремента от номера моды.

Б п. 2.5 на основе диффузионного приблигения построена модель рассеяния звуковой низкочастотной волны на океанической зыби в мелком море, где затухание звука в донном грунте >.:о?:ет быть существенным: На основании этой модели показано, что на болылих расстояния рассеяние приводит к независяще:-у от частоты автомодельному рехзшу эвоягцик- ¡-.годового спектра акустического поля. Доказано такхе, что уае на -«алых расстояниях энергия ь ыодов<|;( спектре сигнала кэжвт существенно перераспределяться. При атом существенно возрастает доля энергии в высоких модах. Кроме того, рассеяние увеличивает Сдо одного порядка) затухание энергии звука в канале.

Как известно, в приповерхностных волноводах наряду с взволнованной ветром поверхностью встречается и другог тип неровной границы - поверхность скачка темдературы в терыоклп-ке, возмущенная случайные: внутренними вояками. В п. 2.6 исследуется затухание когерентное компоненты, зволшия медового спектра и уширенке углового спектра акустического поля нормальных иод при рассеянии ка этой нерегулярной границе. Получены стохастические, а так.7.е замкнутые уравнения для первого к второго моментов акустического поля нормальных мод. В случае довольно еирокого класса пространственных спектров неровностей и модели Пеккериса для профиля звукового канала на основании ряда предположений (например, диффузионного приближения) найдены аналитические решения. Показано, что эффекты рассеяния могут существенно проявляться ка расстояниях порядка сотен километров.

В закявченда п.2.7 сформулированы основные результаты исследований.

•¿о

В третьей главе на основе построенных во зторой глазо 'проаенккх моделей рассеяния низкочастотных звуковых волн на етровом волнении разработаны алгоритмы диагностики его часто-но-углового спектра, а также таких интегральных параметров, ак скорость ветра, среднеквадратичная высота волн, простран-твенный масштаб (для зыби). Эти алгоритмы позволяет зосста-авливать спектр ветрового волнения в его наиболее зкергокесу-ей низкочастотной области. Они основаны на восстановлении татнстических характеристик ветрового волнения по характэрнс-нкам зондирующей волны.

В п.3.1 приведена схема акустической диагностики. Обсуз-аются перспективы и ограничения разработанных нами алгоритмов '.агностики.

В п.3. 2 предложен метод восстановления частотно-углового тектра ветрового волнения по частотному спектру зондирующей !зкочастотной звуковой волны. Предлагается селектировать зды на приемной и излучающей антеннах.

пользуется формула связи частотного спектра сигнала и чаото-¡о-углового спектра волнения, полученная .з глазе 2. Обсудда-•ся возникающие трудности и возможности их преодоления. Рас-атризаются условия излучения и приема при которых осуцеств-ется оптимальный режим диагностики. Показано, что в случае тималького режима диагностики точность предложенного алгорн-а составляет несколько процентов.

П. 3.3 поезящен диагностике частотной части спектра силь-анизотропного ветрового волнения и направления его раслрос- . анения. Ока также основана на анализе частотного спектра гнала. Для осуществления такой диагностики уже не требуется эжных остронаправленнкх приемно-излучающих систем, когут гь использованы точечные излучатель и Приемник.

К сожалению, гидрологическое обеспечение экспериментов по ;простракенив звука на протяженных трассах довольно слабое, было таких экспериментов, где наряду с измерениями частот-с спектров звукозой зондирующей волны проводились бы измере-I частотно-углового спектра волнения. Это затрудняет про-жу разработанных алгоритмов акустической диагностики. {зло. на основе анализа имеющихся экспериментальных данных частотному спектру звуковых низкочастотных волн, распростившихся в приповерхностных каналах, с помощью наших методов

И

диагностик!: удалось оценить интегральные параметр;: ветрового волнения. Следует отмет"ть неплохое соответствие пол} результатов с гидро-метеорологическими данными.

В п.3.4 обсугдастся основные результаты главы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Исследовано теоретически многократное рассеяние низкочастотного звука на случайно-неровном дне океана; Получ-гкы уравнения для когерентного поля и спектральной интенсивности мод звуковой волны и исследованы условия их применияист;:. При .этом учитывается "немалость" уклонов дна и поглощение звука в грунте, что позволяет изучать влияние свойств дна (::мг.едансных и поглощавши) на характер рассеяния. ^

Рассмотрено влияние импедансных и погяощаюэдх свойсть дна на поведение»когерентной компоненты акустического поля мод и эволвцию модового спектра звуковой волны. Сформулированы условия, когда это влияние существенно.

2. Разработан й?тод решения уравнений для спектральных и коо-реляциокных характеристик мод кизкочастотой звуковой волны в случае рассеяния на "мелкомасштабном" С диаграмма рассеяния намного превышает критический угол волновода) ветровом волнении. Этот метод С приближение слабой некогерентности) не требует ограничений на тип приповерхностного звукового к.:: .ала. Он дает решения, близкие к точным, на расстояниях порядка сотен км.

3. Проведено исследование поведения когерентной компоненты звукового поля, рассеянного на анизотропном ветровом волнении. Показано, что декремент затухания может существенно зависеть от степени анизотропии ветрового волнения.

Разработана простая математическая модель для исследования зьолшии частотного спектра звуковой волны. На основе нее объясняются наблюдаемые б экспериментах асимметрия частотного спектра относительно несущей частоты, его изрезанность, несовпадение по ферме со спектром ветрового волнения, а также существенное влияние дисперсионных сзоиств звукового канала, условий излучения к приема звуковой волны. Проведены такко численные расчеты фср?&: частотного спектра и его уширения , подтверждающие соответствуспше измерения.

Показано такяе, что от соотношения эффектов рассеяния и донного поглощения существенно зависит характер трансформгцин кодового спектра звуковой волки в мелком коре с взволнованной ветром поверхностью. С ростом эффекта рассеяния ' растет доля энергии в модах высоких номеров и увеличивается затухание энергии ззука в канале.

4. Исследовано рассеяние на границе резкого перепада температуры. взволнованной случайным полем внутренних волн. Получены аналитические решения для спектральной интенсивности моды, еэ углового спектра и когерентного поля. Показано, что изменения этих характеристик существенны на расстояниях порядка сотэч километров.

5. Разработаны алгоритмы дистанционной акустической диагностики частотно-углового спектра волнения в его наиболее энергонесущей низкочастотной части, а также алгоритмы определения интегральных характеристик Еетрового волнения.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Горская Н.С., Раевский М.А. О влиянии случайного поля внутренних волн на распространение звука в океане.// Акуст.зурн. - 1984. - Т.30. №2. - С. 183-191.

2. Горская Н. С. , Раевский М.А. О трансформации акустических волн на поверхностном волнении.// Акуст.гурн. - 1985.

Т.31. №. - С.186-192.

3. Горская Н.С., Раевский М.А. О многократном рассеянии низкочастотных акустических волн на поверхностном волнении. // Акуст.яурн. - 1985. - Т.32. М 2.

С.165-171.

4. Горская И. С. , Раевский М. А. ЭсВекты многократного рассеяния низкочастотных акустических волн на ветровом волнении. // Акуст. журн. - 1985. - Т. 32. ¡1 4.

С.533-535.

5. Артельный В.В., Горская Н. С. , Раевский К.А. Статистические характеристики нормальных волн в случайно-неоднородных океанических волноводах. - Препринт ИПФ АН СССР N 148 Горький. 1986.

6. Горская К. С., Раевский М. А. О связи статистических характеристик зондирующих акустических волн с параметрами

ветрового волненйя. // Акуст. яурн. - 1987. - Т. 33. fí 3. -С. 453 - 46S.

7. ■ Горская Н. С., Раевский И. А. Частотный спектр

зондирукаих акустических сигналов при рассеянии на океанической зыби.уу Акуст.сурн. - 1987. - Т. 33. N 6. ~ С. 1024 - 1031.

8. Артельный В. В, Белавин Ю.С. , Вировлянский А. Я., Горская К. С., Зейгман А. Л., Зорин л.А,, Крышний В.И , Кустов С. Р., Ли В. Л., Модина И. В., Нефедов Л.М., Раевсхни М.А. , Седова Е. Ю.. Селивановский Д. А. , Славикский Í!., Филкное Г. В., Фарфель В.А. Экспериментальное исследование акустических сигналов на акустической трассе в приповерхностном волноводе. >/ Судостроительная промышленность. Сер.Акустика. - 1S88. - В. 3. - С. 3-8.

9. Горская Н. Cr, Раевский М.А. Спектр низкочастотны); акустически^ волн при дистанционном зондировании анизотропного ветрового волнения.// Акуст. нурн. - 1S89. -Т. 35. Н'З. - С. 433 - 445.

10. Горская , Раевский М.А. -"Низкочастотное акустическое поле в океаническом волноводе с нерегулярным дном. // Акуст. зурн. - 1990. - Т. 36. N 3. - С. 416 -422.

11. Горская Н. С. , Раевский H.A. Об . акусткч- .-.ей диагностике частотно-углового спектра ветр зого волнения.// Акуст.сурн. - 1930. - Т. 36. N 5. - С. 853 -857.

12. Горская К. С. . Раевский №. А. , Сйтаробинеи И. М. Влияние рассеяния на неровном дне на трансформацию медового спектра низкочастотной звуковой волны в придонных океанических волноводах.// Акуст. сурн., б печати.