Исследование характеристик параметрической антенны при взаимодействии акустических волн в средах с дисперсией тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ
|
Пивнев, Петр Петрович
АВТОР
|
||||
|
кандидата технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Таганрог
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2008
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.06
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
г Ъ
ПИВНЕВ Петр Петрович
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В СРЕДАХ С ДИСПЕРСИЕЙ
Специальность 01 04 06 - Акустика
АВТОРЕФЕРАТ
диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
□□3445247
Таганрог 2008
003445247
Работа выполнена на кафедре электрогидроакустической и медицинской техники Технологического института Южного федерального университета в г. Таганроге (ТТИ ЮФУ)
Научный руководитель
доктор технических наук,
профессор ВОРОНИН В А (ТТИ ЮФУ, г Таганрог)
Официальные оппоненты
доктор технических наук,
профессор ЗАГРАЙ Н П (ТТИ ЮФУ, г Таганрог)
кандидат технических наук, КУДРЯВЦЕВ Н Н (КБ морской электроники, «ВЕКТОР», г Таганрог)
Ведущая организация
ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», (г Геленджик)
Защита состоится «29» августа 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212 208 23 в Технологическом институте Южного федерального университета в г Таганроге
Адрес 347928, Ростовская обл , г Таганрог, ул Шевченко, 2, кафедра ЭГА и МТ, ауд Е-306
С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Южного федерального университета
Автореферат разослан «10 » июля 2008 г
Ученый секретарь диссертационного совета д т н, профессор
Чернов Н Н
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы.
Гидроакустические системы с параметрическими излучающими антеннами в последнее время находят все большее применение Разработанные методы расчета характеристик таких систем, либо не учитывают особенности распространения и взаимодействия волн в средах с дисперсией, либо останавливаются на особенностях процессов перекачки энергии волн накачки в энергию волны разностной частоты, не учитывая возможную многочастотность волн накачки и волн разностной частоты Ранее было показано [Новиков Б К, Тимошенко В.И ], что дисперсия ослабляет результат взаимодействия и перекачки энергии Существуют методы увеличения энергии волн разностной частоты путем использования многокомпонентных сигналов Применение параметрических антенн в мелком море позволяет решить задачу передачи энергии волн разностной частоты на большие расстояния При этом дисперсия в мелком море - как волноводе - существенно влияет на характеристики параметрической системы Акустические волны, распространяясь в волноводе, несут информацию о физических свойствах волновода Акустические методы могут обеспечить дистанционный мониторинг гидрофизических характеристик (температуры, течений водных масс и т.д) на обширных акваториях и по всей глубине океана Эксперименты по трансарктическому акустическому распространению показали [Есипов И Б и др ], что время распространения звука существенно связано с потеплением из-за проникновения вод Атлантики в арктический бассейн Для того, чтобы разрешить изменения во времени распространения сигнала в несколько десятков миллисекунд в условиях многомодового распространения в океаническом волноводе, применяются различные методы обработки сигналов Известны исследования по возбуждению многомодового сигнала Практика применения параметрических антенн показывает, что их диаграмма направленности может быть узконаправленной (порядка 1°-3°), и эта характеристика практически не зависит от частоты Применение параметрической антенны может обеспечивать одномодовое возбуждение в океаническом волноводе широкополосного акустического сигнала Результаты теоретических исследований показали возможность управлять числом возбуждаемых мод сигнала. Эксперименты с параметрической антенной по распространению сигнала на дистанции до 1000 км показали перспективность этого метода для океанологических исследований на протяженных трассах Поэтому принципы применения параметрических антенн обещают новые возможности для многочастотных акустических экспериментов на протяженных трассах в сложных океанологических условиях, когда требуется согласованное с волноводом одномодовое распространение сигнала
С этой точки зрения изучение генерации многокомпонентных сигналов параметрической антенны важно и актуально
Кроме того, изучение взаимодействия многокомпонентных сигналов в вол-новодных системах связано с прикладной задачей по разработке систем обнаружения несанкционированного доступа к нефтегазопродуктопроводам Результат генерации вторичных сигналов в этом случае обуславливается взаимодействием волн накачки, распространяющихся в волноводе, с волнами возникающими в волноводе
за счет работ, производимых на нем Эти взаимодействия происходят в волноводе, заполненном вязкой жидкостью Решение этой задачи также актуально
В настоящей работе ставится задача исследования взаимодействия акустических волн в средах с дисперсией в виде растворенных газовых включений в жидкости и в волноводах различного сечения
Целью работы являются теоретические и экспериментальные исследования характеристик параметрической антенны при взаимодействии акустических волн в средах с дисперсией различного происхождения.
Методы исследования. Поставленная в работе цель автором достигается теоретическими и экспериментальными исследованиями Экспериментальные исследования проводились в различных условиях В основу методики использования многокомпонентных сигналов для увеличения дальности действия параметрических систем в дисперсионных средах легли результаты теоретических и экспериментальных исследований
Научная новизна работы состоит1
- в разработке математических и физических моделей взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с физической и геометрической дисперсией,
- в результатах математического моделирования взаимодействия акустических многокомпонентных сигналов в средах с дисперсией,
- в результатах экспериментального исследования взаимодействия акустических сигналов в плоских волноводах в натурных условиях
Положения выносимые на защиту:
1 Математическая модель взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с дисперсией.
2 Результаты моделирования взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с растворенными газовыми включениями
3 Результаты моделирования взаимодействия многокомпонентных сигналов в вязких средах
4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия многокомпонентных сигналов в волноводах
Прастическая значимость заключается:
- в разработке рекомендаций по формированию сигналов накачки для возможностей пространственной обработки сигналов с целью их сжатия в точке пространства,
- разработке методик расчета задержек парциальных компонент сигналов для их использования в увеличении дальности действия локационных систем в средах с дисперсией
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены
- на VII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2004,
- на первой ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН. Ростов-на-Дону, 2005,
- на LI научно-технической конференции ППС ТРТУ, 2005,
- на XIII Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания», Нижний Новгород, 2005,
- на Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» («БИОМЕДСИСТЕМЫ-2005»), Рязань, 2005,
- на международной конференции «Экология 2006 - море и человек » Таганрог, 2006,
- на XVIII сессии Российского акустического общества г Таганрог, 2006,
- на VIII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2006,
- на научно-технической конференции «Строительная физика в XXI веке» НИИСФ РААСН, Москва, 2006,
- на третьей ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН Ростов-на-Дону, 2007,
- на Всероссийской научно-техническая конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» («БИОМЕДСИСТЕМЫ-2007»), Рязань, 2007,
- на третьей международной научно-технической конференции молодых ученных и студентов «Информатика и компьютерные технологии», ДонНТУ, Донецк, 2007,
- на научно-технической конференции ППС ТТИ ЮФУ, Таганрог, 2008
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 научных работ Автор принимал участие в выполнении ряда научно-исследовательских работ по теме диссертации Часть исследований вошла составной частью в проект МНТЦ 3770 «Разработка экспериментальной параметрической акустической антенны - как нового инструмента для мониторинга океана на протяженных трассах» выполняемый совместно с федеральным государственным унитарным предприятием «Акустический институт им Н Н Андреева» г Москва и «Scripps Institution of Oceanography» США, г JIa Йова
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы Общий объем диссертации составляет 154 страниц и содержит 113 рисунков Список литературы включает 132 наименования
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении показана актуальности темы исследований, сформулирована цель работы и основные положения выносимые на защиту, а также кратко изложено содержание диссертации.
В первой главе проведен краткий обзор исследований распространения и взаимодействия акустических волн в дисперсионных средах Анализ результатов исследований показал, что наличие дисперсии в волноводе приводит к искажению формы сигналов и следовательно, возможна пространственная обработка сигналов, взаимодействие волн в таких системах может быть ослаблено дисперсией, либо же усилено в зависимости от вида дисперсии, проблемам взаимодействия волн в дисперсионных средах уделено недостаточное внимание Особенно при применении сигналов со сложным спектральным составом Определено направление исследований взаимодействия в дисперсионных средах сигналов со сложным спектральным составом для повышения дальности действия систем с параметрическими антеннами, работающими в средах с дисперсией
Во второй главе на основе математической модели взаимодействия многокомпонентных сигналов параметрической антенны (ПА) в бездисперсионных средах, получена математическая модель взаимодействия многокомпонентных сигналов ПА в средах с дисперсией Сигнал волны разностной частоты (ВРЧ) ПА: п-т п-т
Рт = ^Ак,к+тРкРк+т > 4с,кш=\к-т/к,к-т (!)
т=1 к=1
где Рт — амплитуда т-той компоненты волны разностной частоты п - количество
компонент; т - номер компоненты сигнала разностной частоты (ттах=п-1)',
2 ' 4
Рь Рк+т - амплитуды взаимодействующих волн, вк к+т = а £тС1 ехр[ -
8 с*тР Ч к
игт )
!кМт=1
011-,
ехреагОчЛСУ) . _ а2Щ . , , _ а2<°к+\
^йт/
о
, а тО. Чт=—А—; « =
+У
2 1 Чт , г
4с„
Шк /4+1 /4+1 2 с^р
3. V'
Ь(тП)2
ск, ск+], ст - фазовые скорости звука ¿-той и
/с+7-вой компонент сигнала накачки и /и-той компоненты ВРЧ, соответственно, АОт=(кк-кк^-Кт)1г - изменение фазового сдвига между взаимодействующими волнами на расстоянии пропорциональном Ь для компонент сигнала, ДОт- характеризует дисперсионные свойства среды и определяет период осцилляций и амплитуду ВРЧ, & - длина зоны затухания волн накачки; кькк, ¡,Кт - волновые числа ¿-той, к+1-вой компонент сигнала накачки и т-той компоненты сигнала ВРЧ, соответственно, рк - коэффициент затухания ¿-той компоненты волны накачки
Рассмотрены три случая взаимодействия компонент многокомпонентного сигнала ПА в среде с растворенными газовыми включениями: а) частоты накачки лежат в области малой дисперсии, а частоты ВРЧ в области сильной дисперсии; б) частоты накачки лежат в области сильной дисперсии, а частоты ВРЧ в области малой дисперсии; в) частоты всех взаимодействующих волн лежат в области сильной дисперсии. Представлена зависимость фазовой скорости от частоты при нахождении в воде пузырьков радиусом от 2-Ю"5 до 2-Ю"'' см и концентрации п=5-102 1/м3 (рисунок 1).
Представлены результаты математического моделирования взаимодействия волн ПА для случая сильной дисперсии ВРЧ. На рисунке 2 представлен пример осевого распределения 1-ой парциальной компоненты ВРЧ с частотой 3 кГц и осевого распределения 1-ой суммарной парциальной компоненты ВРЧ с частотой 3 кГц. На рисунке 3 представлены задержки парциальных компонент ВРЧ и сигнала накачки.
Рисунок 1 - Зависимость фазовой скорости от частоты при нахождении в воде пузырьков радиусом от 2- 10"
2-10"3 см и концентрации п=51021/м
до
з
а)
Рисунок 2 - Осевые распределение 1-й парциальной компоненты ВРЧ а) и 1 -й суммарной компоненты ВРЧ
жша
йТ.|Г)=(С,-С.)«(С, С) ДТ,(г).(С,-ОИС.С.)
йт.{«*1с.-с.) тс с.)
а) б)
Рисунок 3 - Задержки парциальных компонент ВРЧ а) и волны накачки б)
Амплитуды звуковых давлений ВРЧ на расстоянии Ы и 20-Ы для дисперсионной и бездисперсионной сред изображены на рисунке 4.
11
т Т т Т т и-«-
а) б) в) г)
Рисунок 4 - Амплитуды звуковых давлений ВРЧ: а) на расстоянии Ш от излучателя для бездисперсионной среды; б) на расстоянии 20-М от излучателя для бездисперсионной среды; в) на расстоянии И от излучателя для дисперсионной среды; г) на расстоянии 20И от излучателя для дисперсионной среды.
Представлены результаты математического моделирования взаимодействия волн ПА для случая сильной дисперсии волн накачки. Расположение компонент взаимодействующих волн на дисперсионной кривой изображено на рисунке 5.
:1\
\
Рисунок 5 - Расположение компонент. взаимодействующих волн на дисперсионной кривой
( ! * э * н а к б)
Рисунок 6 - Осевые распределение 1-ой парциальной компоненты ВРЧ а) и 1-ой суммарной парциальной компоненты ВРЧ б)
На рисунке 6 изображен пример осевого распределения 5-ой парциальной компоненты ВРЧ с частотой 5 кГц и осевого распределения 5-ой суммарной парциальной компоненты ВРЧ с частотой 5 кГц. На рисунке 7 приведены задержки компонент ВРЧ и сигнала накачки для данного случая.
ДТ1 (г)*(С1 -С2) ЩС | С}( ¿Тз<г>=(С1-Сз)^(С,-С1> ДТ5{гИС.-СОч/(С,С<)
ЛТ,(гИС,-С7)г/(С,-С,) Ч ' ЛТИ'ИС.-С.МС.Ъ)
Л№)=(с.-с»)»(е,с„
£ККг)=(сгС1) г'(с, с.) •Д«г).(сгс.)«(с,с,)
.ЙЦ(г)»(сгс»)г/(е|С»)
ЛМО=<С|-Сг) г/(с, с, (
а)
б)
Рисунок 7 - Задержки парциальных компонент ВРЧ а) и волны накачки б)
Представлены амплитуды звуковых давлений ВРЧ на расстоянии 1(1 и 20-Ш для дисперсионной и бездисперсионной сред (рисунок 8) для случая сильной дисперсии волн накачки.
гтТТттТтт-
12)41(719
а) б) в) г)
Рисунок 8 - Амплитуды звуковых давлений ВРЧ а) на расстоянии Ш от излучателя для бездисперсионной среды, б) на расстоянии 20 Ш от излучателя для бездисперсионной среды, в) на расстоянии Ш от излучателя для дисперсионной среды, г) на расстоянии 201(1 от излучателя для дисперсионной среды при сильной дисперсии волн накачки
Сделаны выводы о том, что. наличие дисперсии приводит к уменьшению эффекта накопления сигнала ВРЧ, что объясняется нарушением синхронизма взаимодействия волн в среде; различное положение компонент ВРЧ на частотной оси приводит к изменению в осевом распределении амплитуды ВРЧ, причем, изменения зависят как от положения компонент на частотной оси, так и от значения частоты компоненты, расположение компонент ВРЧ в области с изменением фазовой скорости приводит к тому, что в осевом распределении компонент волн разностной частоты появляются осцилляции, которые объясняются тем, что в этой области процессы уменьшения взаимодействия за счет проявления дисперсии преобладают над процессами накопления энергии ВРЧ за счет нелинейного взаимодействия; для генерации в точке пространства сигнала ВРЧ заданной формы необходимо формировать сигнал накачки с такими задержками, чтобы в этой точке сигнал ВРЧ складывался в фазе
В третьей главе представлены особенности распространения акустических волн в сильновязких жидкостях, исследован случай сильной дисперсии волн в нефти Показаны возможные случаи взаимодействия Изменение фазовой скорости"
:с0
1 +
т со т
2 1 + йЛ-2
СО
и волнового числа к = ±— с0
1 +
т
..2 2 СО Т
1 + со2т2
--1-
т
со г
1 + йЛ-2
для сильновязких жидкостей Для случая сильновязкой жидкости коэффициент в
1-4
выражении (1) принимает вид /с + т =
а2еп£1 8с\р
1 +
т
22
? ?
ехр
V ^т)
А длины зон дифракции компонент сигнала ;
а2ч
2сп
2 2
1 +
т
сокг
, 2 2 1+Фкт
с?сик+]
Чк+1 -
2*0
1+
<?пП 4сф
1+
гИ
т-1
ЩпЦ2?
На рисунке 9 показано расположение компонент взаимодействующих волн на дисперсионной кривой, а на рисунке 10 приведены примеры осевого распределения компонент ВРЧ.
-•-■-. ад г... ь.
И'! : \ 1 —!—• 1
К. АП"»»/<■' «Чй- .«Г.,
«4« •Гц/,' \ С дисперсией
1 < 1 • . I и А
Рисунок 9 - Расположение компонент взаимодействующих волн на дисперсионной кривой
а) б)
Рисунок 10 - Осевые распределение 3-й парциальной компоненты ВРЧ а) и 3-й суммарной парциальной компоненты ВРЧ б)
Рассмотрены амплитуды компонент многокомпонентных сигналов ВРЧ на различных расстояниях (рисунок 11) и на рисунке 12 представлены задержки компонент ВРЧ и сигнала накачки для данного случая.
»! - ..... . «ТЙНС.-СМС.С.1 1 ] /\ 1Т,ЦЧСА)*С,<Ч 1 //•
//■А/ ■■
ж .. ИЛИМИ««
=5-1 ■■ 1 П ч 1 и 1 "'А ж ......-»п«чсю№о,
12 14 5«?*» I « <С 1
а) б)
Рисунок 11 - Амплитуда давлений ВРЧ: а) на расстоянии 0,5/с/ от излучателя в вязкой жидкости; б) на расстоянии 20-Ш от излучателя в вязкой жидкости
г......г—
I .
Рисунок 12 - Задержки парциальных компонент ВРЧ а) и волны накачки б)
Сделаны выводы о том, что: наличие в сильновязкой жидкости дисперсии приводит к уменьшению эффекта накопления сигнала ВРЧ; анализ результатов моделирования показал, что, как и в среде с газовыми включениями дисперсия скорости звука приводит к осцилляциям в осевом распределении ВРЧ за счет различных задержек компонент сигнала в различных точках на оси антенны накачки. При этом характер изменений сигнала такой же, как и в среде с газовыми пузырьками. Различие лишь в том, что величина изменения скорости распространения звука с частотой значительно меньше. Это приводит к меньшим задержкам в волне разностной частоты.
В главе четыре представлены особенности распространения акустических волн в круглом волноводе. Так как зависимость фазовой скорости звука от частоты для круглого волновода с акустически жесткими стенками находится по формуле
с(/) = со
2-я--/
-1/2
, тогда амплитуда гп-той компоненты ВРЧ находит-
ся по формуле Рт = У" --
Ы1
т 1'ехр(-ог(1 - ¡М)т)) 2--Рк ' Рк+т ' ---
/
\
1-/-
2-у
Ал
¿у.
т у
Представлены результаты моделирования взаимодействия волн для случая сильной дисперсии волн разностной частоты (рисунки 13-16) и случая сильной дисперсии волн накачки (рисунки 17-19).
1 ш 1 ■ !Г
'1
У 1
■Л Г
И" - к
Г.ОаГЪвпяммгам .1 I - :
гтн
! \ . -
Т. с,
, >
__ц
К,—Т1
3 а 9 12 18 21 21 ¡7
Рисунок 13 - Зависимость Рисунок 14 - Осевые рас- Рисунок 15 - Времена при-фазовой скорости от часто- пределение 1-ой парциаль- хода компонент сигнала
ной компоненты ВРЧ
ты для волновода диаметром 1,2 метра для 1-й моды
ВРЧ в точку Ь лежащую на расстоянии 20м от источника
Рисунок 16-Задержки парциальных компонент ВРЧ а) и волны накачки б)
Рисунок 17 - Зависимость фазовой скорости от частоты для волновода диаметром 1,2 метра для 0-ой и 1-ой мод
. . . (.'(ДнвПМЮШ А., л. ■
- >Гц »,«3$||Гч. ».»ре п.
Рисунок 18 - Осевые распределение 1-й парциальной компоненты ВРЧ
Рисунок 19- Задержки компонент сигнала накачки
Рассмотрены два случая расположения компонент сигнала накачки и сигнала волн разностной частоты на частотной оси. Первый случай, когда составляющие сигнала накачки и сигнала волны разностной частоты располагаются на дисперсионной кривой первой моды волновода, причем фазовые скорости компонент ВРЧ изменяются от 1700 до 1500 м/с, а скорости компонент волны накачки практически не изменяются. Во втором случае скорости компонент волн накачки меняются от 1900 до 1600 м/с, а скорости компонент ВРЧ одинаковы. Компоненты волн сигнала накачки лежат в частотной области в районе первой моды, а компоненты ВРЧ распространяются как нулевая мода волновода.
В первом случае расположение частотных компонент волн разностной часто- | ты в области сильной дисперсии приводит к тому, что в отличии от бездисперсионной среды, когда амплитуда ВРЧ нарастает с дистанцией (т.к. волна плоская), в осевом распределении компонент ВРЧ появляются осцилляции и происходит спад амплитуды за счет влияния дисперсии. Необходимо отметить, что амплитуда осцилляции и их период отличны от таких же для взаимодействия волн в пузырьковой среде и в среде с большой вязкостью. Это объясняется отсутствием дифракционной расходимости волн в волноводе.
Анализ взаимодействия волн во втором случае показывает, что эффективность генерации компонент волн накачки путем взаимодействия компонент волн | сигнала в 2-4 раза меньше, чем в первом случае. Т.е дисперсия скоростей компо- 1 нент волн накачки оказывает более существенное влияние на процесс взаимодействия, чем дисперсия компонент ВРЧ.
В главе пять представлены экспериментальные исследования взаимодействия волн в плоском волноводе, проведенные в акватории Таганрогского залива Азовского моря. Экспериментальные исследования были направлены на изучение распространения волн разностной частоты в волноводе и изменения задержек компонент сигнала ВРЧ с расстоянием при использования этого эффекта для пространственного сжатия сигнала путем формирования задержек компонент сигнала параметрической антенны. I
Профиль дна по трассе распространения акустических волн изображен на рисунке 20, а на рисунке 21 представлены профили скорости звука по трассе распространения.
Рисунок 20 - Профиль дна на трассе Рисунок 21 Профили скорости звука по распространения акустических сигналов трассе распространения (кривая 1 - профиль
измерен рядом с излучающей системой; кривая 2 - на расстоянии 284 м; кривая 3 - на расстоянии 874 м; кривая 4 - на расстоянии 1590 м от излучающей системы)
На рисунке 22 представлении вертикальные распределения уровня сигнала, а на рисунке 23 - изменение времени задержки прихода частотных составляющих сигнала с пройденной дистанцией.
Рисунок 22 - Вертикальное распределе- Рисунок 23 - Изменение времени задержки при-
ние уровня сигнала. хода частотных составляющих сигнала с пройцен-
Нижний гидрофон на 0,25м выше дна, ной дистанцией. Расчет и результат эксперимента далее через 0,25м следуют остальные
гидрофоны .....
I Измерение'геометрии волновода показало, что его можно принять за пло-
| ский волновод, так как на расстоянии в 3000м глубина изменяется от 2,2 до 2,8 м, что составляет 0,02 % от расстояния. Измерения вертикального распределения ско-I рости звука показало, что волновод изоскоростной и поэтому рефракции лучей не происходит.
Измерение времени задержки различных частей сигнала ВРЧ с линейной частотной модуляцией на различных расстояниях показало хорошее согласие в задержках с теоретическими предположениями.
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования показали, что дисперсия в волноводе приводит к изменениям структуры сигнала, что может быть использовано в пространственной обработке сигналов для их сжатия и тем са-| мым повышения дальности действия гидроакустических систем. | В заключении приведены основные результаты исследований по диссерта-
ции. .......
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
В диссертационной работе получены следующие основные результаты: | 1) проведен краткий обзор исследований распространения и взаимодейст-
вия акустических волн в дисперсионных средах и выбрано направление исследований взаимодействия в дисперсионных средах сигналов со сложным спектральным составом для повышения дальности действия систем с параметрическими антеннами, работающими в средах с дисперсией;
2) разработана математическая модель взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с дисперсией;
3) в соответствии с разработанной математической моделью выполнены исследования взаимодействия волн для случая сильной дисперсии ВРЧ и случая сильной дисперсии волн накачки в средах с растворенными газовыми включениями и показано влияние дисперсии на искажение осевого распределения ВРЧ,
4) представлены особенности распространения акустических волн в сильновязких жидкостях,
5) в соответствии с разработанной математической моделью выполнены исследования взаимодействия волн в сильновязкой жидкости;
6) представлены особенности распространения акустических волн в круглом волноводе и показано влияние геометрической дисперсии на параметры взаимодействия компонент многокомпонентного сигнала в волноводах,
7) в соответствии с разработанной математической моделью и особенностями распространения акустических волн в круглом волноводе выполнено моделирование взаимодействия волн в круглом волноводе для случая сильной дисперсии ВРЧ и случая сильной дисперсии волн накачки,
5) проведены экспериментальные исследования взаимодействия волн в плоском волноводе в акватории Таганрогского залива Азовского моря Результаты экспериментальных исследований на протяженных трассах показали, что сигнал различных частот претерпевает задержки и изменяя начальные задержки компонент сигнала возможно «собрать» сигнал в заданной точке, т е. произвести пространственное сжатие сигнала
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Работы в журналах из списка ВАК:
1 Воронин В А , Пивнев П П Исследование поперечного распределения поля волны разностной частоты в параметрической антенне в средах с дисперсией // Известия ТРТУ №9, Таганрог 2005, с 40-42
2 Пивнев П П , Воронин В А , Воронин А В К вопросу контроля положения подводных и заиленных частей опор мостов // Известия ТРТУ №12, Таганрог 2006, с. 86-88
3 Пивнев П П , Воронин В А, Кобзев В В Вопросы мониторинга биомассы сине-зеленных водорослей с использованием параметрических антенн // Известия ТРТУ №12, Таганрог 2006, с 88-94
4 Воронин В А , Тарасов С П, Котляров В В., Пивнев П П , Свинобаев Н Н Экологический мониторинг опор мостов с использованием средств гидроакустики // Известия ЮФУ №1 Таганрог 2008, с. 94-96
Работы в других изданиях:
5 Пивнев П П Исследование характеристик преобразователей для антенн гидролокаторов бокового обзора. // Тезисы докладов VII Всероссийская на-
учная конференция студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2004
6 Пивнев П П , Свинобаев Н Н Цилиндрическая антенна системы подводной связи // Материалы первой ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН. Ростов-на-Дону, 2005
7 Воронин В А, Пивнев П.П , Кобзев В В Влияние затухания на взаимодействие акустических волн в приповерхностном слое моря. // Материалы XIII Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознании», Нижний Новгород, 2005, с 1-3
8 Пивнев П П Система определения утечек нефти из нефтепроводов // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» («БИОМЕДСИСТЕМЫ-2005») Тезисы докладов Рязань, 2005, с 38-39
9 Пивнев П П Исследование характеристик нелинейного взаимодействия волн в нефтепроводе с учетом затухания // Нелинейная гидроакустика. Труды научной конференции Ростов-на-Дону, 2006
10 Воронин В А, Пивнев ПП, Кобзев В В Исследование взаимодействия волн в параметрической антенне в приповерхностном слое моря // Нелинейная гидроакустика Труды научной конференции Ростов-на-Дону, 2006.
11 Пивнев П П Исследование взаимодействия многокомпонентного сигнала в средах с дисперсией // Сборник трудов XVIII сессии Российского акустического общества Т 1 -М ГЕОС, 2006, с 127-131
12 Пивнев ПП Исследование взаимодействия акустических волн в круглом волноводе // Тезисы докладов VIII Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2006
13 Пивнев П П Исследование взаимодействия многокомпонентного акустического сигнала на различных частотах с учетом дисперсии // Материалы третьей ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН. Ростов-на-Дону, 2007
14 Пивнев П П Исследование характеристик многокомпонентного сигнала параметрической антенны для экологического мониторинга водоемов. // Труды Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» («БИОМЕДСИСТЕМЫ-2007») Тезисы докладов Рязань, 2007, с 114-121
15 Пивнев ПП, Воронин А В Исследование характеристик параметрических антенн в средах с неоднородностями для использования в мониторинге окружающей среды // Сборник трудов III научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Информатика и компьютерные технологии» Донецк, ДонНТУ, 2007, с 560-563
16 у-)
Личный вклад автора в публикациях состоит в следующем
[6] - разработана конструкция антенны, рассчитаны ее характеристики,
[1] - выполнено математическое моделирование поперечного распределения ВРЧ в средах с дисперсией,
[7] - выполнено математическое моделирование влияния затухания на взаимодействие волн в приповерхностном слое моря,
[10] - представлена математическая модель взаимодействия волн в параметрической антенне в приповерхностном слое моря,
[2], _ рассмотрены особенности мониторинга подводной части опор мостов, как инженерных сооружений, разработаны методики мониторинга и проведены экспериментальные исследования;
[3] - рассмотрены параметры сине-зеленых водорослей, как среды распространения, рассеяния и взаимодействия акустических волн;
[15] - выполнено математическое моделирование взаимодействия волн в средах с неоднородностями, в виде растворенных газовых пузырьков
Издательство Технологического института Южного федерального университета в г Таганроге
Таганрог, 28, ГСП 17А, Некрасовский, 44 Зак № 2.Щ Тираж 100 экз
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В ДИСПЕРСИОННЫХ СРЕДАХ.
1.1. Распространение волн в плоских волноводах и трубах различного сечения.
1.2. Нелинейное взаимодействие волн в средах с дисперсией.
1.3. Выводы.
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОЛН В СРЕДАХ С РАСТВОРЕННЫМИ ГАЗОВЫМИ ПУЗЫРЯМИ.
2.1. Математическая модель взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с дисперсией.
2.2. Моделирование взаимодействия волн для случая сильной дисперсии ВРЧ.
2.3. Моделирование взаимодействия волн для случая сильной дисперсии волн накачки.
2.4. Выводы.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В СИЛЬНО ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЯХ.
3.1. Особенности распространения акустических волн в сильно вязких жидкостях.
3.2. Исследование взаимодействия акустических волн в нефти.
3.3. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В КРУГЛОМ ВОЛНОВОДЕ.
4.1. Особенности распространения акустических волн в круглом волноводе.
4.2. Моделирование взаимодействия волн в круглом волноводе для случая сильной дисперсии ВРЧ.
4.3. Моделирование взаимодействия волн для случая сильной дисперсии волн накачки.
4.4. Выводы.
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ВОЛН В МЕЖОМ МОРЕ.
5.1 Задачи проведения экспериментальных исследований.
5.2. Аппаратура для проведения исследований и ее характеристик
5.3. Характеристики аппаратуры.
5.4. Методика проведения экспериментальных исследований в условиях мелкого моря.
5.5. Результаты экспериментальных исследований в мелком море.
5.6. Выводы.
Актуальность работы.
Гидроакустические системы с параметрическими излучающими антеннами в последнее время находят все большее применение. Разработанные методы расчета характеристик таких систем, либо не учитывают особенности распространения и взаимодействия волн в средах с дисперсией, либо останавливаются на особенностях процессов перекачки энергии волн накачки в энергию волны разностной частоты, не учитывая возможную многочастот-ность волн накачки и волн разностной частоты. Ранее было показано, что дисперсия ослабляет результат взаимодействия и перекачки энергии. С другой стороны, существуют методы увеличения энергии волн разностной частоты путем использования многокомпонентных сигналов. Использование параметрических антенн в мелком море решает задачу передачи энергии волн разностной частоты на большие расстояния. При этом дисперсия в мелком море - как волноводе - существенно влияет на характеристики параметрической системы. Акустические волны распространяясь в волноводе, несут информацию о физическом состоянии волновода. Акустические методы обладают многообещающими возможностями для долговременного дистанционного мониторинга температуры и течений водных масс на обширных акваториях и по всей глубине океана. Эксперименты по трансарктическому акустическому распространению показали, что время распространения звука существенно связано с потеплением из-за проникновения вод Атлантики в арктический бассейн [1, 2]. Для того, чтобы разрешить изменения во времени распространения сигнала в несколько десятков миллисекунд в условиях много-модового распространения в океаническом волноводе, применяются различные методы обработки сигналов. Пробуют применять методы возбуждения многомодового сигнала. Практика применения параметрических антенн показывает, что их диаграмма направленности может быть остронаправленной (1°-3° для разрешения по углу), и эта характеристика почти не зависит от частоты. Поэтому параметрическая антенна может обеспечивать одномодовое возбуждение в океаническом волноводе широкополосного акустического сигнала. Расчеты [3] показывают возможность управлять числом возбуждаемых мод сигнала. Выполненные эксперименты с параметрической антенной по распространению сигнала на дистанции до 1000 км показывают перспективность этого метода для океанологических исследований на протяженных трассах [4, 5]. Поэтому принципы применения параметрических антенн обещают новые возможности для многочастотных акустических экспериментов на протяженных трассах в сложных океанологических условиях, когда требуется согласованное с волноводом одномодовое распространение сигнала.
С этой точки зрения изучение генерации многокомпонентных сигналов параметрической антенны важно и актуально.
Кроме того, изучение взаимодействия многокомпонентных сигналов в волноводных системах связано с разработкой систем обнаружения несанкционированного доступа к нефтегазопродуктопроводам, где результат генерации вторичных сигналов обуславливается взаимодействием волн накачки, распространяющихся в волноводе, с волнами возникающими в волноводе за счет работ, производимых на нем. Эти взаимодействия происходят в волноводе заполненном вязкой жидкостью и изучение этих взаимодействий также актуально.
В настоящей работе ставится задача исследования взаимодействия акустических волн в средах с дисперсией в виде растворенных газовых включений в жидкости и в волноводах различного сечения.
Целью работы являются теоретические и экспериментальные исследования характеристик параметрической антенны при взаимодействии акустических волн в средах с дисперсией различного происхождения.
Методы исследования. Поставленная в работе цель автором достигается теоретическими и экспериментальными исследованиями. Экспериментальные исследования проводились в различных условиях. В основу методики использования многокомпонентных сигналов для увеличения дальности действия параметрических систем в дисперсионных средах легли результаты теоретических и экспериментальных исследований.
Научная новизна работы состоит:
- в разработке математических и физических моделей взаимодействия многокомпонентных сигналов параметрических антенн в средах с физической и геометрической дисперсией;
- в результатах математического моделирования взаимодействия акустических многокомпонентных сигналов параметрических антенн в средах с дисперсией;
- в результатах экспериментального исследования взаимодействия акустических сигналов параметрических антенн в плоских волноводах в натурных условиях.
На защиту выносится следующее:
1. Математическая модель взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с дисперсией.
2. Результаты моделирования взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с растворенными газовыми включениями.
3. Результаты моделирования взаимодействия многокомпонентных сигналов в вязких средах.
4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия многокомпонентных сигналов в волноводах.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены:
- на VII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2004;
- на первой ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН. Ростов-на-Дону, 2005;
- на LI научно-технической конференции ППС ТРТУ, 2005;
- на XIII Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания», Нижний Новгород, 2005;
- на Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» («БИОМЕДСИСТЕМЫ-2005»), Рязань, 2005;
- на международной конференции «Экология 2006 - море и человек» Таганрог, 2006;
- на XVIII сессии Российского акустического общества, г. Таганрог,
2006;
- на VIII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2006;
- на научно-технической конференции «Строительная физика в XXI веке» НИИСФ РААСН, Москва, 2006;
- на третьей ежегодной научной конференции студентов и аспирантов, базовых кафедр Южного научного центра РАН, Ростов-на-Дону, 2007;
- на Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» («БИОМЕДСИСТЕМЫ-2007»), Рязань 2007;
- на третьей международной научно-технической конференции молодых ученных и студентов «Информатика и компьютерные технологии», ДонНТУ, Донецк, 2007;
- на научно-технической конференции ППС ТТИ ЮФУ, Таганрог,
2008;
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 научных работ. Автор принимал участие в выполнении ряда научно-исследовательских работ по теме диссертации. Часть исследований вошла составной частью в проект МНТЦ 3770 «Разработка экспериментальной параметрической акустической антенны - как нового инструмента для мониторинга океана на протяженных трассах», выполняемый совместно с федеральным государственным унитарным предприятием «Акустический институт им. Н.Н. Андреева» г. Москва и «Scripps Institution of Oceanography» США, г. Ла Йова.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет 154 страниц и содержит 113 рисунков. Список литературы включает 132 наименования.
5.6 Выводы
Результаты измерений характеристик параметрической антенны в гидроакустическом бассейне показали, что разработанная параметрическая антенна имеет следующие характеристики:
- ширина ХН - 2°;
- диапазон частот -120-150 кГц;
- тип сигнала - ЛЧМ.
Анализ характеристик показал, что применение в натурных экспериментах позволило выполнить задачу экспериментальных исследований. Для этого в качестве многочастотного сигнала был выбран сигнал с линейной частной модуляцией. Этот сигнал можно представить в виде многокомпонентного сигнала с количеством компонент, стремящимся к бесконечности и с расстоянием между компонентами равным 0.
Измерение геометрии волновода показало, что его можно принять за плоский волновод, так как на расстоянии в 3000м глубина измеряется от 2,3 до 2,8 , что составляет 0,02% от расстояния измерения вертикального распространения скорости звука показало, что волновод изоскоростной и поэтому рефракции лучей не происходит.
Измерение времени задержек различных частей сигнала волн разностной частоты с линейной частотой модуляцией на разных расстояниях показало хорошее согласие в задержках с теоретическими предположениями.
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования показали, что дисперсия в волноводе приводит к изменениям структуры сигнала, что может быть использовано в пространственной обработке сигналов для их сжатия и тем самым повышение дальности гидроакустических систем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе по каждому разделу сделаны подробные выводы. В заключении сформулированы основные результаты.
В диссертационной работе получены следующие основные результаты:
1) проведен краткий обзор исследований распространения и взаимодействия акустических волн в дисперсионных средах и выбрано направление исследований взаимодействия в дисперсионных средах сигналов со сложным спектральным составом для повышения дальности действия систем с параметрическими антеннами, работающими в средах с дисперсией;
2) разработана математическая модель взаимодействия многокомпонентных сигналов в средах с дисперсией;
3) в соответствии с разработанной математической моделью выполнены исследования взаимодействия волн для случая сильной дисперсии ВРЧ и случая сильной дисперсии волн накачки в средах с растворенными газовыми включениями;
4) представлены особенности распространения акустических волн в сильновязких жидкостях;
5) в соответствии с разработанной математической моделью выполнены исследования взаимодействия волн в нефти;
6) представлены особенности распространения акустических волн в круглом волноводе;
7) в соответствии с разработанной математической моделью и особенностями распространения акустических волн в круглом волноводе выполнено моделирование взаимодействия волн в круглом волноводе для случая сильной дисперсии ВРЧ и случая сильной дисперсии волн накачки;
Работа является завершенной и имеет важное народнохозяйственное значение, т.к. результаты работы использовались в проекте МНТЦ 3770 «Разработка экспериментальной параметрической акустической антенны — как нового инструмента для мониторинга океана на протяженных трассах» и в НИР и ОКР ГНЦ ФГУГП «Южморгеология».
1. Mikhalevsky P.N. Arctic Climate Observations using Sound (ACOUS). International Symposium Acoustic Tomography and Acoustic Thermometry Proceedings, 125-131, Tokyo and Yokosuka, Japan, February 8-10, 1999.
2. Mikhalevsky P., Sperry В., Gavrilov A. Acoustic thermometry along an Arctic Ocean path. JASA, 2002, 112(5), 2230A.
3. Naugolnykh K.A., Shang E.C., and Wahg Y.Y., Esipov I.B. and Johan-nessen O.M. "Numerical Simulation of the Parametrical Array Application for Ocean Monitoring in the Fram Stait Environment", Acoustical Physics. 1999, 45(4), p. 504-511.
4. Esipov I.B., Zimenkov S.V., Kalachev A.I., Nazarov V.E. Sensing of an Ocean Eddy by Directional Parametric Radiation. Acoustical Physics. 1993, 39(1).
5. Esipov I.B., Kalachev A.I., Sokolov A.D., Sutin A.M., Sharonov G.A. Long Range Propagation Experiments with a powerful Parametric Source. Acoustical Physics. 1994, 40(1), p. 61-64.
6. И.Д. Иванов. Возбуждение поля звукового давления в идеальном волноводе сферическим импульсом. // Акустический журнал, 1977г., том XXIII, вып. 5. с. 743-750.
7. А.В. Вавилин, А.Р. Козельский, В.Г. Петников, В.М. Резников, Е.А. Ривелис. Особенности дисперсионных искажений импульсных сигналов в акустических волноводах с поглощением. // Акустический журнал, 1987г., том XXXIII, вып. 5. с. 830-833.
8. С.В. Будрин, В.Э. Струмицкий. Об особенностях распространения нормальной низкочастотной волны в цилиндрическом волноводе. // Акустический журнал, 1980., том XXVI, вып. 4, с. 616-618.
9. А.В.Попов. О распространении звука в трубах переменного сечения. // Акустический журнал, 1978г., том XXIV, вып. 6. с. 919-924.
10. А.Ф. Гладенко, Е.А. Леонтьев. Распространение акустических возмущений в плавно неоднородном цилиндрическом канале с потенциальнымизоэнтропическим потоком. // Акустический журнал, 1985г., том XXXI, вып. 2, с. 171-177.
11. М.А. Ильченко, А.Н. Руденко Исследование распространения высших мод в цилиндрическом канале с импедансными стенками. // Акустический журнал, 1977г., том XXIII, вып.6, с.884-889.
12. С.В. Будрин, В.Э. Струмицкий. Об особенностях распространения нормальной низкочастотной волны в цилиндрическом волноводе. // Акустический журнал, 1980г., том XXVI, вып. 4. с. 616-618.
13. С.В. Горин, А.Н. Лесняк. Распространение звука в волноводе, содержащем импедансные включения. // Акустический журнал, 1987г., том XXXIII, вып. 5. с. 856-862.
14. В.К. Кузнецов. К расчету затухания подводного звука в мелком море. // Акустический журнал1981г., том XXVII, вып. 6. с. 901-905.
15. Дулов В. А. Влияние облицовки из водоподобного материала на затухание звука в трубах, заполненных жидкостью. // Акустический журнал, 1985г., том XXXI, вып. 1. с. 54-57.
16. А.Д. Лапин. Изоляция нулевой моды в волноводе с сечением любой формы. // Акустический журнал, 1989г., том XXXV, вып. 6. с. 1083-1086.
17. A.M. Карновский, Л.Г. Красный. Пространственно-временная обработка акустических сигналов в волноводах. // Акустический журнал, 1979г., том XXV, вып. 2, с. 251-256.
18. Д.В. Канделаки. Когерентность полей модуляции в акустических волноводах. // Акустический журнал, 1988г., том XXXIV, вып.1 с. 102-108.
19. Е.Н. Пелиновский, Л.Н. Цодикович. О распространении широкополосных сигналов в акустических волноводах. // Акустический журнал, 1983г., том XXIX, вып. 2. с. 281-282.
20. И.В. Гиндлер, Ю.А. Кравцов, В.Г. Петников. Отношение сигнал/шум при приеме широкополосных импульсов в диспергирующих средах. // Акустический журнал, 1987г., том XXXIII, вып. 3. с. 445-447.
21. С.В. Пученкина, Б.М. Салин. Исследование свойств дна в мелководных районах по дисперсионным характеристикам низкочастотных акустических волн. // Акустический журнал, 1987г., том XXXIII, вып. 3. с. 546550.
22. Ю.Н. Карамзин, А.П. Сухоруков, А.К. Сухорукова. О влиянии дисперсии среды на характеристики параметрического излучателя ультразвука. // Акустический журнал, 1978г., том XXIV, вып.1 с.138-140.
23. Н.С. Горская, JI.A. Островский, Сутин A.M. Параметрическое излучение звука в мелком море. // Акустический журнал, 1983г., том XXIX, вып. 4. с. 451-455.
24. Е.А. Заболотская, А.Б. Шварцбург. Нелинейный акустический волновод. // Акустический журнал, 1987г., том XXXIII, вып 2. с. 373-375.
25. JI.A. Островский, И.А. Папилова. О нелинейном взаимодействии и параметрическом усилении волн в акустических волноводах. // Акустический журнал, 1973г., том XIX, вып. 1. с. 67-75.
26. Н.Е. Карабутова, В. К. Новиков. Работа параметрического излучателя звука в плоском волноводе. // Акустический журнал, 1985г., том XXXI, вып.2, с. 171-177.
27. В.Ю. Зайцев, А.И. Калачев, К.А. Нагульных, Ю.С. Степанов. Экспериментальное исследование поля параметрического излучателя в волноводе. // Акустический журнал, 1988г., том XXXIV, вып. 3. с. 470-474.
28. A.M. Гаврилов, Б.К. Новиков. Особенности работы параметрического излучателя в однородном слое. // Акустический журнал, 1989г., том XXXV, вып. 3. с. 420-427.
29. С.Н. Гурбатов, В.Ю. Зайцев, Н.В. Прончатов-Рубцов. О нелинейной генерации низкочастотного звука в рефракционном акустическом волноводе. // Акустический журнал, 1989г., том XXXV вып. 4. с. 620-625.
30. Елисеевнин В.А. О работе горизонтальной линейной антенны в водном слое. // Акустический журнал, 1979г., том XXV, вып. 2. с. 227-233.
31. Елисеевнин В.А. Коэффициент концентрации горизонтальной линейной антенны в волноводе. // Акустический журнал, 1994г., том 40, вып. 1, с.255.
32. Елисеевнин В.А. Граница между ближним и дальним полем в волноводе. // Акустический журнал, 1993г., том 39, вып 1, с.345.
33. Елисеевнин В.А. Направленность пространственно-некогерентного линейного источника в водном слое. // Акустический журнал, 1992г., том 38, вып. 6, с.278.
34. Елисеевнин В.А., Виноградов М.С. Вертикальное распределение интенсивности звукового поля излучающей линейной антенны в однородном водном слое. // Акустический журнал, 1992г., том 38, вып. 5, с.56.
35. Елисеевнин В.А. Направленность пространственно-некогерентного вертикального линейного источника в водном слое. // Акустический журнал, 1991г., том 37, вып. 5, с.78.
36. Карабутова Н.Е., Новиков Б.К. Формирование диаграмм направленности параметрического излучателя в шельфовой зоне. // Прикладная акустика. Таганрог: ТРТИ, 1983г., вып. IX, с. 67-77.
37. Горская Н.С., Островский Л.А., Сутин A.M. Параметрическое излучение звука в мелком море. // Акустический журнал, 1983г., том XXIX, вып. 4, с. 451-456,
38. Bjorno L. Excitation of selected modes in shallow water ground propagation. A new way in underwater acoustics // Ultrasonics Int. conf. Proc, Brigthon, 1977. p. 285-298.
39. Донской Д.М., Зайцев В.Ю., Наугольных K.A., Сутин A.M. Экспериментальные исследования поля мощного параметрического излучателя в мелком море. // Акустический журнал, 1993г., том 39, вып. 2, с. 266274.
40. Зайцев В.Ю., Островский Л.А., Сутин A.M. Модовая структура поля параметрического излучателя в акустическом волноводе. // Акустический журнал, 1987г., том 33, вып. 1. с. 37-42.
41. Зайцев В.Ю., Калачев А.И., Наугольных К.А„ Степанов Ю.С. Экспериментальное исследование поля параметрического излучателя в волноводе. // Акустический журнал, 1988г., том 34, вып. 3. с. 470-474.
42. Зайцев В.Ю. Параметрическое излучение звука в высокоградиентных океанических волноводах. // Акустический журнал, 1989г., том 35, вып 4.с. 646-651.
43. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. -JL: Судостроение, 1981. С. 264.
44. Berktay Н.О. Nearfield effects in parametric end-fine arrays // J. Sound Vib., 1972.-№20.-p. 135-143.
45. Berktay H.O. Some proposals for underwater transmitting applications of nonlinear acoustics//. J. Sound. Vib., 1961.- № 6.- p. 244-254.
46. Berktay H.O., Leahy D.G. Farfield performance of parametric transmitters // J. Acoiist. Soc. Amer., 1974.- № 55.- p. 539-546.
47. Mellen R.H., Moffet M.B. On parametric source aperture factors. // Acoust. Soc. Amer., 1976.- V. 66.- № 3.- p. 581-583.
48. Westervelt P.J. Parametric Acoustic Array.- J. Acoust. Soc. Amer., 1963, 35, p.535-537.
49. Mellen R.H., Konrad W.L. parametric sonar transmition.- Naval Underwater system Center. New London, Corm. tech. Memo, 1970, p. 2070-2303.
50. Hobaek H. and Vesterheim M. parametric acoustic arrays formed by diverging sound beams.- "Acoustica", 1977, v.37, № 2, p. 74-82.
51. Bjorno L. Parametric acoustic arrays.- Dordrecht — Boston, NATO a advanced study institute, 1977, p. 33-58.
52. Muir T.G., Blue Т.Е. Experiments on the acoustic modulation of ladge-amplitude waves.- J. Acoust. Soc. Amer., 1969, 46, p. 227-232.
53. Konrad W.L. Design and application of high powers parametric sonars.-IEEE International Conference of Engineering in the Ocean Environmental, 1973, p. 310-315.
54. Berkltay H.O. A propagation model for parametric sources using rectangular transducers. Proc. 6th Int. Symp. Nonlin. Acoust. Moscow, 1975.
55. Moffet M.B., Mellen R.H., Konrad W.L. Parametric acoustic sources of rectangular aperture.- J. Acoust. Soc. Amer., 1978, 63, № 5, p. 1326-131.
56. Bennett M.B. and Stack CM. Design of curved face parametric projector." J. Acoust. Soc. Amer., 1978, 63, № 2, p. 339-345.
57. Новиков Б.К., Рыбачек М.С., Тимошенко В.И. Амплитудные и пространственные характеристики параметрических излучателей.- в сб.: Прикладная акустика. Таганрог: ТРТИ, 1976, вып. IV, с. 31-43.
58. Новиков Б.К., Рыбачек М.С., Тимошенко В.И. Распределение поля излучения при взаимодействии акустических волн. // Труды VI Международного симпозиума по нелинейной акустике.- М.: МГУ, 1975, с. 234241.
59. Lockwood J.C. Dick parametric acoustic array.- J. Acoust. Soc. Amer., 1974, 56, №4, p. 1293-1294.
60. Guerra G.R. Nonlinear sonar fundamental characteristics. Analis de fisia. 1973,69, 4-6, p. 167-178.
61. Tjotta J.H., Tjotta S. Nonlinear interaction of two collinear spherically spreading sound beams.- J. Acoust. Soc. Amer., 1980, №67(2), p. 484-490.
62. Bjorno L., Christoffersen B. and Schreiber M.P. Some experimental investigation of the parametric acoustic array.- Acoustica, 1976, 35, p. 99-106.
63. Bjorno L., Christoffersen B. and Schreiber M.P. Cavitation suppressionthby and improved efficiency, ofa parametric acoustic source.- 6 International symposium on nonlinear acoustics. Moscow, 1975, p. 249-272.
64. Ryder J.D.; Rogers O.H., Jarzynski J. Radiation of difference frequency sound generated by nonlinear interaction in a silicone rubber cylinder.- J. Acoust. Soc. Amer, 1976, 59, p. 1077-1085.
65. Eller A.J. Application of the URSD type E-8 transducer as an acoustic parametric source. J. Acoust. Soc. Amer., 1974, 56, 6, p. 1735-1739.
66. Merklinger H.M. Improved efficiency in the parametric transmitting array.- J. Acoust. Soc. Amer., 1975, 58, 4, p. 784-787.
67. Eller AJ. Improved efficiency of an acoustic parametric source.- J. Acoust. Soc. Amer., 1975,58,5,p. 1193-1200.
68. Богородский A.B. Использование нелинейных эффектов в подводной акустике. // Судостроение за рубежом, 1976, 4, с. 64-72.
69. Новиков Б.К., Рыбачек М.С., Тимошенко В.И. Взаимодействие дифрагирующих пучков и теория высоконаправленных излучателей ультразвука. //Акустический журнал, 1977г., т.23, вып. 4, с. 621-626.
70. Новиков Б.К., Рыбачек М.С., Тимошенко В.И. теория и методы расчета параметрических излучателей звука. // Международный симпозиум: Нелинейные волны деформации. Талин, Институт кибернетики, 1978. т. 11, с. 133-136.
71. Буханевич И.Ф., * Рыбачек М.С., Тимошенко В.И. Экспериментальные исследования нелинейного акустического излучателя. // В кн. Прикладная акустика, Таганрог, ТРТИ, 1976, вып. 11, с. 91-103.
72. Разработка и исследование акустического измерительного излучателя на основе нелинейного эффекта. Отчет // ТРТИ 113103, № Б-489380, Научный руководитель Тимошенко В.И., Таганрог, 1975, с. 87, илл.28.
73. Разработка, исследование и изготовление остронаправленного при-емно-излучающего комплекса. Отчет//ТРТИ 113108, № Б-680820, Научный руководитель Тимошенко В.И., Таганрог, 1978, с. 135.
74. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Исследования и разработки гидроакустических антенн и приборов. // В кн.: Нелинейная акустика. Институт прикладной физики, Горький, 1980, с 31-44.
75. Гурский В.В., Гаврилов A.M. Применение параметрического излучателя для узконаправленного излучения широкополосного шума. // В кн.: Акустические методы исследования океана. М.: Судостроение, 1980, вып. 334, с. 40-43.
76. Рыбачек М.С. Исследование взаимодействия акустических волн и разработка параметрического излучателя звука. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук, ЛЭТИ, 1978.
77. Воронин В.А. Исследование, разработка и внедрение нелинейного параметрического приемно-излучающего комплекса. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук, ЛЭТИ, 1980.
78. Тарасов С.П. Исследование и разработка параметрических антенн для гидролокации с учетом влияния плоских отражающих границ. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук,, ЛЭТИ, 1982.
79. Habaek Н. and Vesterheim М. Properties of the parametric acoustic array in different parametric regions.- 6th International Symposium on Nonlinear Acoustic. Moscow, v.l, p. 272-289.
80. Mellen R.H., Moffet M.B. 83rd Meeting of the acoustical society of America, Buffalo, № 9, April 1972.
81. Зарембо Л.К., Красильников B.A. К вопросу об оптимизации акустической параметрической антенны. // Труды VI Международного симпозиума по нелинейной акустике. Москва.: МГУ, 1976, чН, с. 209-297.
82. Есипов Е.Б., Наугольных К.А. К расчету оптимальных режимов параметрического излучателя звука. // Тезисы докладов II всесоюзного научно-технического совещания: Нелинейная гидроакустика-76. Таганрог, ТРТИ, 1976, с. 7-10.
83. Рыбачек М.С., Тимошенко В.И., Бырдин В.М., Новиков Б.К. К вопросу оптимизации параметрических излучателей. // Второе всесоюзное научно-техническое совещание. Таганрог: ТРТИ, 1976, с.58-60.
84. Новиков Б.К. Некоторые вопросы оптимизации параметрических излучателей звука. // В кн.: Прикладная акустика. Таганрог: ТРТИ, 1978, вып. 4, с. 17-23.
85. Наугольных К.А., Островский Л.А., Сутин A.M. Параметрические излучатели звука. // В кн.: Нелинейная акустика. Горький: Институт прикладной физики, 1980, с. 9-30.
86. Такзути Т. Параметрический сонар. // Нихон оккё Таккайси, J. Acoust. Soc. Jap., 1979, т. 35, № 10, с. 578-586.
87. В. А. Воронин, Т.Н. Куценко, С.П. Тарасов. Особенности формирования характеристики направленности параметрической антенны. // Акустический журнал, 2000г., т. 46, вып. 6, с. 838-840.
88. Ю.Н. Маков. Волноводное распространение звуковых пучков в нелинейной среде. // Акустический журнал, 2000г., т. 46, вып 5, с. 680-684.
89. П.П. Пивнев. Исследование взаимодействия многокомпонентного сигнала в средах с дисперсией. // Сборник трудов XVIII сессии Российского акустического общества. T.l. -М.: ГЕОС, 2006, с. 127.
90. Б.К. Новиков, О.В. Руденко, В.И. Тимошенко Нелинейная гидроакустика. Л.: «Судостроение», 1981.
91. В.А. Воронин, В.П. Кузнецов, Б.Г. Мордвинов, С.П. Тарасов, В.И. Тимошенко Нелинейные и параметрические процессы в акустике океана. Ростов-на-Дону «РостИздат», 2007.
92. В.А. Воронин, С.П. Тарасов, В.И. Тимошенко. Гидроакустические параметрические системы. Ростов-на-Дону «РостИздат», 2004.
93. В.К. Новиков, В.И. Тимошенко. Параметрические антенны в гидролокации. JL: «Судостроение», 1990.
94. JI.M. Бреховских, Ю.П. Лысанов. Теоретические основы акустики океана. Л.: «Гидрометеоиздат», 1982.
95. Л.К. Зарембо, В.И.Тимошенко. Нелинейная акустика. М.: Из-во Московского университета, 1984.
96. М.А. Исакович. Общая акустика. М. Наука, 1973.
97. Л.Ф. Лепендин. Акустика. М.: «Высшая школа», 1978.
98. К.Клей, Г.Медвин. Акустическая океанография. М.: «Мир», 1980.
99. Pekeris C.L. Theoiy of propagation of explosive sound in shallow water // Geol. Soc. Am. Mem. 1948. Vol. 27. P. 1-117.
100. C.B. Кузьмин, Н.П. Маломуж. Акустические свойства сильновязких жидкостей. Ак. ж. Том XXIX, вып. 5, 1983, с. 638-644
101. О.В. Руденко, С.И. Солуян. Теоретические основы нелинейной акустики.
102. П.П. Пивнев. Исследование характеристик преобразователей для антенн гидролокаторов бокового обзора. // Труды VII всероссийской научной конференция студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2004.
103. Б.К. Кацнельсон, В.Г. Петников. Акустика мелкого моря. М.: «Наука», 1997.
104. Л.П. Блинова, А.Е. Колесников, Л.Б. Ланганс. Акустические измерения // М,: Изд-то стандартов, 1971, с.269
105. П.П. Пивнев, Н.Н. Свинобаев. Цилиндрическая антенна системы подводной связи. // Материалы первой ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН. Ростов-на-Дону, 2005.
106. Гидроакустическая энциклопедия. Под ред. В.И.Тимошенко Таганрог: Издательство ТРТУ, 1999.
107. А.В. Вавилин, В.Г. Петников и др. Особенности дисперсионных искажений импульсных сигналов в акустических волноводах с поглощением. //Акустический журнал, 1987г., вып. 5 с. 830-833.
108. O.JI. Кузнецов, С.А. Ефимова. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. // -М.: Недра, 1983г.
109. В.А. Воронин, П.П. Пивнев. Исследование поперечного распределения поля волны разностной частоты в параметрической антенне в средах с дисперсией. // Материалы LI научно-технической конференции. Известия ТРТУ №9. Тематический выпуск. Таганрог 2005.
110. Дж. Э. Уайт Возбуждение и распространение сейсмических волн.// -М.: Недра, 1976. с. 261.
111. С.Г. Рабинович. Погрешности измерений// JI,: Энергия, 1978.С.261.
112. Д.И. Блохинцев. Акустика неоднородной движущейся среды.// -М.:Наука, 1986,с. 206.
113. П.П. Пивнев. Исследование характеристик нелинейного взаимодействия волн в нефтепроводе с учетом затухания. // Нелинейная гидроакустика. Труды научной конференции. Ростов-на-Дону 2006.
114. Г.М. Заславский. Нелинейные волны и их взаимодействие. // Успехи физических наук. 1973г., том 111, вып.З, с. 395-426.
115. В.А. Воронин, П.П. Пивнев, В.В. Кобзев. Исследование взаимодействия волн в параметрической антенне в приповерхностном слое моря. // Нелинейная гидроакустика. Труды научной конференции. Ростов-на-Дону 2006.
116. A.B. Попов. Распространение звука в трубах переменного сечения.// Акустический журнал, 1978г., вып. 6, с. 919-924.
117. П.П. Пивнев, В.А. Воронин, А.В. Воронин. К вопросу контроля положения подводных и заиленных частей опор мостов. // Известия ТРТУ №12. Тематический выпуск. Экология 2006 море и человек. Таганрог 2006.
118. В.А. Воронин, П.П. Пивнев, В.В. Кобзев. Вопросы мониторинга биомассы сине-зеленых водорослей с использованием параметрических антенн. // Известия ТРТУ №12. Тематический выпуск. Экология 2006 море и человек. Таганрог 2006.
119. П.П. Пивнев. Исследование взаимодействия акустических волн в круглом волноводе. // Труды VII Всероссийской научной конференция студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог, 2004.
120. В.А. Воронин, С.П. Тарасов, В.В. Котляров, П.П. Пивнев, Н.Н Свинобаев. Экологический мониторинг опор мостов с использованием средств гидроакустики. // Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Материалы LII научно-технической конференции. Таганрог 2007.
121. П.П. Пивнев, В.В. Кобзев. Исследование ПА в средах с неодно-родностями для использования в мониторинге окружающей среды. // Труды научно-технической конференции молодых ученных и студентов. «Информатика и компьютерные технологии» ДонНТУ, Донецк 2007.
122. В.Б. Штейнберг. Распространение звука в круглых трубах произвольного радиуса. // Акустический журнал, 1976г., вып. 3 с. 444-448.
123. В.Н. Антипьев, Г.В. Бахмат, Г.Г. Васильев, Ю.Д. Земенков. Эксплуатация магистральных нефтепроводов. // -М.: Недра, 2003.с. 652.
