Закономерности трансформации гидроакустических и сейсмоакустических волн на границе "вода - упругая среда" тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

0034В4аиа

На правах рукописи

Чупин Владимир Александрович

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ И СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН НА ГРАНИЦЕ «ВОДА - УПРУГАЯ СРЕДА»

Специальность 01.04.06 - Акустика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 6 НОЯ 2009

Владивосток - 2009

003484809

Работа выполнена в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук

Научный руководитель: член-корреспондент РАН,

доктор физико-математических наук, профессор Долгих Григорий Иванович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Белоконь Валерий Иванович

доктор физико-математических наук Кошель Константин Валентинович

Ведущая организация:

Дальневосточный государственный технический университет

Защита диссертации состоится 10 декабря 2009 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 005.017.01 при Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, 43.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТОЙ ДВО РАН

Автореферат разослан 6 ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук

В.И. Коренбаум

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Актуальность данной работы связана с необходимостью изучения природы волн звукового и инфразвукового диапазонов, которые регистрируются различными установками в геосферах Земли. Геосферы Земли контактируют друг с другом и поэтому волны, которые возникают в одних геосферах, проникают в другие геосферы по определенным законам, которые связаны с импедансами сред, длинами волн, геометрическими характеристиками слоев геосфер и их неоднородностей. Волны могут переходить из одних геосфер в другие геосферы по законам трансформации, могут возбуждать в соседних геосферах волны на соответствующих частотах в линейном случае или генерировать волны на других частотах в нелинейном случае, возможно также параметрическое воздействие данных волн на основные параметры волн различных частот, распространяющихся в соседних геосферах, волновая энергия может переходить во внутреннюю энергию соседних геосфер. Таким образом, волны, энергия которых теряется или переходит в соседние геосферы, могут: 1) трансформироваться в волны соответствующих частот; 2) трансформироваться в волны других частот; 3) изменить основные параметры волн, распространяющиеся в соседних геосферах; 4) перейти во внутреннюю энергию соседних геосфер. Все эти случаи равновероятны и могут наблюдаться раздельно или одновременно в каждом конкретном случае.

При изучении волн земной коры многие ученые обнаружили, что некоторые из них имеют морское происхождение. Так микросейсмы первого и второго рода (периоды от 2 до 20 с), которым было приписано происхождение, связанное с микроземлетрясениями, обусловлены морским ветровым волнением и волнами зыби, часть энергии которых на границе гидросфера - земная кора преобразуется в энергию упругих волн

верхней части земной коры. В последние годы установлено, что морские приливы, сейши, внутренние морские волны, инфрагравитационные морские волны передают свою энергию упругой среде на соответствующих частотах. Во всех этих случаях возникает вопрос о количестве энергии, переданной в соседние геосферы.

Все данные вопросы невозможно изучить без применения в исследованиях высокочувствительной аппаратуры, обладающей широким частотным и динамическим диапазонами. К такой аппаратуре в настоящее время относятся, в первую очередь, установки, созданные на основе современных лазерно-интерференционных методов. Применение данных методов позволило создать аппаратуру, измеряющую вариации основных параметров геосфер на уровне фоновых колебаний, что остро необходимо при получении точных экспериментальных оценок о количестве трансформированной энергии на границе раздела сред. Для измерения вариаций микросмещений земной коры созданы лазерные деформографы. Для измерений вариаций атмосферного и гидросферного давлений созданы лазерный нанобарограф и лазерный измеритель вариаций давления гидросферы, соответственно.

Изучение закономерностей трансформации волновых процессов на границе геосфер в инфразвуковом и звуковом диапазонах необходимо начинать с экспериментальных исследований, в которых в качестве излучающих систем применяются источники с известными техническими характеристиками. При этом мы остановимся на изучении закономерностей трансформации волновой энергии простейшего случая: преобразование энергии излученных волн в энергию трансформированных волн на частоте излучения. Необходимо заметить, что по данным экспериментальным исследованиям мы можем оценить не всю энергию, трансформированную в упругую среду, а только часть энергии волн, которые распространяются в упругом слое - слое

расположения лазерного деформографа. Изучив закономерности трансформации энергии на границе раздела геосфер с применением искусственно излучающих и приемных систем, мы можем, в дальнейшем, решая модельно-теоретические задачи, применить полученные результаты при исследовании более низкочастотных природных процессов.

Цель работы - экспериментально и модельно-теоретически изучить закономерности трансформации энергии гидроакустических и сейсмоакустических волн, создаваемых в воде или в упругой среде низкочастотными гидроакустическими и сейсмоакустическими излучателями, в энергию сейсмоакустических и гидроакустических волн на частотах работы излучателей на границе «вода - упругая среда».

Для достижения цели работы были сформированы следующие

задачи:

- отработать методику проведения комплексного эксперимента с применением низкочастотных гидроакустических и сейсмоакустических излучателей, берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы;

- провести ряд экспериментальных исследований с помощью низкочастотных гидроакустических излучателей и береговых лазерных деформографов по генерации гидроакустических волн и приему трансформированных волн береговым лазерным деформографом на границе «вода - упругая среда»;

- выполнить обработку полученных экспериментальных данных лазерного деформографа с целью выделения спектральных максимумов на частотах излучаемых гидроакустических сигналов и изучения их временного поведения;

- на основе полученных экспериментальных данных теоретически оценить количество трансформированной гидроакустической энергии в энергию волн земной коры поверхностного типа на частотах работы гидроакустических излучателей в линейном случае;

- провести ряд экспериментальных исследований с помощью низкочастотного сейсмоакустического излучателя, берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы по генерации сейсмоакустических волн, регистрации излучённых волн береговым лазерным деформографом и приёму трансформированных сейсмоакустических волн в гидроакустические волны лазерным измерителем вариаций давления гидросферы, установленным на шельфе Японского моря;

- выполнить обработку полученных синхронных экспериментальных данных лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы с целью выделения спектральных максимумов на частотах излучаемых сейсмоакустических сигналов и изучения их временного поведения;

- на основе полученных экспериментальных данных теоретически оценить количество трансформированной сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию на частотах работы сейсмоакустического излучателя в линейном случае.

Научная новизна

До настоящего времени был проведен ряд экспериментальных работ по генерации в гидросфере гидроакустических волн на различных

частотах всевозможными искусственными гидроакустическими источниками и регистрации данных волн в гидросфере, литосфере различными приемными системами, в том числе лазерными деформографами. Но при этом не проводились экспериментальные и модельно-теоретические исследования по оценке доли трансформированной гидроакустической энергии в энергию упругих волн земной коры на частотах излучаемых гидроакустических волн в линейном случае. Данные исследования важно проводить с использованием высокочувствительной аппаратуры, обладающей широким частотным диапазоном и имеющей линейную амплитудно-частотную характеристику в рабочем диапазоне частот. К таким установкам относятся, в первую очередь, лазерные деформографы, разработанные и созданные в ТОЙ ДВО РАН. Они способны измерять микросмещения участков земной коры с точностью 0,3 нм в частотном диапазоне от 0 до 1000 Гц. Их характеристики полностью удовлетворяют требованиям эксперимента.

Решение поставленных в работе задач было выполнено для двух условий: глубокого (Л « Н) и «промежуточного» (Л ~ Н) морей. Для этих двух условий были проведены экспериментальные и модельно-теоретические исследования, позволившие в линейном случае оценить количество гидроакустической энергии, трансформированной в энергию упругой поверхностной волны зоны расположения лазерного деформографа на частотах излучаемых волн.

В работе затронуты важные вопросы о доле энергии упругих волн, распространяющихся в земной коре и проникающих в гидросферу, возбуждающих там гидроакустические волны на соответствующих частотах. Проведенные экспериментальные исследования с помощью низкочастотного сейсмоакустического излучателя, берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы и модельно-теоретические расчеты позволили оценить долю

сейсмоакустической энергии, трансформированную в гидроакустическую энергию.

Основные положения, выносимые на защиту

1) Проведённые экспериментальные исследования по изучению закономерностей трансформации гидроакустических волн, создаваемых гидроакустическими излучателями в условиях моря разной глубины, в сейсмоакустические волны позволили модельно-теоретически установить, что около 1% излучённой гидроакустической энергии на частотах излучаемых волн трансформируется в энергию поверхностных волн Рэлеевского типа зоны расположения лазерного деформографа.

2) Проведённые экспериментальные исследования по изучению закономерностей трансформации сейсмоакустических волн, создаваемых сейсмоакустическим излучателем в земной коре, в гидроакустические волны позволили модельно-теоретически установить, что около 0.3% поверхностных волн Рэлеевского типа на частотах излучаемых волн трансформируется в энергию гидроакустических волн.

3) Экспериментальные исследования пространственно-временных характеристик гидроакустических полей, генерируемых низкочастотными гидроакустическими излучателями и регистрируемые береговыми лазерными деформографами, дают возможность изучать воздействие сверхнизкочастотных колебаний водоемов на данные поля. Практическая значимость

Диссертационная работа проводилась в соответствии с одним из направлений работ в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН по развитию методов исследования взаимодействия геосфер. Научные результаты получены в ходе

выполнения программ, проводимых Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичева ДВО РАН: ФЦП «Мировой Океан», ЦНТП «Разработка технологии раннего обнаружения предвестников опасных геодинамических процессов в береговой зоне России и способов защиты её прибрежных территорий» (2005-РП-13.4/001), грантов РФФИ: № 03-05-65216-а «Изучение законов генерации, динамики и трансформации инфразвуковых колебаний и волн в области переходных зон», № 06-05-64448-а «Энергообмен геосфер зон перехода», № 08-05- 10008-к «Организация и проведение комплексной экспедиции на шельфе и свале глубин Японского моря», гранта ДВО № 09-Ш-В-07-371 «Прямая и обратная трансформация гидроакустической энергии в зоне перехода «вода - морское дно».

Личный вклад

Теоретические и экспериментальные результаты, анализируемые в работе, получены в совместной работе с соавторами публикаций. Автор принимал участие в обеспечении работы экспериментального оборудования, с помощью которого проводились исследования. Выполнял обработку экспериментальных данных и проведение модельно теоретических работ.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 20 работ, из них: 5 работ - в рецензируемых научных журналах, 1 работа - в коллективной монографии, 2 работы - в сборниках материалов международных конференций, 9 работ - в сборниках материалов докладов российских конференций и 3 работы - в сборниках тезисов российских конференций.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и списка литературы, включающего 86 наименований. Работа содержит 106 страниц текста, включая 5 таблиц и 31 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована тема диссертации, ее цели и задачи, обоснованы актуальность, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе «Анализ современного состояния изучения волновых полей, образованных различными типами гидроакустического излучения» приведен анализ результатов отечественных и зарубежных исследований по регистрации гидроакустических и сейсмоакустических волн, выполненных с использованием различных источников излучения, поиск новых решений по регистрации гидроакустических и сейсмоакустических волн. В разделе 1.2 проводится обзор работ по исследованию сейсмоакустических волн и результатам преобразования энергии гидроакустических излучателей в сейсмоакустическую энергию с использованием сейсмодатчиков и лазерно-интерференционных систем. Анализируются сигналы низкочастотного диапазона, в котором постоянно присутствуют искусственные шумы, вызванные работой различных механизмов. Сделан вывод о перспективности использования берегового лазерного деформографа в качестве детектора гидроакустических сигналов, генерируемых в морской среде. Обсуждаются результаты, показывающие, что колебания, возбуждаемые излучателем, проходят в дно не в прибрежной полосе, где формируются микросейсмы первого рода, а в шельфовых зонах, в которых гидроакустическая волна падает на границу раздела «вода - упругая среда» под углами, близкими к критическим углам. В приведенных экспериментальных исследованиях не получены количественные оценки о доле энергии гидроакустических волн, трансформированной в энергию упругих волн земной коры. Нет также обратных оценок, показывающих, сколько энергии упругих колебаний и волн, генерируемых в земной коре, трансформируется в энергию гидроакустических колебаний низкочастотного звукового или

высокочастотного инфразвукового диапазонов. В разделе 13 сформирована цель по экспериментальному и модельно-теоретическому определению доли энергии гидроакустических волн, трансформированной в энергию упругих волн земной коры, а также по получению обратных оценок, показывающих, сколько энергии поверхностных сейсмоакустических волн, генерируемых в земной коре, трансформируется в энергию гидроакустических волн.

Во второй главе «Экспериментальный комплекс» в разделе 2.1 приведено краткое описание сейсмоакустико-гидрофизического комплекса и его установок, разработанных для изучения закономерностей генерации, динамики и трансформации волн широкого диапазона частот на границе геосфер. В состав комплекса входят: 1) береговой стационарный горизонтальный лазерный деформограф длиной 52,5 м, ориентированный по линии север-юг; вертикальный лазерный деформограф длиной 3,5 м; лазерный нанобарограф; метеорологическая станция; лазерный измеритель вариаций давления гидросферы, используемый для регистрации вариаций гидросферного давления на уровне фоновых колебаний в частотном диапазоне от 0 до 1000 Гц; донная станция с гидрофоном и термодатчиком; гидроакустические и сейсмоакустический излучатели. В последнее время в состав комплекса вошли ОРБ-станция миллиметровой точности и трехкоординатный широкополосный сейсмограф с рабочим диапазоном частот от 10'3 Гц до 120 Гц. Данные со всех приборов собираются в лабораторном помещении для последующей оцифровки и записи на информационный носитель, а также оперативной отправки в лабораторный корпус института, посредством беспроводной связи. В главе дано описание горизонтального лазерного деформографа с длиной измерительного плеча 52,5 м. Деформограф имеет следующие характеристики: чувствительность Ю"10, рабочий диапазон частот условно от 0 до 1000 Гц. В работе лазерного

измерителя вариаций давления гидросферы также используются лазерно-интерференционные методы. Данная лазерно-интерференционная установка создана для преодоления одного общего недостатка всех гидроакустических систем - ограничение «снизу» по частотному диапазону, и предназначена для измерения вариаций давления гидросферы до глубин 500 м в частотном диапазоне от 0 до 1000 Гц на уровне фоновых колебаний. Вариации гидросферного давления, измеряемые установкой с указанными техническими характеристиками, регистрируются с точностью 2,4-10"2 Па в частотном диапазоне от 0 до 1000 Гц. Для проведения экспериментов по изучению преобразования сейсмоакустических волн в гидроакустические волны в состав комплекса был включен низкочастотный сейсмоакустический излучатель. Частотный диапазон создаваемых сейсмоакустическим излучателем волн находится в пределах от 2 до 20 Гц, а наиболее интенсивная работа производится на частотах от 10 до 20 Гц. В разделе 2.2 приводится описание гидроакустических излучателей, используемых для генерации гидроакустических волн при проведении экспериментальных работ по изучению механизма преобразования гидроакустической энергии в сейсмоакустическую энергию. Дана краткая характеристика гидроакустического излучателя, используемого в начальных экспериментальных исследованиях по изучению возможностей лазерных деформографов при регистрации гидроакустических колебаний и волн. А также приведён более детальный обзор излучающих систем с рабочими диапазонами частот 30-40 и 230-270 Гц, используемых в настоящее время для проведения экспериментальных исследований по изучению закономерностей трансформации волн низкочастотного звукового диапазона.

В третьей главе «Экспериментальные и теоретические исследования преобразования гидроакустической энергии в

сейсмоакустическую энергию» приводятся результаты экспериментальных и модельно-теоретических исследований по оценке количества трансформированной гидроакустической энергии в упругую среду в зоне расположения лазерного деформографа при работе гидроакустических излучателей. В разделе 3.2 описаны экспериментальные исследования, проведенные в разное время на МЭС «м. Шульца» ТОЙ ДВО РАН. Так в 1995 г. выполнялись работы по генерации гидроакустических волн низкочастотным гидроакустическим излучателем в условиях глубокого и мелкого моря и приему этих волн береговым лазерным деформографом неравноплечего типа. Получены средние амплитуды сейсмоакустического сигнала, зарегистрированного лазерным деформографом неравноплечего типа с длиной плеча 52,5 м при работе низкочастотного гидроакустического излучателя в режиме непрерывного излучения на станциях с разным удалением от берега.

В 2004 г. проведены гидроакустические излучения на двух станциях в бухте Витязь по оси 52,5 м лазерного деформографа с разной глубиной погружения излучателя. На некотором удалении от излучателя была установлена автономная приемная станция на основе гидрофона, сигнал с которого поступал на портативный компьютер. На рис. 1 приведены спектры не фильтрованных сигналов, полученных с помощью автономной станции и лазерного деформографа. Отчетливо выделяются максимумы на частоте излучения 32,8 Гц. Также заметно увеличение уровня спектральных составляющих на низких частотах в спектре деформографа, что говорит о доминирующем вкладе сейсмоакустических поверхностных волн в переносе акустической энергии. Экспериментально установлено, что лазерный деформограф уверенно регистрирует сейсмоакустические волны, вызванные работой низкочастотного гидроакустического излучателя при режимах излучения разной мощности.

Рисунок 1 - Спектр записи лазерного деформографа (вверху) и гидрофона

(внизу)

При обеспечении работы гидроакустических излучателей с бортов научно-исследовательских судов, находящихся в дрейфе, было замечено, что количество трансформированной энергии зависит не только от упругих характеристик дна, но и от изменяющейся со временем глубины моря. Был проведен эксперимент по буксировке гидроакустического излучателя в режиме непрерывного излучения по оси лазерного деформографа. Считая, что от места генерации сейсмоакустических волн, изменение амплитуды сигнала в пространстве подчиняется закону цилиндрической расходимости, были пересчитаны данные лазерного деформографа и оценена амплитуда сигнала, трансформированного в месте генерации (рис. 2).

Рисунок 2 - График изменения амплитуды трансформированного гидроакустического сигнала

При росте глубины моря от 20 до 29-30 м количество трансформированной гидроакустической энергии в сейсмоакустическую энергию увеличивается почти по линейному закону. Полученная запись деформографа была подвергнута дальнейшей обработке с применением низкочастотного фильтра Хэмминга со следующими параметрами: частота среза 0,003 Гц, длина 150 точек.

Рисунок 3 - Отфильтрованная запись лазерного деформографа

На рис. 3 приведен полученный после обработки ряд данных деформографа. Видно, что амплитуда принятого лазерным деформографом сигнала меняется с периодом около 8-8,5 мин. Это указывает на то, что основной модуляционный эффект должен быть вызван волновыми процессами, существующими в водной или упругой

средах с периодами вдвое большими, т.е. с периодами около 16-17 минут. Проведенные отдельные измерения вариаций гидросферного давления на дне бухты Витязь лазерным измерителем вариаций давления гидросферы и лазерным гидрофоном показывают, что в водной среде существуют устойчивые колебательные процессы с периодом около 16-17 минут (рис.4).

3.6763

,(лт

2007 о<Л 17 03:28:55.000 2007 ос! 1710:28:55.000

Рисунок 4 - Участок записи лазерного гидрофона, работавшего на дне бухты Витязь

В разделе 3.3 проведена оценка отношения потока энергии в волне Рэлея к излучаемой акустической мощности гидроакустического излучателя в условиях моря разной глубины. Актуален вопрос о соотношении энергий различных типов волн, возбуждаемых в упругой среде силовым источником. Будем считать, что распределение поля давления, вызванного работой низкочастотного излучателя в гидросфере, подчиняется тем же условиям, что и работа точечного источника излучения в упругой среде. Известно, что при таких условиях, распределение энергетического баланса имеет следующий вид: Ж, :Ж{:ЖГ = 7,1%: 24,8%: 68,1%,

где IV/, IV,, РУГ - мощности излучения в волнах сжатия, сдвига и Рэлея, соответственно. Исходя из данного распределения энергетического баланса для точечного источника излучения, можно судить о

преобладании мощности излучения в волне Релея по отношению к другим типам упругих волн в рамках проведенных экспериментов. Поэтому в дальнейшем все расчёты делаются, предполагая доминирующий вклад волны Рэлея в записи деформографа.

Проводится оценка отношения потока энергии в волне Рэлея к излученной акустической мощности в случаях, удовлетворяющих условиям глубокого моря (Н » Л, где: Н - глубина моря в месте расположения станции излучения, Я - длина волны возбужденных гидроакустических волн). При этом акустическую мощность приповерхностного источника рассчитываем по формуле:

где: Рт - эффективное акустическое давление, приведенное к расстоянию

1 м от геометрического центра источника, X - длина акустической волны в воде, с - скорость звука в воде, р - плотность воды.

А выражение для потока энергии в волне Рэлеевского типа ищем

в виде:

рс 4 яй/Л.

Ф = лЯри2 (0)©с2 •

Ах{у) А2(У) А3{У)

Г X 4 ' /

'---^Г^ г —X '

А1(и) = 4 + ч?-4ч? с?2,

= I'/1 - ^ + ^ - I? + Л2г + 2,¡1^ Ф - 77ГУ )

= 4(1-^¡4-3^)

9

0,87 + 1,121/

где с( - скорость волны сдвига; V - коэффициент Пуассона, со -циклическая частота, 11х - компонента смещения частиц в волне по оси х.

Из отношения потока энергии в волне Рэлеевского типа Ф,. к излученной акустической мощности приповерхностного источника Ра, с

учетом физических свойств горных пород находим, что около 1% излученной акустической энергии гидроакустическим излучателем трансформируется в энергию упругих волн Рэлеевского типа в зоне расположения лазерного деформографа.

При изучении закономерностей в поведении сейсмоакустических и гидроакустических волн на границе «вода - упругая среда» в условиях, когда глубина моря соразмерна с длиной волны изучаемого сигнала, флуктуации параметров среды и излучателя позволяют перейти к усредненным законам спадания интенсивности и давления, имеющих большое практическое значение. Используя экспериментальные данные, подставляемые в эмпирические усредненные законы спадания, а также формулу расчета полного потока энергии гидроакустического излучателя, были получены оценки, что отношение энергии в волне рэлеевского типа к излученной мощности приповерхностного источника

гидроакустического излучения также составляет около 1%. В главе 4 «Экспериментальные и теоретические исследования преобразования сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию» рассмотрены результаты экспериментальных и модельно-теоретических работ по изучению закономерностей трансформации сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию на частотах волн, генерированных сейсмоакустическим излучателем, в линейном случае. В разделе 4.2 проведено описание эксперимента по генерации упругих волн в земной коре низкочастотным сейсмоакустическим излучателем и их приему 52,5-метровым лазерным деформографом на берегу, а также гидроакустических волн, возникших в результате трансформации упругих волн на границе «дно-вода», лазерным измерителем вариаций давления гидросферы.

10 Гц

15 Гц

20 Гц

25 Гц

10 Гц

15 Гц

20 Гц

25 Гц

Рисунок 5 - Динамические спектрограммы записей лазерного деформографа (вверху) и лазерного измерителя вариаций давления гидросефры (внизу)

На рис. 5 приведены динамические спектрограммы записей

2007 май 30 12:51:30.000 2007 май 3013:09:00.000

лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы, где четко видно синхронное изменение частоты сигнала, принятого данными установками в момент работы сейсмоакустического излучателя на частоте 15,2 Гц.

С целью дальнейшего анализа были выбраны семь характерных синхронных участков записей лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы.

В разделе 4.3, основываясь на полученных экспериментальных данных, оценим уровень принятой лазерным деформографом сейсмоакустической энергии и гидроакустической энергии, принятой лазерным измерителем вариаций давления гидросферы.

Среднюю по времени плотность энергии упругой волны с учетом диаграммы направленности лазерного деформографа можно рассчитать по формуле:

продольных упругих волн.

Плотность энергии гидроакустической гармонической волны можно записать в виде:

Р2

Е = 0

ак » 2 '

2 Рвс

где: Р0 - гидроакустическое давление, измеренное лазерным измерителем вариаций давления гидросферы, рв - плотность воды, с - скорость звука в воде.

Найдено отношение плотности гидроакустической энергии к

Е

1

2

р - плотность пород, О) = с,кп с, - скорость

плотности упругой энергии —ак при 9 = 25°, р =2000 кг/м3 (табл. 1).

Еу.е.

Таблица 1

Частота, Гц 14,2 14,5 14,9 15,2 16,0 18,5 18,9

-т х103 3,8 4,5 4,2 2,4 3,3 2,7 2,7

Заключение

В процессе выполнения поставленных в работе задач были получены новые результаты, проливающие свет на физику процесса трансформации волн на границе «вода - упругая среда», основные из которых сводятся к следующему:

С помощью созданного лазерно-интерференционного комплекса, состоящего из берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы, различных низкочастотных гидроакустических и сейсмоакустических излучателей проведен ряд уникальных экспериментов по изучению закономерностей трансформации волн низкочастотного звукового и высокочастотного инфразвукового диапазонов на границе «вода - дно (упругая среда)».

В процессе выполнения экспериментальных исследований установлено наиболее эффективное соотношение длины волны излучаемого гидроакустического излучателя к его заглублению, при котором возникают наиболее мощные сейсмоакустические волны на поверхности земной коры, регистрируемые лазерным деформографом.

Установлено, что около 1% гидроакустической энергии, излученной гидроакустическим излучателем в условиях «глубокого моря» на частоте колебаний 32,0 Гц, трансформируется в энергию поверхностной волны Рэлеевского типа на частоте излучённых колебаний

в зоне расположения лазерного деформографа.

При работе гидроакустического излучателя на шельфе в условиях, когда глубина моря в месте излучения соразмерна или меньше длины волны излучаемого сигнала, определено, что около 1 % гидроакустической энергии трансформируется в энергию поверхностной волны Рэлеевского типа на частоте излученных колебаний в зоне расположения лазерного деформографа.

Обнаружено модуляционное воздействие сверхнизкочастотных колебаний водоёма с периодом 16-17 минут на амплитуду создаваемых излучателем гидроакустических волн.

Установлено, что около 0,3% энергии сейсмоакустических поверхностных волн, возбужденных низкочастотным сейсмоакустическим излучателем и принятых лазерным деформографом, переходит в энергию гидроакустических волн на частоте излучаемого сигнала, зарегистрированных лазерным измерителем вариаций давления гидросферы.

Количество трансформированной сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию не зависит от частоты излучённых сейсмоакустических волн в диапазоне от 10 до 20 Гц.

Список публикаций по теме диссертации

1. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалёв С.Н., Овчаренко В.В., Плотников A.A., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерно-интерференционный метрологический комплекс // сборник трудов XVIII сессии РАО М.: ГЕОС. 2006. Т. 2. С. 38-42

2. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев C.B., Овчаренко В.В., Плотников A.A., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерно-интерференционный комплекс // Дальневосточные моря России кн. 4 "Физические методы исследований" М.: Наука, 2007, 15-48 с.

3. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев С.Н., Овчаренко В.В., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Применение лазерно-интерференционного комплекса в океанологических исследованиях // Материалы международной научно-технической конференции «Технические проблемы освоения Мирового океана», с. 143-148.

4. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев С.Н., Корень И.А., Новикова

О.В., Овчаренко В.В., Окунцева О.П., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерный нанобарограф и его применение при изучении бародеформационного взаимодействия // Физика Земли. 2004, № 8. С. 82-90.

5. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев С.Н., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерный измеритель вариаций давления гидросферы // Приборы и техника эксперимента. 2005. № 6, с. 137138.

6. Долгих Г.И., Будрин С.С., Долгих С.Г., Ковалев С.Н., Плотников A.A., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерный измеритель вариаций давления гидросферы в гидроакустических и океанологических исследованиях // Подводные исследования и робототехника. 2007, №1(3), с. 40-45.

7. Долгих Г.И., Чупин В.А. Изучение трансформации низкочастотных звуковых колебаний в шельфовой области моря лазерно-интерференционными методами // Сб. трудов XIII сессии РАО. Т. 4. - М.: ГЕОС. 2003. С. 128-132.

8. Чупин В.А. Изучение закономерностей преобразования гидроакустических колебаний на границе «океан - земная кора» // Океанологические исследования: тез. докл. конф. молодых ученых

ТОЙ ДВО РАН, Владивосток, 21-25 мая 2007. Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 2007. С. 56-58.

9. Чупии В.А. Некоторые результаты экспериментального

исследования преобразования гидроакустических сигналов в переходной зоне // Материалы докладов V Всерос. Симп. "Физика геосфер". Владивосток, Дальнаука, 2007. С. 101-104.

Ю.Долгих Г.И., Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Пенкин С.И., Пивоваров А.А., Чупин В.А., Ярощук И.О. Закономерность трансформации гидроакустической энергии в сейсмоакустическую энергию в море переменной глубины // Сб. трудов XX сессии РАО. М.: ГЕОС. 2008. Т. 2. С. 438-440.

11. Чупин В.А. Преобразование энергии движущегося гидроакустического излучателя в сейсмоакустическую энергию // Океанологические исследования: тез. докл. конф. молодых ученых ТОЙ ДВО РАН, Владивосток, 18-22 мая 2008. Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 2008. С. 129-130.

12. Чупин В.А. Исследование результатов транформации гидроакустических волн в упругие волны земной коры в условиях моря переменной глубины // Океанологические исследования: тез. докл. конф. молодых ученых ТОЙ ДВО РАН, Владивосток, 19-23 мая 2009. Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 2009. С. 21-22.

13.Chupin V.A. Principles of Transformation of Hydroacoustic Energy in Seismoacoustic Energy in the Sea of Variable Depth // The Proceedings of The Nineteenth International Offshore And Polar Engineering Conference. 2009. Vol. IV. P. 526-528.

14. Чупин В.А. Изучение трансформации гидроакустической энергии движущегося излучателя // Материалы докладов VI Всерос. Симп. "Физика геосфер". Владивосток, 2009.

15. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев С.Н., Пивоваров A.A., Плотников A.A., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B., Ярощук И.О. Лазерный гидрофон в гидроакустических и океанологических исследованиях // Сб. трудов XX сессии РАО. М.: ГЕОС. 2008. Т. 2. С. 432-434.

16. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Чупин В.А. Изучение трансформаций гидроакустических колебаний на границе «гидросфера-литосфера» // Мат. докл. III всеросс. симп. «Сейсмоакустика переходных зон». Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2003. С. 159-163.

17. Долгих Г.И., Чупин В.А. Экспериментальные оценки соотношения излученной гидроакустической энергии к принятой сейсмоакустической энергии // Акуст. Журн. 2005. Т. 51. № 5. С. 638-642.

18. Батюшин Г.Н., Долгих Г.И., Долгих А.Г., Чупин В.А. Трансформация сейсмоакустических колебаний в гидроакустические колебания // Сб. трудов XX сессии РАО М.: ГЕОС. 2008. Т. 2. С. 436-438.

19. Батюшин Г.Н., Дзюба С.П., Долгих Г.И., Долгих А.Г., Чупин В.А. Трансформация сейсмоакустической энергии в гидроакустическую // ДАН. Москва. 2008. Том 423, №6, с. 815-816.

20. Долгих Г.И., Долгих А.Г., Чупин В.А. Применение лазерных приемных систем в гидроакустических исследованиях // Ежегодник РАО. Акустика неоднородных сред: сборник научных статей. М. 2008. Выпуск 9. с.183-191.

Чупин Владимир Александрович

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ И СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН НА ГРАНИЦЕ «ВОДА - УПРУГАЯ СРЕДА»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

(специальность 01.04.06 - акустика)

Отпечатано в ОНТИ ТОЙ ДВО РАН 690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43

Подписано к печати 30.10.2009 г. Формат 60x84/16

Заказ № 88 Тираж 120 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Анализ современного состояния изучения волновых полей, образованных различными типами гидроакустического излучения.

§1.1 Введение.

§ 1.2 Регистрация низкочастотных гидроакустических колебаний на берегу.

§ 1.3 Постановка задачи.

Глава 2. Экспериментальный комплекс.

§ 2.1 Введение. Сейсмоакустико-гидрофизический комплекс.

§ 2.2 Описание гидроакустических излучателей.

§ 2.3 Выводы.

Глава 3. Экспериментальные и теоретические исследования преобразования гидроакустической энергии в сейсмоакустическую энергию.

§ 3.1 Введение.

§ 3.2 Экспериментальные исследования.

§ 3.3 Теоретический анализ преобразования гидроакустической энергии.

§ 3.4 Выводы.

ГЛАВА 4. Экспериментальные и теоретические исследования преобразования сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию.

§ 4.1 Введение.

§ 4.2 Экспериментальные исследования.

§ 4.3 Модельно-теоретические оценки.

§ 4.4 Выводы.

АКТУАЛЬНОСТЬ

Актуальность данной работы связана с необходимостью изучения природы волн звукового и инфразвукового диапазонов, которые регистрируются различными установками в атмосфере, гидросфере и литосфере. Геосферы Земли контактируют друг с другом и поэтому волны, которые возникают в одних, проникают в другие геосферы по определенным законам, которые связаны с импедансами сред, длинами волн, геометрическими характеристиками слоев и их неоднородностей. Волны могут переходить из одних геосфер в другие по законам трансформации, могут возбуждать в соседних геосферах волны на соответствующих частотах в линейном случае или генерировать волны на других частотах в нелинейном случае, возможно также параметрическое воздействие данных волн на основные характеристики волн различных частот, распространяющихся в соседних геосферах, волновая энергия может переходить во внутреннюю энергию соседних геосфер. Таким образом, волны, энергия которых рассеивается или переходит в соседние геосферы, могут: 1) трансформироваться в волны соответствующих частот; 2) изменить основные параметры волн, распространяющиеся в соседних геосферах, в том числе и трансформироваться в волны других частот; 3) перейти во внутреннюю энергию соседних геосфер. Все эти случаи равновероятны и могут наблюдаться раздельно или одновременно в каждом конкретном случае.

При изучении сейсмических волн многие ученые обнаружили, что некоторые из них имеют морское происхождение. Так микросейсмы первого и второго рода (периоды от 2 до 20 с), которым было приписано происхождение, связанное с микроземлетрясениями, обусловлены морским ветровым волнением и волнами зыби, часть энергии которых на границе гидросфера - земная кора преобразуется в энергию упругих волн верхней части земной коры. В последние годы установлено, что морские приливы, сейши, внутренние морские волны, инфрагравитационные морские волны передают свою энергию упругой среде на соответствующих частотах. Во всех этих случаях возникает вопрос о количестве энергии, переданной в соседние геосферы.

Все данные вопросы невозможно изучить без применения в исследованиях высокочувствительной аппаратуры, обладающей широким частотным и динамическим диапазонами. К такой аппаратуре в настоящее время относятся, в первую очередь, установки, созданные на основе современных лазерно-интерференционных методов. Применение данных методов позволило создать аппаратуру, измеряющую вариации основных параметров геосфер на уровне фоновых колебаний, что остро необходимо при получении точных экспериментальных оценок количества трансформированной энергии на границе раздела сред. Для измерения вариаций микросмещений земной коры созданы лазерные деформографы. Для измерений вариаций атмосферного и гидросферного давлений созданы лазерный нанобарограф и лазерный измеритель вариаций давления гидросферы, соответственно.

Изучение закономерностей трансформации волновых процессов на границе геосфер в инфразвуковом и звуковом диапазонах необходимо начинать с экспериментальных исследований, в которых в качестве излучающих систем применяются источники с известными техническими характеристиками. При этом мы остановимся на изучении закономерностей трансформации волновой энергии простейшего случая: преобразование энергии излученных волн в энергию трансформированных воли на частоте излучения. Необходимо заметить, что по данным экспериментальным исследованиям мы можем оценить не всю энергию, трансформированную в V упругую среду, а только часть энергии волн, которые распространяются в упругом слое — слое расположения лазерного деформографа. Изучив закономерности трансформации энергии на границе раздела геосфер с применением искусственно излучающих и приемных систем, мы можем, в дальнейшем, решая модельно-теоретические задачи, применить полученные результаты при исследовании более низкочастотных природных процессов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Основная цель работы сводится к следующему: экспериментально и модельно-теоретически изучить закономерности трансформации энергии гидроакустических и сейсмоакустических волн, создаваемых в воде или в упругой среде низкочастотными гидроакустическими и сейсмоакустическими излучателями, в энергию сейсмоакустических и гидроакустических волн на частотах работы излучателей на границе «вода-упругая среда».

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

- отработать методику проведения комплексного эксперимента с применением низкочастотных гидроакустических и сейсмоакустических излучателей, берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы;

- провести ряд экспериментальных исследований с помощью низкочастотных гидроакустических излучателей и береговых лазерных деформографов по генерации гидроакустических волн и приему трансформированных волн береговым лазерным деформографом на границе «вода - упругая среда»;

- выполнить обработку полученных экспериментальных данных лазерного деформографа с целью выделения спектральных максимумов на частотах излучаемых гидроакустических сигналов и изучения их временного поведения;

- на основе полученных экспериментальных данных теоретически оценить количество трансформированной гидроакустической энергии в энергию волн земной коры поверхностного типа на частотах работы гидроакустических излучателей в линейном случае;

- провести ряд экспериментальных исследований с помощью низкочастотного сейсмоакустического излучателя, берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы по генерации сейсмоакустических волн, регистрации излучённых волн береговым лазерным деформографом и приёму трансформированных сейсмоакустических волн в гидроакустические волны лазерным измерителем вариаций давления гидросферы, установленным на шельфе Японского моря;

- выполнить обработку полученных синхронных экспериментальных данных лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы с целью выделения спектральных максимумов на частотах излучаемых сейсмоакустических сигналов и изучения их временного поведения;

- на основе полученных экспериментальных данных теоретически оценить количество трансформированной сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию на частотах работы сейсмоакустического излучателя в линейном случае.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

До настоящего времени был проведен ряд экспериментальных работ по генерации в гидросфере гидроакустических волн на различных частотах всевозможными искусственными гидроакустическими источниками и регистрации данных волн в гидросфере, литосфере различными приемными системами, в том числе лазерными деформографами. Но при этом не проводились экспериментальные и модельно-теоретические исследования по оценке доли трансформированной гидроакустической энергии в энергию упругих волн земной коры на частотах излучаемых гидроакустических волн. Данные исследования важно проводить с использованием высокочувствительной аппаратуры, обладающей широким частотным диапазоном и имеющей линейную амплитудно-частотную характеристику в рабочем диапазоне частот. К таким установкам относятся, в первую очередь, лазерные деформографы, разработанные и созданные в ТОЙ ДВО РАН. Они способны измерять микросмещения участков земной коры с точностью 0,3 нм в частотном диапазоне от 0 до 1000 Гц. Их характеристики полностью удовлетворяют требованиям эксперимента.

Решение поставленных в работе задач было выполнено для двух условий: глубокого (Я«Я) и «промежуточного» (Л^Н) морей. Для этих двух условий были проведены экспериментальные и модельно-теоретические исследования, позволившие в линейном приближении оценить количество гидроакустической энергии, трансформированной в энергию упругой поверхностной волны зоны расположения лазерного деформографа на частотах излучаемых волн.

В работе затронуты важные вопросы о доле энергии упругих волн, распространяющихся в земной коре и проникающих в гидросферу, возбуждающих там гидроакустические волны на соответствующих частотах. Проведенные экспериментальные исследования с помощью низкочастотного сейсмоакустического излучателя, берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы и модельно-теоретические расчеты позволили оценить долю сейсмоакустической энергии, трансформированную в гидроакустическую энергию.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1) Проведённые экспериментальные исследования по изучению закономерностей трансформации гидроакустических волн, создаваемых гидроакустическими излучателями в условиях моря разной глубины, в сейсмоакустические волны позволили модельно-теоретически установить, что около 1% излучённой гидроакустической энергии на частотах излучаемых волн трансформируется в энергию поверхностных волн Рэлеевского типа зоны расположения лазерного деформографа.

2) Проведённые экспериментальные исследования по изучению закономерностей трансформации сейсмоакустических волн, создаваемых сейсмоакустическим излучателем в земной коре, в гидроакустические волны позволили модельно-теоретически установить, что около 0.3% поверхностных волн Рэлеевского типа на частотах излучаемых волн трансформируется в энергию гидроакустических волн.

3) Экспериментальные исследования пространственно-временных характеристик гидроакустических полей, генерируемых низкочастотными гидроакустическими излучателями и регистрируемые береговыми лазерными деформографами, дают возможность изучать воздействие сверхнизкочастотных колебаний водоемов на данные поля. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Диссертационная работа проводилась в соответствии с одним из направлений работ в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН по развитию методов исследования взаимодействия геосфер. Научные результаты получены в ходе выполнения программ, проводимых Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичева ДВО РАН: ФЦП «Мировой Океан», ЦНТП «Разработка технологии раннего обнаружения предвестников опасных геодинамических процессов в береговой зоне России и способов защиты её прибрежных территорий» (2005-РП-13.4/001), НИИ «Выполнение модельно-теоретических и экспериментальных исследований динамических процессов дальневосточных морей России и северо-западной части Тихого океана», в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры России» (02.740.11.03.41/01); грантов РФФИ: № 03-05-65216-а «Изучение законов генерации, динамики и трансформации инфразвуковых колебаний и волн в области переходных зон», № 06-05-64448-а «Энергообмен геосфер зон перехода», № 08-05-10008-к «Организация и проведение комплексной экспедиции на шельфе и свале глубин Японского моря»; гранта ДВО № 09-Ш-В-07-371 «Прямая и обратная трансформация гидроакустической энергии в зоне перехода «вода - морское дно».

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД

Теоретические и экспериментальные результаты, анализируемые в работе, получены в совместной работе с соавторами публикаций. Автор принимал участие в обеспечении работы экспериментального оборудования, с помощью которого проводились исследования. Выполнял обработку экспериментальных данных и проведение модельно теоретических работ.

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 20 работ, из них 5 работ — в рецензируемых научных журналах, I работа - в коллективной монографии, 2 работы - в сборниках материалов международных конференций, 9 работ - в сборниках материалов докладов российских конференций и 3 работы — в сборниках тезисов российских конференций.

§ 4.4 Выводы

В результате обработки и анализа полученных данных, можно дать следующие оценки:

1) В упругой среде присутствует сигнал на частоте излучения и на его гармониках. В воде присутствует сигнал на основной частоте и на четных гармониках, а на нечетных гармониках сигнал слабый;

2) Нет зависимости количества трансформированной сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию от частоты в диапазоне излученных сигналов.

92

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения поставленных в работе задач были получены новые результаты, проливающие свет на физику процесса трансформации волн на границе «вода — упругая среда», основные из которых сводятся к следующему:

С помощью созданного лазерно-интерференционного комплекса, состоящего из берегового лазерного деформографа и лазерного измерителя вариаций давления гидросферы, различных низкочастотных гидроакустических и сейсмоакустических излучателей проведен ряд уникальных экспериментов по изучению закономерностей трансформации волн низкочастотного звукового и высокочастотного инфразвукового диапазонов на границе «вода - дно (упругая среда)».

В процессе выполнения экспериментальных исследований установлено наиболее эффективное соотношение длины волны излучаемого гидроакустического излучателя к его заглублению, при котором возникают наиболее мощные сейсмоакустические волны на поверхности земной коры, регистрируемые лазерным деформографом.

Установлено, что около 1% гидроакустической энергии, излученной гидроакустическим излучателем в условиях «глубокого моря» на частоте колебаний 32,0 Гц, трансформируется в энергию поверхностной волны рэлеевского типа на частоте излучённых колебаний в зоне расположения лазерного деформографа.

При работе гидроакустического излучателя на шельфе в условиях, когда глубина моря в месте излучения соразмерна или меньше длины волны излучаемого сигнала, определено, что около 1 % гидроакустической энергии трансформируется в энергию поверхностной волны рэлеевского типа на частоте излученных колебаний в зоне расположения лазерного деформографа.

Обнаружено модуляционное воздействие сверхнизкочастотных колебаний водоёма с периодом 16-17 минут на амплитуду создаваемых излучателем гидроакустических волн.

Установлено, что около 0,3% энергии сейсмоакустических поверхностных волн, возбужденных низкочастотным сейсмоакустическим излучателем и принятым лазерным деформографом, переходит в энергию гидроакустических волн на частоте излучаемого сигнала, зарегистрированных лазерным измерителем вариаций давления гидросферы.

Количество трансформированной сейсмоакустической энергии в гидроакустическую энергию не зависит от частоты излучённых сейсмоакустических волн в диапазоне от 10 до 20 Гц.

1. Hill M.N. Single-ship seismic refraction shooting // The Sea, 1963. V. 3. -P. 97-106.

2. Shor G.G. Refraction and reflection technique and procedure // The Sea, 1963. V. 3. - P. 83-96

3. Ludwig W.H., Nafe J.E., Drake C.L. Seismic refraction // The Sea, 1970. -V. 4.1.-P. 118-126.

4. Андреева И.Б., Удинцев Г.Б. Строение дна Японского моря по данным исследований экспедиции на «Витязе» // Изв. АН СССР, 1958. № 10. -С. 15-22.

5. Гальперин Е.И., Косминская И.П. Особенности методики ГСЗ на море // Изв. АН СССР, 1958. № 7. - С. 45-58.

6. Зверев С.М. Частотные особенности взрывов при ГСЗ на глубоком море // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли, 1962. - № 3. - С. 359-367.

7. Непрочнов Ю.П., Рыкунов Л.Н., Седов В.В. Опыт применения автономных донных сейсмографов при ГСЗ на море // Изв. АН СССР. -Сер. Физика Земли, 1968. № 11. - С. 74-82.

8. Зверев С.М., Новиков В.С, Акимов Г.Н. Автономная буйковая сейсмическая станция // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли, 1971. - № 5. -С. 102-113.

9. Зверев С.М., Акимов Г.Н., Новиков B.C. Аппаратура для глубинного сейсмического зондирования и изучения местных землетрясений на суше и на море // Сейсмические приборв. М.:Наука, 1978. - № 111. - С. 75-77.

10. Автономная донная сейсмическая аппаратура / Под ред. Зверева С.М. М.: ВАР FY СССР, 1988. Деп. Рукопись. ВИНИТИ №6857/В 88, 174 с.

11. Моисеев H.H. Расставание с простотой. М.: Аграф, 1998. 473 с.

12. Лебедев A.B., Сутин A.M. Возбуждение сейсмических волн гидроакустическим излучателем // Акустический журнал, 1996. Т. 42, №6.-С. 812-818.

13. Lebedev A.V., Sutin A.M. A powerful acoustical source for seismology / ASA 130-th Meeting. St. Louis, Missouri, USA, 1995.

14. Зайцев В.Ю., Назаров В.Е., Таланов В.И. Экспериментальное исследование самовоздействия сейсмоакустических волн // Акустический журнал, 1999. Т. 45, № 6. - С. 799-806.

15. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х., Павлов А.Н. Интерференционные измерения малых смещений. Владивосток, 1981. Деп. В ВИНИТИ 14.05.81. №2488-81. -47 с.

16. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х. Наблюдение периодов собственных колебаний Земли лазерным деформометром // Изв. АН СССР. Физ. Земли, 1983. - № 2 - С. 15-20.

17. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Запольский A.M., Копвиллем У.Х. Регистрация гидроакустических колебаний лазерным деформометром //

18. Тез. докл. II межотрасл. акуст. Семинара "Модели, алгоритмы, принятие решений". М.: Акуст. Ин-т, 1988. - С. 122.

19. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х., Павлов А.Н. Интерференционные' измерения малых смещений // Деп. В ВИНИТИ, 1981. №2488-81. -47 с.

20. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х., Павлов А.Н. Наблюдение периодов собственных колебаний Земли лазерным деформометром // Известия АН СССР. Физика Земли, 1983. - №2. - С. 15-20.

21. Алешин В.А., Дубров М.Н., Яковлев А.П. Лазерный интерферометр для измерения деформаций земной коры // ДАН СССР, 1981. Т. 256, №6. -С. 1343-1346.

22. Давыдов A.B., Долгих Г.И. Акустический мониторинг переходной зоны океан-материк лазерными деформографами. // II сессия РАО «Акустический мониторинг сред», М. 1993. С. 73-74.

23. Давыдов A.B., Долгих Г.И. Применение лазерных деформографов в гидроакустике // Акустический журнал, 1995. Т. 41, № 2. - С. 235-239.

24. Долгих Г.И. Некоторые результаты экспериментального исследования характеристик сейсмоакустических сигналов, возбуждаемых низкочастотным гидроакустическим излучателем // Акустический журнал, 1998. Т. 44, № 3. - С. 358-361.

25. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалёв С.Н., Овчаренко В.В., Плотников A.A., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерно-интерференционный метрологический комплекс // сборник трудов XVIII сессии РАО. М.: ГЕОС, 2006. - Т. 2. - С. 38-42.

26. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев C.B., Овчаренко В.В., Плотников A.A., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерно-интерференционный комплекс // Дальневосточные моря России кн. 4 "Физические методы исследований" М.: Наука, 2007. - С. 15-48.

27. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Запольский A.M., Копвиллем У.Х. Нелинейный сейсмоакустический осциллятор. Владивосток, 1987. Деп. В ВИНИТИ 25.03.87 № 3635-И87. - 23 с.

28. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х. Измерение низкочастотных морских шумов в диапазоне 0,01-100 Гц при помощи сейсмоакустического каналав прибрежной зоне/ Науч. Отчет. № Г.Р. 81067363. Владивосток, 1985. -107 с.

29. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х., Павлов А.Н. Регистрация оптическим деформометром взаимодействия тропических циклонов с океаном, посредством сейсмического канала // Тропическая метеорология. JL: Гидрометеоиздат, 1982. - С. 231-235.

30. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Кабанов Н.Ф. Применение лазерных деформографов в гидроакустике // Акустический журн, 1995. Т.41, №2. -С.235-239

31. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев С.Н., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко C.B. Лазерный измеритель вариаций давления гидросферы // Приборы и техника эксперимента, 2005. № 6. - С. 137-138.

32. Долгих Г.И., Ковалев С.Н., Швец В.А., Яковенко C.B. Погружной прецизионный измеритель давления // Мат-лы докл. IV Всерос. Симп. "Сейсмоакустика переходных зон". Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2005. - С. 38-41.

33. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 7. Теория упругости. М.: Наука, 1987. - 247 с.

34. Батюшин Г.Н. Двухкорпусный простой и технологичный электромеханический вибратор // Приборы и техника эксперимента, 2005.- № 6. С. 143-144.

35. Кабанов Н.Ф. Способ возбуждения акустических колебаний резонатора с газонаполненной эластичной сферой: решение о выдаче а.с. от 29.10.1987 по заявке № 4104683/25-28 от 04.08.1986, МКИ В06 В1/201Ю 10К9100.

36. Пенкин С.И. Разработка низкочастотных излучателей и их применение в технических системах для акустической томографии океана.// В сб. Морские технологии ИПМТ ДВО РАН. Владивосток.: Дальнаука, 2001. -Вып.4. - С 149-166.

37. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х., Павлов А.Н. Интерференционные измерения малых смещений // Деп. в ВИНИТИ, 1981. №2488-81. 47 с.

38. Долгих Г.И., Копвиллем У.Х. Измерение низкочастотных морских шумов в диапазоне 0,01-100 Гц при помощи сейсмоакустического канала в прибрежной зоне // Научный отчет, 1985, № Гос. регистрации 81067363.- 107 с.

39. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Кабанов Н.Ф. применение лазерных деформографов в гидроакустике // Акустический журнал, 1995. Т. 41, №2. - С. 235-239.

40. Долгих Г.И., Компвиллем У.Х., Павлов А.Н. Наблюдение периодов собственных колебаний Земли лазерным деформометром // Известия АН СССР. Физика Земли, 1983. - № 2. - С. 15-20.

41. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Запольский A.M., Копвиллем У.Х. Регистрация гидроакустических колебаний лазерным деформометром // Тез. Докл. II межотр. Акуст. Сем. «Модели, алгоритмы, принятие решений». М.: Акуст. Ин-т, 1988. - С. 122.

42. Гореликов А.И., Давыдов A.B., Долгих Г.И. и др. Генерация и прием низкочастотных акустических колебаний // Деп. В ВИНИТИ, 1988. -№3755-В88. 9 с.

43. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Копвиллем У.Х. Регистрация гидроакустических колебаний лазерным деформографом // Тез. докл. Всесоюзной конференции по гидроакустическим методам исследования океана. Геленджик, 1989. - С. 58-59.

44. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Распространение акустических волн на границе гидросфера-литосфера // Тез. докл. Школы-семинара «Применение лазерных деформографов в сейсмоакустике». Владивосток, 1989.-С. 5-6.

45. Давыдов A.B., Долгих Г.И. Акустический мониторинг переходной зоны океан-материк лазерными деформографами // Акустический журнал, 1994. Т. 40, № з. с. 466-467.

46. Akal Tuncay, Jensen F.B. Ocean seismo-acoustic propagation // Progr. Congr. Acoust. Symp. Underwater Acoust. Halifax. London, 1987. P. 493-500.

47. Долгих Г.И. Исследование волновых полей океана и литосферы лазерно-интерференционными методами / Владивосток: Дальнаука, 2000. 160 с.

48. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Кабанов Н.Ф. Применение лазерных деформографов в гидроакустике // Акустический журн, 1995. Т.41, № 2. - С. 235-239.

49. Кабанов Н.Ф. Способ возбуждения акустических колебаний резонатора с газонаполненной эластичной сферой: решение о выдаче а.с. от 29.10.1987 по заявке № 4104683/25-28 от 04.08.1986, МКИ В06 Bl/201 IG 10К9100.

50. Долгих Г.И., Чупин В.А. Изучение трансформации низкочастотных звуковых колебаний в шельфовой области моря лазерно-интерференционными методами // Сб. трудов XIII сессии РАО,- М.: ГЕОС, 2003. Т. 4. - С. 128-132.

51. Чупин В.А. Изучение закономерностей преобразования гидроакустических колебаний на границе «океан — земная кора» // Океанологические исследования: тез. докл. конф. молодых ученых ТОЙ ДВО РАН, Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 2007. С. 56-58.

52. Чупин В.А. Некоторые результаты экспериментального исследования преобразования гидроакустических сигналов в переходной зоне // Материалы докладов V Всерос. Симп. "Физика геосфер". Владивосток, Дальнаука, 2007. С. 101-104.

53. Свердлин Г.М. Прикладная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1990. 320 с.

54. Chupin V.A. Principles of Transformation of Hydroacoustic Energy in Seismoacoustic Energy in the Sea of Variable Depth // The Proceedings of The Nineteenth International Offshore And Polar Engineering Conference, 2009. -Vol. IV. P. 526-528.

55. Чупин В.А. Изучение трансформации гидроакустической энергии движущегося излучателя // Материалы докладов VI Всерос. Симп. "Физика геосфер". Владивосток, 20.09. - С. 142-145.

56. Давыдов A.B., Долгих Г.И., Чупин В.А. Изучение трансформаций гидроакустических колебаний на границе «гидросфера-литосфера» // Мат. докл. III всеросс. симп. «Сейсмоакустика переходных зон». Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2003. - С. 159-163.

57. Долгих Г.И., Чупин В.А. Экспериментальные оценки соотношения излученной гидроакустической энергии к принятой сейсмоакустической энергии // Акуст. Журн, 2005. Т. 51, № 5. - С. 638-642.

58. В.В. Гущин, В.П. Докучаев, Ю.М. Заславский, И.Д. Конюхова О распределении мощности между различными типами излучаемых волн в полубезграничной упругой среде // Исследование Земли невзрывными сейсмическими источниками. М.: Наука, 1981. - С. 113-118.

59. Miller G.F., Pursey H. On the partition of energy between elastic waves in a semi-infinite solid. // Proc. Roy. Soc. Ser. «A», 1955, - № 1192. - P. 55-63.

60. Лапин А.Д. Волны в твердом полупространстве, покрытом жидким слоем // Акуст. Журн, 1992. Т. 38, № 2. - С. 364-367.

61. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука, 1981.-287 с.

62. Ляв А. Математическая теория упругости. М.;Л.: ОНТИ, 1935. - 674 с.

63. Ландау Л. Д, Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука, 1965. - 204 с.

64. Алешкевич В.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Колебания и волны. Лекции. М.: Изд-во физ. фак. МГУ, 2001. - 144 с.

65. Свининников А.И. Петрофизика западной части Тихого океана и окраинных морей востока Азии. Владивосток: Дальнаука, 2004. - 279 с.

66. H.W. Marsh, M. Shulkin Shallow water transmission // JASA, 1962. Vol. 34. -P. 863.

67. Евтютов А.П., Митько В.Б. Инженерные расчеты в гидроакустике. Л.: Судостроение, 1988. - 288 с.

68. Батюшин Г.Н., Долгих Г.И., Долгих А.Г., Чупин В.А. Трансформация сейсмоакустических колебаний в гидроакустические колебания // Сб. трудов XX сессии РАО. М.: ГЕОС, 2008. - Т. 2. - С. 436-438.

69. Батюшин Г.Н., Дзюба С.П., Долгих Г.И., Долгих А.Г., Чупин В.А. Трансформация сейсмоакустической энергии в гидроакустическую // ДАН. Москва, 2008. - Т. 423, №6. - С. 815-816.

70. Долгих Г.И., Долгих А.Г., Чупин В.А. Применение лазерных приемных систем в гидроакустических исследованиях // Акустика неоднородных сред. Ежегодник РАО. Вып.9 Троицк: Тровант, 2008. - С.183-191.

71. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984. - 399 с.