Изучение особенностей нормальных волн в волноводах мелкого моря с поглощающим дном

Авторы

  • Лисютин В.А. Севастопольский государственный университет, Севастополь, Российская Федерация ORCID 0000-0003-3363-888X
  • Ластовенко О.Р. Севастопольский государственный университет, Севастополь, Российская Федерация ORCID 0000-0002-4765-7347

УДК

534.2

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-19-4-83-90

Аннотация

В статье рассматривается модель изоскоростного гидроакустического волновода с поглощающим дном. Численно решается дисперсионное уравнение, рассчитываются волновые числа. Для определения критических частот мод используется условие излучения. Уточняется классификация мод в волноводе с поглощением, согласно которой собственные моды подразделяются на диссипативные и захваченные. Вычисляется количество собственных мод в волноводе и их критические частоты в зависимости от величины затухания в полупространстве. Показывается, что количество собственных мод в волноводе с поглощающим дном увеличивается, а критическая частота моды снижается. Обсуждается наблюдаемость диссипативных мод и целесообразность включения их в полное волновое поле. Делается вывод, что снижение критической частоты мод важно при симуляции импульсных звуковых полей, поскольку позволяет выявить важный компонент поля моды — головную волну.

Ключевые слова:

гидроакустический волновод, нормальные волны, дисперсионное уравнение, морское дно, волновые числа, критическая частота

Информация об авторах

Виктор Александрович Лисютин

канд. физ.-мат. наук, доцент, доцент кафедры физики Севастопольского государственного университета

e-mail: vlisiutin@mail.ru

Ольга Ростиславовна Ластовенко

канд. физ.-мат. наук, доцент, доцент кафедры высшей математики Севастопольского государственного университета

e-mail: Lastovenko2005@ramler.ru

Библиографические ссылки

  1. Katsnelson, B., Petnikov, V., Lynch, J., Fundamentals of shallow water acoustics. Springer, New York, Dordrecht, Heildelberg, London, 2012.
  2. Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г. Затухание звука в мелководных акваториях с газонасыщенным дном. Акустический журнал, 2015, т. 61, № 1, с. 90–100. DOI 10.7868/S0320791915010025 [Grigor'ev, V.A., Lun'kov, A.A., Petnikov, V.G., Attenuation of sound in shallow-water areas with gas-saturated bottoms. Acoustical Physics, vol. 61, no. 1, pp. 85–95. DOI 10.1134/S1063771015010029]
  3. Григорьев, В.А., Кацнельсон, Б.Г., Lynch, J.F., Определение эффективных параметров дна мелкого моря по спектрам широкополосных сигналов в условиях гидродинамической изменчивости. Акустический журнал, 2016, т. 62, № 3, с. 330–340. DOI 10.786X/S0320791916030072 [Grigor'ev, V.A., Katsnel'son, B.G., Lynch, J.F., Determining the effective parameters of a Shallow-Water bottom from wideband signal spectra under conditions of hydrodynamic variability. Acoustical Physics, 2016, vol. 62, no. 3, pp. 339–349. DOI 10.786X/S0320791916030072]
  4. Пекерис, К., Теория распространения звука взрыва в мелкой воде. В Распространение звука в океане. Изд-во иностр. лит., Москва, 1951, с. 48–156. [Pekeris, C.L., Theory of propagation of explosive sound in shallow water. Geol. Soc. Am. Memoir, vol. 27. DOI 10.1130/MEM27-2-p1]
  5. Tolstoy, I., The Pekeris waveguide revisited. J. Acoust. Soc. Am, 2006, vol. 120, iss. 3, pp. 1183–1185. DOI 10.1121/1.2221536
  6. Buckingham, M.J., Giddens, E.M., On the acoustic field in a Pekeris waveguide with attenuation in the bottom half-space. J. Acoust. Soc. Am, 2006, vol. 119, iss. 1, pp. 123–147. DOI 10.1121/1.2141212
  7. Григорьев, В.А., Петников, В.Г., О возможности представления акустического поля в мелком море в виде суммы нормальных мод и квазимод. Акустический журнал, 2016, т. 62, № 6, с. 681–698. [Grigor'ev, V.A., Petnikov, V.G., On the possibility of representing an acoustic field in shallow water as the sum of normal modes and quasimodes. Acoustical Physics, 2016, vol. 62, no. 6, pp. 700–716. DOI 10.1134/S1063771016050031]
  8. Evans, R.B., Truncating the Pekeris problem. J. Acoust. Soc. Am, 2020, vol. 148, iss. 3, pp. 1507–1509. DOI 10.1121/10.0001961
  9. Бреховских, Л.М., Волны в слоистых средах. Наука, Москва, 1973. [Brekhovskikh, L.M., Waves in layered media. Academic Press, New York, 1960.]
  10. Лисютин, В.А., Ластовенко, О.Р., Оценка влияния внутреннего и вязкого трения на дисперсию и затухание звука в неконсолидированных морских осадках. Акустический журнал, 2020, т. 66, № 4, с. 420–436. DOI 10.31857/S0320791920040061 [Lisiyutin, V.A., Lastovenko, O.R., Assessing the influence of internal and viscous friction on dispersion and sound attenuation in unconsolidated marine sediments. Acoustical Physics. 2020, vol. 66, iss. 4, pp. 401–415. DOI 10.1134/S1063771020040065]
  11. Лисютин, В.А., Простая акустическая модель неконсолидированных морских осадков с внутренним и вязким трением. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2018, т. 15, № 3, с. 39–51. [Lisyutin, V.A., Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva = Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2018, no. 3, pp. 39–51. (in Russian)] DOI 10.31429/vestnik-15-3-39-51
  12. Лисютин, В.А., Ластовенко, О.Р., Довгаленко, В.В., Лучин, В.Л., Петренко, Н.В., Метод симуляции импульсной характеристики горизонтально-слоистого гидроакустического волновода с жидким дном. Инженерный вестник Дона, 2020, № 1. [Lisyutin, V.A., Lastovenko, O.R., Dovgalenko, V.V., Luchin, V.L., Petrenko, N.V., Inzhenernyj vestnik Dona = Don Engineering Bulletin, 2020, № 1. (in Russian)] URL: https://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2020/6281

Загрузки

Выпуск

2022. Том 19. № 4

Раздел

Механика

Страницы

83-90

Отправлено

2022-10-04

Опубликовано

2022-11-30

Как цитировать

Лисютин В.А., Ластовенко О.Р. Изучение особенностей нормальных волн в волноводах мелкого моря с поглощающим дном // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2022. Т. 19, №4. С. 83-90. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-19-4-83-90

Copyright (c) 2022 Лисютин В.А., Ластовенко О.Р.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.