О статистическом моделировании акустических потерь при распространении низкочастотного звука в волноводе мелкого моря с развитым поверхностным волнением
26 декабря 2025 г.
В работе, опубликованной в Russian Journal of Earth Sciences, исследована статистическая задача о распространении низкочастотного звукового сигнала в волноводе мелкого моря с взволнованной поверхностью и горизонтальным импедансным поглощающим дном.
Авторами стали сотрудники Тихоокеанского океанологического института им. В. И. Ильичёва ДВО РАН д.ф.-м.н. О. Э. Гулин, академик РАН Г. И. Долгих и д.ф.-м.н. И. О. Ярощук.
В статье рассмотрена статистическая задача о распространении и рассеянии низкочастотного акустического сигнала в условиях мелководного волновода со случайно-шероховатой поверхностью и горизонтальным поглощающим жидким дном.
Такой неоднородный волновод исследуется в рамках метода поперечных сечений с помощью теории локальных мод. Для определения модовых амплитуд авторами формулируется краевая задача, которая заменяется соответствующей задачей с начальными условиями для уравнений погружения. Последние уравнения без приближений решаются стандартными вычислительными схемами, что позволяет эффективно выполнять моделирование статистических характеристик поля звукового сигнала.
В работе представлены расчеты затухания и флуктуаций интенсивности сигнала в волноводе арктического типа при развитом поверхностном волнении для двух типов импеданса донной границы.
Показано, что влияние случайной поверхности на интенсивность распространяющегося сигнала достаточно мало для трасс типичной протяженности в мелком море. Потери интенсивности за счет флуктуаций медленно растут с расстоянием. Сравнение результатов, полученных разными методами решения данной статистической задачи (адиабатическим, приближением Вентцеля – Крамерса – Бриллюэна (ВКБ)), демонстрирует заметное количественное расхождение. Показано, что вид корреляционной функции (спектра) флуктуаций поверхности слабо влияет на среднюю интенсивность поля сигнала, а затухание определяется амплитудой флуктуаций и радиусом их корреляции.
Метки: RJES, ТОИ ДВО РАН