Статья

Название статьи ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ АКУСТИЧЕСКОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН
Автор Н. П. Заграй
Рубрика РАЗДЕЛ III. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДЕФЕКТОСКОПИИ И НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
Месяц, год 08, 2017
Индекс УДК 534.222
DOI 10.23683/2311-3103-2017-8-151-162
Аннотация Рассматривается решение теоретической задачи и ее возможные прикладные значения при описании распределений плотности вторичных волн источников при нелинейном взаимодействии акустических волн в среде распространения, осуществляя тем самым диагностику экологического состояния водной среды. Это связано с уникальной особенностью влияния объема диагностируемой среды на результат и параметры нелинейного взаимодействия распространяющихся в этой среде акустических упругих волн. При этом возможны различные случаи ограничения области нелинейного взаимодействия. Рассмотрена различная пространственная геометрия зоны нелинейного взаимодействия при разных формах как излучающей поверхности, так и формы поверхности ограничения зоны эффективного нелинейного взаимодействия. Метод запаздывающего потенциала позволяет расширить круг рассматриваемых задач в области комбинационных ситуаций для раз-личных реальных случаев нелинейного взаимодействия акустических волн, используемых при экологическом мониторинге. Полученные выражения в общем случае определяют поле давлений любой из комбинационных частот генерируемого спектра при незначительных процессах затухания и дифракции волн. Предлагается модель описания нелинейного взаимодействия акустических волн с учетом ограничении области нелинейного взаимодействия поверхностью произвольного вида, а также изменения величины скорости их распространения в пространстве канала. При этом возможна реализация различных законов зависимости как вида поверхностей ограничения, так и скорости звука от вертикальной поперечной координаты, при использовании соответствующих представлений полей волн накачки. Подобный метод позволяет вести оценку влияния неровностей поверхности дна контролируемых водных акваторий. Решение приводит к нахождению амплитудных угловых распределений вторичного поля АПА в дальней зоне при произвольном виде поверхности ограничения нелинейного взаимодействия и в общей виде любой конфигурации формы площади активного излучателя антенны. Эти распределения будут зависеть от физических свойств среды, в которой происходит нелинейное взаимодействие распространяющихся акустических волн. Тем самым эти параметры, определяемые в результате мониторинга, будут содержать информацию об их изменениях в экологическом состоянии диагностируемых областей среды.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нелинейное взаимодействие распространяющихся акустических волн; экологическая диагностика; протяженность области нелинейного взаимодействия; физические свойства среды; виртуальные вторичные точечные источники; характеристики направленности.
Библиографический список 1. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. – М.: Наука, 1966.
– 519 с.
2. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидpоакустика. – Л.: Судостpоение, 1981. – 264 c.
3. Остроумов Г.А. Основы нелинейной акустики. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1967. – 132 с.
4. Клей К., Медвин Г. Акустическая океаногpафия: основы и пpименение. – М.: Изд-во "Миp", 1980. – 580 c.
5. Бейер P. Нелинейная акустика // В кн. Физическая акустика / под ред. Мезона У. Т. 2,
ч. 8. – М.: Мир, 1969. – С. 266-301.
6. Зверев В.А., Калачев А.И. Измерение взаимодействия звуковых волн в жидкостях // Акустический журнал. – 1958. – Т. IV. – Вып. 4. – С. 321-324.
7. Зверев В.А., Калачев А.И. Измерение рассеяния звука звуком при наложении параллель-ных пучков // Акустический журнал. – 1968. – Т. 15. – Вып. 2. – С. 214-219.
8. Загpай Н.П., Голосов С.П. Экспеpиментальные исследования поля паpаметpического излучателя пpи наличии пpегpады в области взаимодействия // Сб. ”Пpикладаная акустика”. – 1983. – Вып. 9.
9. Наугольных К.А., Островский Л.А. Нелинейные волновые процессы в акустике. – М.: Наука, 1990. – 236 с.
10. Лапина Э.П. Об эффекте взаимодействия акустических волн в слоистых средах // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астрономия. – 1979. – Т. 20, № 1. – С. 85-88.
11. Зарембо Л.К., Красильников В.А., Случ В.Н., Сухаревская О.Ю. О некоторых явлениях при вынужденных нелинейных колебаниях акустических резонаторов // Акустический журнал. – 1966. – Т. 12. – С. 486-490.
12. Alippi A., Bertolotti M., Ferrary A., Sette D., Sibilia G., Zagrai N. Behaviour of a nonlinear acoustic resonator under conditions of pulsed excitation // 12 International Congres on Acous-tics, Toronto, Canada,1986.
13. Alippi A., Scarano G., Zagrai N. Directivity Pattern of Parametrically Generated Acoustic Waves // ITALI, Il Nuovo Cimento. – 1987. – Vol. 9D, No. 5. – P. 489-496.
14. Заграй Н.П. Нелинейные взаимодействия в слоистых и неоднородных средах / под ред. академика АЕН РФ В.И. Тимошенко. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1998. – 433 с.
15. Санчес-Паленсия Э. Неоднородные среды и теория колебаний. – М.: Мир, 1984. – 472 с.
16. Заграй Н.П., Павлова М.Н. Применение метода погружения для решения задач распространения волн в неоднородной слоистой среде // НТК “Радио и волоконно-оптическая связь, локация и навигация”: Тезисы докладов. Россия, Воронеж, 1997. – Т. 1. – С. 37-40.
17. Заграй Н.П., Голосов С.П. Влияние преграды в области нелинейного взаимодействия акустических волн на характеристики параметрического излучателя // Сб. НТО им.
А.Н. Крылова "Акустические методы исследования океана". – Л.: Судостроение, 1980.
– Вып. 334. – С. 50-55.
18. Заграй Н.П., Голосов С.П. Поле параметрического излучателя при изменении формы области взаимодействия // В кн. "Прикладная акустика". – Таганрог, ТРТИ, 1985.
– Вып. ХI. – С. 32-36.
19. Заграй Н.П., Голосов С.П. Влияние формы области нелинейного взаимодействия на поле параметрической антенны // Научно-технический сборник: Судостроительная промыш-ленность, серия: Акустика, ЦНИИ "Румб". – 1990. – Вып. 6. – С. 83-84.
20. Заграй Н.П. Пространственный анализ и синтез сигналов параметрической антенны в среде с вертикальным распределением скорости звука // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 1995. – № 4. – С. 18-21.
21. Alippi A., Scarano G., Zagrai N. Directivity Pattern of Parametrically Generated Acoustic Waves // ITALI, Il Nuovo Cimento. – 1987. – Vol. 9D, No. 5. – P. 489-496.

Comments are closed.