Lines of equal phases and phase invariant in the sound field of the deep sea

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The spatial-frequency characteristics of the amplitudes and phases of sound pressure in the deep sea have been studied. Analytical relationships have been obtained that allow one to calculate and compare the amplitude-phase structures of water, leaky and trapped modes, as well as the sound pressure field formed by the sum of the modes. The calculations have been performed using the modified WKB (Wentzel–Kramers–Brillouin) approximation. It has been shown that in the deep sea, as in the shallow sea, there are stable lines of equal phases along which, under certain conditions, coherent summation of complex Fourier components is possible. To describe the lines of equal phases, a differential equation has been obtained that uses the phase invariant, already studied in the shallow sea, as a basic parameter. This has made it possible to study the properties of the phase invariant corresponding to water, leaky and trapped modes in all zones of the sound field for the deep sea as well. It is established that at different distances in the field constructed from the sum of all modes, invariant properties are manifested, first of all, those modes that dominate at these distances. It is shown that the leaky modes formed in the near illumination zone and in the shadow zone, formed by steep rays reflected from the bottom, have invariant properties only at large distances from the source. Water and trapped modes have invariant properties in full and at all distances. Recommendations are given on the use of equal phase lines and the phase invariant in processing experimental data and modeling.

Авторлар туралы

S. Aksenov

A.M. Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia, 119991

G. Kuznetsov

A.M. Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: skbmortex@mail.ru
Moscow, Russia, 119991

A. Stepanov

Samara National Research University named after academician S.P. Korolev

Samara, Russia, 443086

Әдебиет тізімі

  1. Бреховских Л.М.Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 343 с.
  2. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П.Теоретические основы акустики океана. М.: Наука, 2007. 370c.
  3. Кацнельсон Б.Г., Петников В.Г. Акустика мелкого моря. М.:Наука, 1997. 193с.
  4. D’Spain G., Kuperman W.Application of waveguide invariants to analysis of spectrograms from shallow water environments that vary in range and azimuth // J. Acoust. Soc.Am. 1999.V. 106. № 5.P. 2454–246
  5. Акустика океана. М.: Наука, 1974. 668 с.
  6. Распространение волн и подводная акустика. М.:Мир, 1980. 229с.
  7. Ainslie M.A., Packman M.N., Harrison C.H.Fast and explicit Wentzel–Kramers–Brillouin mode sum for the bottom-interacting field, including leaky modes // J. Acoust. Soc.Am. 1998.V. 103. № 4.P. 1804–1812.
  8. Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н.Амплитудная и фазовая структура низкочастотного гидроакустического поля в глубоком океане // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 5. С. 493–504. https://doi.org/10.31857/S0320791921040018
  9. Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н.Оценка расстояния до источника в глубоком море с использованием пространственно-частотных характеристик интерференционного инварианта и эффективных фазовых и групповых скоростей // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 6. С. 603–616. https://doi.org/10.31857/S0320791921060010
  10. Аксенов С.П.Верификация вычислительной программы в модовом ВКБ-приближении для мелкого и глубокого морей // ДокладыXVIIшколы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских “Акустика океана”. М.: ИО РАН, 2020. С. 364–370.
  11. Чупров С.Д.Интерференционная структура звукового поля в слоистом океане // Акустика океана: современное состояние. М.: Наука, 1982. С. 71–91.
  12. Орлов Е.Ф., Шаронов Г.А.Интерференция звуковых волн в океане. Владивосток: Дальнаука, 1998. 195 с.
  13. Грачев Г.А.К теории инвариантов акустического поля в слоистых волноводах // Акуст. журн.1993.Т. 39. № 1.С. 67–71.
  14. Aksenov S.P., Kuznetsov G.N.Determination of interference invariants in a deep-water waveguide by amplitude and phase methods // Phys. Wave Phen. 2021. V. 29. No. 1. P. 81–87.
  15. Zhao Z.D., Wu J.R., Shang E.C. How the thermocline affects the value of the waveguide invariant in a shallow-water waveguide // J. Acoust. Soc. Am. 2015. V. 138. № 1. P. 223–231.
  16. Kuznetsov G.N., Stepanov A.N.Interference and phase invariants of sound fields // Phys. WavePhenom. 2021.V. 29. № 3.P. 285–292.
  17. Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н.Линии равных фаз звукового давления в пространственно-частотной области гидроакустического поля // Докл. Рос. Акад. наук. Физика, техн. науки. 2021. Т. 498. С. 17–21. https://doi.org/10.31857/S2686740021030111
  18. Kuznetsov G.N. and Stepanov A.N.Phase Invariants of Vector–Scalar Fields Excited in the Shallow Sea byMultipole Sources // Phys. WavePhenom. 2023.V. 31. № 6.P. 371–382. https://doi.org/10.3103/S1541308X23060055
  19. Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н.Влияние направленности источников на фазовые инварианты векторно-скалярных полей в мелком море // Докл. Акад. наук. Физика, техн. науки. 2023. Т. 512. № 1. С. 17–23. https://doi.org/10.31857/S2686740023050073
  20. Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н.Энергетические инварианты в звуковых полях глубокого и мелкого моря // Докл. Акад. наук. Физика, техн. науки. 2022. Т. 507. № 1. С. 9–14.
  21. Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н.Интерференционные инварианты в максимумах гидроакустического поля в глубоком море // Акуст. журн. 2024. Т. 70. № 1. С. 65–76. https://doi.org/10.31857/S0320791924010099
  22. Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н.Векторно-скалярные поля мультипольных гидроакустических источников, эквивалентных шумоизлучению морских объектов. М.: Буки Веди, 2022. 304 с.
  23. Новиков А.К.Корреляционные измерения в корабельной акустике. Л.: Судостроение, 1971. 256 с.
  24. Кузькин В.М., Переселков С.А. Интерферометрическая диагностика гидродинамических возмущений мелкого моря. М.:ЛЕНАНД, 2019. 200с.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».