Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование обратного рассеяния акустических волн на дискретных случайных донных неоднородностях океана

Сведения об участнике
ФИО
Иващенко Елена Николаевна
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Физика и астрономия
Раздел области наук
Радиофизика, электроника, акустика
Тема
Исследование обратного рассеяния акустических волн на дискретных случайных донных неоднородностях океана
Резюме
В работе изучено влияние статистики распределения дискретных случайных донных неоднородностей по размерам на среднюю интенсивность обратного рассеяния акустических сигналов. Рассмотрено одновременное присутствие двух эффектов, приводящих к увеличению средней интенсивности обратного рассеяния, – корреляции во взаимном расположении частиц на плоскости дна и распределения их по размерам.
Ключевые слова
Акустические волны, обратное рассеяние, дискретные неоднородности, средняя интенсивность
Цели и задачи
Целью данной работы является рассмотрение изменений поведения средней интенсивности поля обратного рассеяния, к которым могут привести наличие некоторого распределения неоднородностей по размерам и корреляция их взаимного расположения. Задачей дистанционной диагностики является определение концентрации донных неоднородностей по рассеянному в обратном направлении сигналу.
Введение

Исследование эффектов, возникающих при обратном рассеянии акустических волн на дискретных неоднородностях, имеет большое практическое значение, поскольку по измерениям интенсивности отраженной волны могут быть сделаны определенные выводы о характеристиках озвучиваемых объектов. Важную роль в поведении функции интенсивности отраженной волны могут играть эффекты, возникающие при наличии некоторого распределения неоднородностей по размерам. Кроме того, в задачах дистанционной акустической диагностики океанических донных неоднородностей важно влияние статистики расположения дискретных рассеивателей на плоскости, поскольку их расположение на дне можно считать равномерным и статистически независимым лишь в первом приближении.

Методы и материалы

Научно-технический прогресс и связанное с ним возрастание интереса человечества в изучении и освоении природных богатств Мирового океана являются одной из самых актуальных проблем современности. Это вызвано тем, что природные ресурсы континентов ограничены и постепенно истощаются, а их эксплуатация становится всё более сложной и дорогостоящей. Общие геологические ресурсы только железомарганцевых конкреций (ЖМК) Мирового океана оцениваются в десятки триллионов тонн. Конкреции представляют собой дискретные округлые твёрдые рудные образования, расположенные на донной поверхности. Они залегают на слоях осадочных пород, плохо отражающих звуковые волны. Плотность конкреций и скорость звука в них заметно превышают эти параметры подстилающей подложки. В данной работе аналитически исследуется поведение средней интенсивности рассеянных на залежах конкреций сигналов, а основной целью является изучение дистанционного акустического зондирования случайных дискретных неоднородностей, расположенных на плоском слабо отражающем дне.

Описание и обсуждение результатов

Получены зависимости для компонент средней интенсивности обратного рассеяния акустических волн на дискретных случайных донных неоднородностях. Показано, что наличие рассеивателей разных размеров приводит к увеличению средней интенсивности обратного рассеяния при «звукопрозрачном» дне. Показано, что вклад интерференционного слагаемого, возникающего при учёте влияния подстилающей рассеиватели подложки, в среднюю интенсивность при обратном рассеянии на неоднородностях разных размеров становится незначительным с увеличением среднего размера рассеивателей. Качественно этот эффект может быть объяснен тем, что наличие неоднородностей разных размеров, располагающихся на одной плоскости, приводит к «размыванию» фазовых соотношений рассеянных сигналов, в результате не происходит эффективного сложения с отраженным от подложки сигналом. Предложено описание возможной корреляции взаимного расположения рассеивателей и показано, что наличие такой корреляции приводит к существенному изменению средней интенсивности обратного рассеяния. Проведено сравнение рассматриваемых эффектов

Используемые источники
1. Гурбатов С.Н, Грязнова И.Ю., Иващенко Е.Н. Исследование обратного рассеяния акустических волн дискретными неоднородностями разных размеров» //Акуст. журн. 2016. 62, с. 203-207
Information about the project
Surname Name
Ivashchenko Elena
Project title
Study of acoustic wave backscattering by discrete random inhomogeneities of the ocean bottom
Summary of the project
The influence of the distribution statistics on the sizes of discrete random bottom inhomogeneities on the mean intensity of acoustic signal backscattering is studied. The simultaneous presence of two effects leading to an increase in the mean intensity of backscattering are considered: the correlation in the positional relationship of particles on the plane of the bottom and their size distribution.
Keywords
backscattering, acoustic waves, mean intensity, discrete inhomogeneities