К вопросу об особенности отражения волн конечной амплитуды в задачах экологического мониторинга водных акваторий

Известия ТРТУ

Экология 2002 - море и человек

К ВОПРОСУ ОБ ОСОБЕННОСТИ ОТРАЖЕНИЯ ВОЛН КОНЕЧНОЙ АМПЛИТУДЫ В ЗАДАЧАХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

ВОДНЫХ АКВАТОРИЙ

А.Н. Куценко

Таганрогский государственный радиотехнический университет

В последнее время все большее внимание уделяется вопросам охраны окружающей среды. Для решения этих задач применяют различные методики и разделы научных знаний. Одним из таких направлений является гидроакустика, без применения которой уже немыслимы экологические мониторинги водных акваторий. Применение гидроакустических приборов для экологического мониторинга водоемов имеет ряд преимуществ, по сравнению с другими методиками и приборами.

В настоящее время все большее применение получают гидроакустические системы, использующие волны конечной амплитуды. Несмотря на широкое применение волн конечной амплитуды, взаимодействие их с границами раздела изучено недостаточно. Поэтому исследование этих эффектов является актуальной проблемой современной гидроакустики. Одному из многочисленных эффектов, наблюдаемых на границе раздела при падении волн конечной амплитуды, посвящена данная работа.

В качестве волн конечной амплитуды рассматриваются простые волны - римановские волны. Используя граничные условия и связь колебательной скорости с акустическим давлением в римановских волнах, получены выражения для коэффициентов отражения и прохождения. Анализ этих выражений показал, что коэффициенты отражения и прохождения зависят от амплитуды падающей волны. Эта зависимость нелинейна и имеет различный характер для различных границ раздела.

Результаты работы могут быть использованы в дальнейшем для расчета параметрических антенн при наличии границы раздела в зоне взаимодействия. В качестве границы раздела, находящейся в области взаимодействия, может выступать поверхность обтекателя антенны с контактирующей водной средой, граница раздела «вода - морское дно» и т.д. Очевидно, что интенсивность волн накачки будет превышать амплитуду сформировавшейся волны разностной частоты и коэффициенты отражения для этих волн будут различны. Поскольку обычно коэффициенты отражения принимаются одинаковыми для всех взаимодействующих волн, введение поправки может способствовать тому, что расчет характеристик параметрических систем, с учетом влияния границ раздела, станет более адекватным.