Лаборатория гидрофизики

Номер
3/3
Научные направления
Название отдела
Физика океана и атмосферы
История

Лаборатория гидрофизики была создана по инициативе д.ф.-м.н. Акуличева Виктора Анатольевича в 1978 г. в ТОИ ДВНЦ АН СССР. В 1989 г. лаборатория была переведена в только что образованный Институт проблем морских технологий ДВО АН СССР, где была преобразована в отдел гидрофизики, включающей 2 лаборатории: лабораторию прикладной гидрофизики и лабораторию физической акустики. В 2005 г. отдел в составе 16 сотрудников по распоряжению Президиума ДВО РАН был возвращен в ТОИ ДВО РАН и преобразован в лабораторию гидрофизики. В настоящее время в лаборатории гидрофизики 8 сотрудников, из них 1 д.ф.-м.н., 4 к.ф.-м.н., научный руководитель лаборатории - акад. Акуличев Виктор Анатольевич, зав. лабораторией - д.ф.-м.н. Буланов Владимир Алексеевич

Важнейшие результаты исследований

Разработаны новые акустические методы зондирования толщи океана с высоким пространственным разрешением, основанные на эффектах нелинейной акустики. На примерах акустического зондирования внутренних волн, газовых факелов и планктона показана возможность оперативного мониторинга структуры неоднородностей в океанской среде, особенно в районах с резкими фронтами, что дает новый инструмент для океанологических исследований в подобных районах.

Получены новые экспериментальные данные о динамике и структуре звукорассеивающих слоев в различных районах океана, включая данные об особенностях распределения планктона на шельфе и в глубоких районах дальневосточных и арктических морей - Японском, Охотском, Чукотском, Восточно-Сибирском. Выявлены новые особенности в структуре пузырьковых облаков в верхнем слое моря, образующихся при обрушении ветровых волн и их вовлечении в водную толщу, показана возможность проведения оценок газообмена через поверхность при различных состояниях моря с применением акустических методов. Показано, что вовлечение воздушных пузырьковых потоков наблюдается при сильном волнении до 15-20 метров, а в условиях мелкого залива – до дна. Полученные данные показали, что при таких условиях газообмен через поверхность резко возрастает и физические свойства воды сильно изменяются – резко усиливается нелинейность воды, возникает аномально сильное поглощение звука, увеличивается сжимаемость воды, возникает аномально сильное рассеяние акустических и оптических волн.

Разработаны теоретические модели и выявлены взаимосвязи указанных акустических характеристик с спектральным составом пузырьковых облаков и их пространственной структурой.

Важнейшие результаты интеллектуальной деятельности (РИД)

• В.А.Буланов, И.В.Корсков, П.Н. Попов Устройство для изучения структуры морской воды. Пат. RU 153282 U1, Заявка: 2015105570/28 от 18.02.2015, опубл. 10.07.2015 Бюл. № 19
• В.А.Буланов, И.В.Корсков, П.Н. Попов/ Метод определения нелинейного акустического параметра жидкостей и устройство для его осуществления. Пат. 2532143 С1 Российская федерация/ 2013130643, опубл. 27.10.2014, бюл. №30
• В.А.Буланов, И.В.Корсков, П.Н. Попов Параметрический многочастотный эхолокатор. Пат. 146020 U1 Российская федерация, 2014128174, опубл. 27.09.2014, Б.И. №27
• Пат. 108642 Российская Федерация МПК G01S15/00. Система многочастотного акустического зондирования/И.В.Корсков, В.А.Буланов. ТОИ ДВО РАН, заявл. 07.06.2011, опубл. 20.09.11 Бюл. №26.
• Пат. 101202 Российская Федерация МПК G01S15/00. Система многочастотного акустического зондирования/И.В.Корсков, В.А.Буланов. ТОИ ДВО РАН, заявл. 18.06.2010, опубл. 10.01.11 Бюл. №1.

Основные публикации

1. Буланов В.А., Корсков И.В., Попов П.Н. Измерения нелинейного акустического параметра морской воды с применением устройства, использующего отраженные импульсы // Приборы и техника эксперимента. 2017. №3. c. 114-118
2. Акуличев В. А., Буланов В. А., Стороженко А. В. Акустические исследования зоопланктона в Японском море и восточной Арктике // Доклады Академии наук, 2016, том 470, № 2, с.219-222
3. Буланов В.А., Корсков И.В., Попов П.Н., Стороженко А.В. Исследования рассеяния и затухания звука, акустической нелинейности и кавитационной прочности морской воды в приповерхностном слое моря // Подводные исследования и робототехника. 2016. № 2 (22), с.56-66
4. Bulanov V.A., Korskov I.V., Popov P.N., Storozhenko A.V. Researches of sound scattering in the sea using the inverted echo sounder // Proceedings of Meetings on Acoustic, 2015. Vol.24.  070013. 6 p . http://dx.doi.org/10.1121/2.0000140
5. Bulanov V.A., Storozhenko A.V. Acoustic assessment of plankton distribution in upper layers of the sea // Proceedings of Meetings on Acoustic (5th PRUAC - Acoustical Society of America, 2015), Vol.24.  005006. 7 p . http://dx.doi.org/10.1121/2.0000161
6. Буланов В.А. "О нелинейных акустических характеристиках кристаллизующейся жидкости" // Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2014. № 5. c. 145310-1 - 145310-7; http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2014/5/145310
7. Акуличев В.А., Буланов В.А. Влияние микронеоднородностей на акустические характеристики морской среды. Океанологические исследования Дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана. В двух книгах. Книга 2. Гл. ред. Акад. В.А.Акуличев. Владивосток. Дальнаука. 2013. c. 305-327
8. Акуличев В.А., Буланов В.А., Корсков И.В., Стороженко А.В. Мониторинг экологического состояния акваторий с применением акустического зондирования // Подводные исследования и робототехника. 2012. № 2 (14). С.43-55.
9. Акуличев В.А., Буланов В.А., Стороженко А.В. Оценка распределения планктона в океане методом акустического зондирования // Доклады Академии наук. 2011, т.438, №2, с.267-270
10. Акуличев В.А., Бугаева Л.К., Моргунов Ю.Н., Соловьев А.А. Влияние теплого антициклонического вихря на распространение звука в северо-западной части Тихого океана // Доклады АН, 2011, Т.441, №6
11. Буланов В.А., Корсков И.В. "Система многочастотного акустического зондирования с временным разделением частот" // Приборы и техника эксперимента. 2009. №3, с.120-122
12. Акуличев В.А., Бугаева Л.К., Моргунов Ю.Н., Половинка Ю.А., Соловьев А.А. Влияние синоптического вихря на распространение акустических сигналов в северо-западной части Тихого океана // Подводные исследования и робототехника 2009, №1(7), С. 40-56.
13. Буланов В.А., Боровой Д.И., Жукова Е.А., Корсков И.В., Попов П.Н. Исследования рассеяния звука на мелкомасштабных неоднородностях вдоль трасс в заливе Петра Великого // Современное состояние и тенденции изменения природной среды залива Петра Великого Японского моря / Отв. ред. А.С. Астахов, В.Б. Лобанов. – М.: ГЕОС, 2008. – 442 с., С.384-397
14. Акуличев В.А., Буланов В.А. "Исследования неоднородностей морской среды методами акустического зондирования" / В кн. Дальневосточные моря России: в 4 кн./ Гл.ред. акад. В.А. Акуличев. Кн.4. Физические методы исследования/ отв.ред. Г.И.Долгих. –М.: Наука 2007, с.129-231

Направления исследований лаборатории:

Исследования лаборатории сосредоточены двух направлениях:

  • Распространение звука, руководитель академик В.А. Акуличев 

Изучение распространения звука в океане, включая шельфовые зоны. Выявление взаимосвязи параметров акустического поля с характеристиками разномасштабных неоднородностей морской среды. Создание моделей и проведение численного моделирования распространения звука в подводном звуковом канале (ПЗК) различного типа, включая ПЗК, характерные для дальневосточных морей России. Проведение экспериментальных исследований распространения звука и акустического зондирования на основе рассеяния звука на шельфе и в переходной зоне от шельфа к глубокому морю. Применение численного моделирования в совокупности с данными распространения звука и акустического зондирования для решения обратных задач восстановления структуры разномасштабных неоднородностей в океане.

  • Физическая акустика, руководитель д.ф.-м.н. В.А. Буланов

Изучение акустических характеристик и структуры микронеоднородных жидкостей. Разработка новых методов нелинейной нестационарной акустической спектроскопии и методов решения обратных задач при нелинейном взаимодействии звука с микронеоднородностями различной природы (газовые и паровые пузырьки, центры кристаллизации, твердые частицы в виде взвесей, эмульсионные капли других жидкостей, турбулентность, "мягкие" частицы в виде зоо и фитопланктона, частиц микропластика и других объектов  малых и сверхмалых размеров). Проведение методами акустического зондирования экспериментальных исследований мелкомасштабных неоднородностей в деятельном слое океана, включая исследования в верхнем слое в дальневосточные морях России. 

Основные темы исследований:

  • Акустические исследования структуры и пространственного распределения неоднородностей различных масштабов и динамические процессы в деятельном слое океана.
  • Численное моделирование дальнего распространения звука через крупномасштабные неоднородности в океане
  • Исследование нелинейного взаимодействия звука с различными фазовыми включениями в морской воде.
  • Разработка методов нелинейной нестационарной акустической спектроскопии с применением остронаправленных параметрических излучающих систем

Состав лаборатории:

  • Буланов Владимир Алексеевич - д.ф.-м.н., заведующий лабораторией
  • Корсков Игорь Владимирович – с.н.с., к.ф.-м.н.
  • Соловьев Александр Алексеевич – с.н.с., к.ф.-м.н.
  • Попов Пётр Николаевич - с.н.с., к.ф.-м.н.
  • Дюльдина Наталья Игоревна – н.с., к.ф.-м.н.
  • Бугаева Любовь Константиновна – н.с.
  • Стороженко Андрей Викторович – н.с.
  • Левушкин Олег Викторович – вед.инж.

Страницы сотрудников