Physical Modeling of the Method of Coherent Probing of Low-Contrast Bottom Layers in a Laboratory Pool

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Under laboratory conditions, experimental verification of the developed algorithms for the reconstruction of low-contrast bottom layers during their coherent sensing was carried out. The algorithms use parametric models for generating signals reflected from a layered half-space in the form of a set of elastic layers. To solve the problem at the Department of Acoustics of Nizhny Novgorod State University named after. N. I. Lobachevsky created an experimental setup for the formation, emission and reception of high-resolution sound pulses reflected from a set of elastic layers placed in a pool of water. The experimental study showed the possibility of using the coherent sensing method for layered media with relatively similar acoustic parameters. As a result of processing the data obtained during the experiment in a laboratory pool, good agreement was shown between the developed computational model of the reflection of sounding acoustic pulse signals from a layered bottom and physical modeling data. It is shown that based on the analysis of the plane of geoacoustic parameters of a specific problem using the developed numerical model, the capabilities of a promising method for coherent diagnostics of low-contrast bottom layers can be assessed.

About the authors

V. I. Kalinina

Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; Lobachevsky Nizhny Novgorod State University

Author for correspondence.
Email: v.kalinina@ipfran.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod; Nizhny Novgorod

P. N. Vyugin

Lobachevsky Nizhny Novgorod State University

Email: v.kalinina@ipfran.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

I. A. Kapustin

Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; Lobachevsky Nizhny Novgorod State University

Email: v.kalinina@ipfran.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod; Nizhny Novgorod

References

  1. Лебедев А. В., Малеханов А. И. Когерентная сейсмоакустика // Известия вузов. Радиофизика. 2003. Т. 46. № 7. С. 579−597.
  2. Лазарев В. А., Малеханов А. И., Мерклин Л. Р., Романова В. И., Стромков А. А., Таланов В. И., Хилько А. И. Экспериментальное исследование возможностей сейсмоакустического зондирования морского дна когерентными импульсными сигналами // Акуст. журн. 2012. Т. 58. № 2. С. 227−236.
  3. Лазарев В. А., Малеханов А. И., Мерклин Л. Р., Романова В. И., Таланов В. И., Хилько А. И. Когерентное сейсмоакустическое профилирование морского дна с использованием широкополосных сигналов // Океанология. 2013. Т. 53. № 6. С. 843−850. https://doi.org/10.7868/S0030157413050079
  4. Авербах В. С., Коньков А. И., Лебедев А. В., Малеханов А. И., Манаков С.А., Таланов В.И. Методы когерентной инженерной сейсморазведки в ИПФ РАН // Технологии сейсморазведки. 2015. № 2. С. 119−123. https://doi.org/10.18303/1813-4254-2015-2-119-123
  5. Калинина В. И., Смирнов И. П., Малеханов А. И., Хилько А. И. Когерентная морская сейсмоакустика: новые подходы к реконструкции структуры донных слоев в шельфовых акваториях // Известия РАН. Сер. Физ. 2017. Т. 81. № 8. С. 1020−1027. https://doi.org/10.7868/S0367676517080038
  6. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1986. 512 с.
  7. Калинина В. И., Смирнов И. П., Хилько А. И., Малеханов А. И. Сравнительный анализ помехоустойчивости алгоритмов реконструкции геоакустических параметров морского дна методом когерентного зондирования // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 4. С. 395−412. https://doi.org/10.31857/S0320791921040031
  8. Сейсморазведка. Справочник геофизика / Под ред. Гурвича И.И., Номоконова В.П. М.: Недра, 1981. 464 с.
  9. Бреховских Л. М., Лысанов Ю. П. Теоретические основы акустики океана. М.: Наука, 2007. 370 с.
  10. Урик Р. Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостро-ение, 1980. 448 с.
  11. Harris F. On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform // Proc. of the IEEE. 1978. V. 66. № 1. P. 51–83. https://doi.org/10.1109/PROC.1978.10837
  12. Jenserud T., Ivansson S. Measurements and Modeling of Effects of Out-of-Plane Reverberation on the Power Delay Profile for Underwater Acoustic Channels // IEEE J. of Oceanic Engineering. 2015. V. 40. № 4. P. 807−821. https://doi.org/10.1109/JOE.2015.2475675

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences