Когерентное акустическое зондирование узкополосными импульсными сигналами как инструмент для исследования природных водоемов

• Автор: Паньков, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение
Актуальность темы
Цели задачи работы
Методы исследования
Научная новизна
Научная и практическая значимость работы
Апробация работы
Содержание диссертации
Основные положения, выносимые на защиту
Структура и объём работы
1 Формулировка проблемы
1.1 Озеро Байкал и гидродинамические процессы, протекающие в

1.2 Акустические методы
1.3 Измерение времени распространения акустического сигнала, скорости течения и средней температуры
1.4 Измерение дисперсии затухания звука в воде
1.5 Измерение вариаций скорости течения, времени прихода сигната и его амплитуды
2 Теоретические основы используемых экспериментальных методов
2.1 Измерение скорости течения и температуры
2.2 Влияние дисперсии потерь на амплитудно-модулированный сигнал
2.3 Методика обработки принятого сигнала
2.4 Источники ошибок при измерениях на встречных
акустических сигналах
2.4.1 Стационарность среды

2.4.2 Многолучёвость
2.4.3 Движение принимающих и излучающих гидрофонов
2.4.4 Рефракция лучей из-за градиетна температуры
2.4.5 Расхождение лучей из-за скорости сдвига
2.4.6 Влияние неоднородностей среды
2.4.7 Дополнительные замечания к оценке влияния неоднородностей среды
2.4.8 Абсолютная ошибка при измерении скорости связанная с ФЧХ гидрофонов
3 Экспериментальные исследования возможностей акустического зондирования в озере Байкал
3.1 Эксперимент 2007 года
3.1.1 Экспериментальная установка
3.1.2 Зондирующий сигнал и рабочие частоты
3.1.3 Порядок проведения эксперимента
3.1.4 Собранные данные
3.2 Результаты эксперимента 2007 года
3.3 Эксперимент 2009 года
3.3.1 Экспериментальная установка
3.3.2 Зондирующий сигнал и рабочие частоты
3.3.3 Порядок проведения эксперимента
3.3.4 Собранные данные
3.4 Алгоритмы обработки данных, оценки амплитуды, фазы и ширины лепестка
4 Результаты обработки экспериментальных данных
4.1 Акустические и аппаратурные шумы
4.1.1 Спектр шума
4.1.2 Динамика среднего квадратичного отклонения мощности шума
4.2 Результаты анализа данных 2007 года
4.3 Результаты зондирования в горизонтальной конфигурации в 2009 году
4.4 Анализ предположения о влиянии льда на наблюдаемые
эффекты
5 Возможное объяснение наблюдаемого эффекта частотной
зависимости затухания звука в байкальской воде
5.1 Линейные колебания пузырька
5.2 Затухание и дисперсия звука в воде с пузырьками
5.3 Качественная оценка резонансных эффектов связанных с пузырьками
Заключение
Благодарности
Список литературы

года в горизонтальной конфигурации - 0.172 Гц), т - масса гидрофона, /{со) - внешняя колебательная сила, воздействующая на гидрофон с частотой ю.
В результате система будет осциллировать с амплитудой
Если теперь рассмотреть относительное движение приёмного и передающего гидрофонов, то изменения расстояний будут независимыми, в случае если масштабы воздействия меньше расстояния между приёмником и передатчиком; данная ситуация может наблюдаться в случае воздействия конвективных потоков. В случае, если движение обусловленно внутренними или поверхностными волнами (т.е. явлениями достаточно больших масштабов), колебания передающего и принимающего гидрофонов уже не будут независимыми, поэтому:
В данных формулах собственные частоты колебаний принимающих и передающих гидрофонов приняты одинаковыми, поскольку они размещались на одной глубине. Но, учитывая разницу уровней подвеса наиболее тяжёлых частей (предусилителя у принимающего гидрофона и усилителя мощности у передающего), эти частоты также будут немного отличаться. В случае независимых сил, также в формулах необходимо добавить индексы к /{со).
/(а)
(2.35)
И движение будет описываться функцией: х(г) = А(со) зіп(соґ + <р0 - ср(со))
(2.36)
(2.37)
(2.38)
(2.39)