Experimental and numerical investigation of sound emission and scattering of shells in water

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Methods for studying the characteristics of sound waves emitted and scattered by shells in an aqueous medium in a low frequency range are presented. The results of comparing these characteristics obtained by numerical modeling and measurements in an open water area are shown. The experimental study was carried out using the original methodology, and the calculations were carried out using the author's software. The results obtained allow us to better understand the mechanism of sound emission and scattering in water and optimize the design of shells for various applications.

Sobre autores

A. Ivanenkov

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

Email: mikesalin@ipfran.ru
Uljanov st. 46, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

N. Kutuzov

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

Email: mikesalin@ipfran.ru
Uljanov st. 46, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

O. Potapov

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

Email: mikesalin@ipfran.ru
Uljanov st. 46, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

A. Rodionov

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

Email: mikesalin@ipfran.ru
Uljanov st. 46, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

M. Salin

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

Email: mikesalin@ipfran.ru
Uljanov st. 46, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

I. Usacheva

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

Autor responsável pela correspondência
Email: mikesalin@ipfran.ru
Uljanov st. 46, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

Bibliografia

  1. Crighton D.G. The 1988 Rayleigh medal lecture: fluid loading — the interaction between sound and vibration // J. Sound Vibr. 1989. V. 133. No l. P. 1–27.
  2. Шендеров Е.Л. Анализ методов расчета звуковых полей, рассеянных цилиндрическими оболочками // Научно-технический сборник “Гидроакустика”. 2002. Т. 3. С. 49–80.
  3. Waterman P.C. T-matrix methods in acoustic scattering // J. Acoust. Soc. Am. 2009. V. 125. P. 42–51.
  4. Ионов А.В., Майоров В.С. Гидролокационные характеристики подводных объектов. Санкт-Петербург: ЦНИИ им. А.Н. Крылова, 2011. 325 с.
  5. Yang Zhang, Qiang Gui, Yuzheng Yang, Wei Li. A Study of Combined Graphical Acoustic Computing and the Depth Peeling Technique on Acoustic Backscattering of Multiple-Layered Structures // J. Marine Science and Engineering, 2023. V. 11. Art. No 1801. https://doi.org/10.3390/jmse11091801
  6. Wilkes D., Duncan A., and Marburg S. A parallel and broadband Helmholtz FMBEM model for large-scale target strength modeling // J. Theoretical and Computational Acoustics. 2020. V. 28. № 3. 2050001.
  7. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. 318 с. (Ориг. Zienkiewicz O.C., Morgan K. Finite elements and approximation. A Wiley-Interscience Publicaton, John Wiley & Sons, New York, 1983.)
  8. Hutton D.V. Fundamentals of Finite Element Analysis. New York: McGraw-Hill Compa-nies, 2004. 505 p.
  9. Suvorov A., Korotin P., Sokov E. Finite Element Method for Simulating Noise Emisson Generated by Inhogeneties of Bodies Moving in a Turbulent Fluid Flow // Acoust. Phys. 2018. V. 64. № 6. P. 778–788.
  10. Скобельцын С.А., Пешков Н.Ю. Рассеяние звука неоднородным упругим эллиптическим цилиндром в акустическом полупространстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 7. С. 183–200.
  11. Salin M.B., Smirnov S.A., Suvorov A.S., Usacheva I.A., V’yushkina I.A. Integral Absorbing Boundary Conditions Optimized for Modelling of Acoustic Radiation of Elongated Bodies // J. Applied Mathematics. V. 2022. Art. ID 9524376. 10 p. https://doi.org/10.1155/2022/9524376
  12. Коняев Д.А., Делицын А.Л. Метод конечных элементов с учетом парциальных условий излучения для задачи дифракции на рассеивателях сложной структуры // Математическое моделирование. 2014. Т. 26. № 8. С. 48–64.
  13. Коротин П.И., Лебедев А.В. Излучение звука неоднородными механическими системами // Виброакустические поля сложных объектов и их диагностика. Сб. науч. тр. ИПФ АН СССР. Горький, 1989. С. 8–34.
  14. Суворов А.С., Артельный В.В., Артельный П.В., Вьюшкина И.А., Коротин П.И., Шлемов Ю.Ф. Верификация численной модели в задаче исследования характеристик направленности звукового излучения неоднородных оболочек // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 2. С. 266–272.
  15. Годзиашвили Г.Ю. Определение полей отражений по измерениям в ближней зоне // Труды X всероссийской конференции “Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики”. Спб.: Наука, 2010. С. 386–389.
  16. Homm A., Ehrlich J., Peine H., Wiesner H. Experimental and Numerical Investigation of a Complex Submerged Structure. Part II: Sound Radiation // Acta Acustica united with Acustica. 2003. V. 89. P. 71–77.
  17. Бармак А.С., Коротин П.И., Слижов А.Б., Турчин В.И., Чащин А.С. Комплекс измерения параметров гидроакустического поля СИ ГАП “Нева ИПФ” // Морская радиоэлектроника. 2011. Т. 35. № 1. С. 20–24.
  18. Зверев В.А. Обращение волнового фронта для снижения влияния многолучевости на результат активной локации // Акуст. журн. 2003. Т. 49. № 6. С. 814–819.
  19. Салин М.Б., Соков Е.М., Суворов А.С. Расчет бистатической силы цели сложных многорезонансных оболочек методом конечных элементов // Акуст. журн. 2011. Т. 57. № 5. С. 709–716.
  20. Li W., Chai Y., Zhang Q., Ji R. Vibration and radiation from underwater structure in shallow water // Proc. of OCEANS 2016. Shanghai, 2016, Apr 10. P. 1–5.
  21. Suvorov A.S., Sevriukov O.F., Zaitseva S.G. etc. Highperformance CATEC software for computational acoustics // J. Applied Mathematics and Physics. 2023. V. 11. P. 2515-2522. https://doi.org/10.4236/jamp.2023.118162
  22. Севрюков O., Соков E., Суворов A. и др. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2022663702 “САТЕС ДК”, 2022.
  23. Van Trees H.L. Detection, Estimation, and Modulation Theory. Part IV. Optimum Array Processing. New York, Wiley, 2002.
  24. Турчин В.И. Введение в современную теорию оценки параметров сигналов. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2005. 116 с.
  25. Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978.
  26. Zhang Ting, Yang T.C. and Xu Wen. Channel distortion on target scattering amplitude in shallow water // J. Acoust. Soc. Am. 2019. V. 146. № 6. EL470-EL476.
  27. Krim H., Viberg M. Two decades of array signal processing research: the parametric approach // IEEE Signal Processing Magazine. 1996. V. 13. № 4. P. 67–94.
  28. Зверев В.А., Коротин П.И., Матвеев А.Л., Митюгов В.В., Орлов Д.А., Салин Б.М., Турчин В.И. Экспериментальные исследования дифракции звука на движущихся неоднородностях в мелководных условиях // Акуст. журн. 2001. Т. 47. № 2. С. 227–237.
  29. Салин Б.М., Коморская О.Н., Салин М.Б. Ближнепольное измерение характеристик рассеяния движущегося объекта, основанное на доплеровской фильтрации сигнала // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 6. С. 802–812.
  30. Суворов А.С., Соков Е.М., Артельный П.В. Численное моделирование излучения звука с использованием акустических контактных элементов // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 6. С. 663–672.
  31. Салин М.Б., Соков Е.М., Суворов А.С. Численный метод исследования акустических характеристик сложных упругих систем на основе суперэлементов и аналитических граничных условий // Научно-технический сборник “Гидроакустика”, 2011. Вып. 14. № 2. С. 36–56.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».