<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">hydrophysics</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Фундаментальная и прикладная гидрофизика</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Fundamental and Applied Hydrophysics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2073-6673</issn><issn pub-type="epub">2782-5221</issn><publisher><publisher-name>St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.7868/S2073667321020040</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">hydrophysics-77</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INTERACTION OF MARINE OBJECTS*, OCEAN‏ AND ‏ATMOSPHERE</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Вибрационная волна на поверхности воды: параметрическое возбуждение и радиолокационное наблюдение</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The Vibration Wave on the Water Surface: Parametric Excitation and Radar Observation</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Переслегин</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Pereslegin</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>117997, Нахимовский пр., д. 36, г. Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>117997, Nahimovsky Pr., 36, Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">pereslegsv@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Левченко</surname><given-names>Д. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Levchenko</surname><given-names>D. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>117997, Нахимовский пр., д. 36, г. Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>117997, Nahimovsky Pr., 36, Moscow</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Карпов</surname><given-names>И. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Karpov</surname><given-names>I. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>117997, Нахимовский пр., д. 36, г. Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>117997, Nahimovsky Pr., 36, Moscow</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Shirshov Institute of Oceanology of RAS<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>11</month><year>2021</year></pub-date><volume>14</volume><issue>2</issue><fpage>39</fpage><lpage>53</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Переслегин С.В., Левченко Д.Г., Карпов И.О., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Переслегин С.В., Левченко Д.Г., Карпов И.О.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Pereslegin S.V., Levchenko D.G., Karpov I.O.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/77">https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/77</self-uri><abstract><p>Задача о возбуждении волн на поверхности воды от неподвижного осциллирующего подводного источника рассматривается в связи с проблемой дистанционного обнаружения таких источников. Показано, что затухание импульса низкочастотного источника с глубиной может в значительной степени компенсироваться усилением параметрически возбуждаемой поверхностной волны гравитационно-капиллярного (ГК) диапазона, причём ширина области возбуждения возрастает при увеличении амплитуды вибрационной мембраны. Согласно имеющейся модели, учёт вязкости приводит к оценке порога возбуждения порядка ξ0 ~ 10–2см по амплитуде поверхностной (возбуждающей) волны, и этот порог максимален в центре ГК области, при длине возбуждаемой ГК волны L0 = 1.74 см. Сама же область возбуждения перемещается по спектру в соответствии с частотой вибратора, и наиболее эффективен случай удвоенной частоты вибратора по отношению к частоте возбуждаемой волны F0 = 13.5 Гц. Полученные модельные результаты важны для задач, связанных с радиолокацией морской поверхности. Для их проверки создана лабораторная экспериментальная установка и проведены измерения рассеяния электромагнитных волн сантиметрового диапазона от области кольцевых бегущих волн, возбуждаемых вокруг пятна над вибрирующей мембраной, где возникают стоячие волны («рябь Фарадея»). Осциллограммы и спектры на выходе фазового детектора радара, работающего в режиме диффузно-резонансного (брэгговского) рассеяния, были получены и сравнивались для двух типов вибраторов — приповерхностного и донного, и эти исследования будут продолжены. Продемонстрированы перспективы использования изучаемого эффекта для обнаружения источников низкочастотных волн сейсмического происхождения и их радиолокационного мониторинга.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The problem of wave excitation on the water surface from a stationary oscillating underwater source is considered in connection with the problem of remote detection of such sources. It is shown that the attenuation of the pulse of the source with depth can be largely compensated by the waves parametric excitation of the gravitational-capillary range, that is important for radar sensing of sea surface. Threshold generating the amplitude of surface wave ξ0 ~ 10–2 сm, according to the model. The maximum amplitude is in the center of the gravitational-capillary region at the length of the generating gravitational-capillary wave L0 = 1.74 сm. The generating region shifts when the frequency of the vibrator changes, and the most effective case is when the frequency of the vibrator is doubled in relation to the frequency of the excited wave F0 =13.5 Hz. The obtained model results are important for problems related to sea surface radar. A laboratory experimental installation has been created, the measurements of electromagnetic waves scattering from the area of circular waves around the vibrating membrane (“Faraday ripples”) are conducted. Perspectives of these effects using for detect of low-frequency seismic sources, and its radar monitoring.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>донный вибратор</kwd><kwd>гравитационно-капиллярные поверхностные волны</kwd><kwd>дисперсионное соотношение</kwd><kwd>параметрическое возбуждение</kwd><kwd>резонансное радиолокационное рассеяние</kwd><kwd>имитационная лабораторная установка</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>bottom vibrator</kwd><kwd>gravity-capillary surface waves</kwd><kwd>dispersion relation</kwd><kwd>parametric excitation</kwd><kwd>resonant radar scattering</kwd><kwd>simulation laboratory setup</kwd></kwd-group><funding-group xml:lang="ru"><funding-statement>Работа выполнена в ИО РАН в рамках государственного задания по теме № 128-2021-0003.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дьяков Ю.П., Есипов И.Б., Ляпин К.К., Наугольных К.А., Поздняков Н.И., Соколов В.И. Когерентное комбинационное отражение электромагнитных волн от взволнованной границы раздела двух сред при воздействии на неё акустического излучения // Акустический журнал. 1986. Т. ХХХII, вып. 3. С. 334–339.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dyakov Yu.P., Esipov I.B., Lyapin K.K., Naugolny K.A., Pozdnyakov N.I., Sokolov V.I. Coherent Raman reflection of electromagnetic waves from the excited interface of two environment when exposed to acoustic radiation. Soviet Physics, Acoustics. 1986, 3, 334–339.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушаков И.Е., Шишкин И.Ф. Радиолокационное зондирование морской поверхности. М.: Татьянин день, 1997. 263 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ushakov I.E., Shishkin I.F. Radar sensing of the sea surface M., Tatyana Day, 1997. 263 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернсайд Дж.Х., Браво Х.Е., Наугольных К.А., Фукс И.М. Воздействие подводного звука и поверхностного волнения на рассеяние лазерного излучения // Акустический журнал. 2008. Т. 54, № 2. С. 244–250.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chuгnside J.H., Bravo H.E., Naugolnykh K.A., Fuks I.M. Effects of Underwater Sound and Surface Ripples on Scattered Laser Light. Acoustical Physics. 2008, 54, 2, 204–209.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Soloviev A., Gilman M., Young K., Brusch S., Lehner S. Sonar measurements in ship wakes simultaneous with TerraSAR-X overpasses // IEEE Trans. on GRS. 2010. V. 48, № 2. P. 841–851. doi: 10.1109/TGRS.2009.2032053</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Soloviev A., Gilman M., Young K., Brush S., Lehner S. Sonar Measures in Ship Wakes Simultaneous with TerraSAR-X Overpasses. IEEE Trans. OH GRS. b.48, No. 2, Febr. 2010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. М.: Наука, 1972. 424 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bass F.G., Fuchs I.M. Scattered wave on statistical soil/Ed. M., Nauka, 1972. 424 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Часть II. Многократное рассеяние, турбулентность, шероховатые поверхности и дистанционное зондирование. М.: Мир, 1981. 317 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ishimar A. Distribution and scattering of wave in slutain-non-daily environments. Part II. Multiple viewing, turbulence, roughness and remote sensing/Ed. M., Mir, 1981. 317 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Китайгородский С.А. Физика взаимодействия атмосферы и океана. Л.: ГМИ, 1970. 284 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kitaigorodsky S.A. Physical ocean-atmosphere interaction. L., GMI, 1970. 284 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Переслегин С.В. Связь СВЧ рассеяния от морской поверхности с пространственно-временными характеристиками развитого волнения // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975. Т. 11, № 5. С. 481–490.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pereslegin S.V. The microwave connection is scattered from the sea surface with the common-time characteristics of the branched wave. Izvestia Academy of Sciences of the USSR, Atmospheric and Oceanic Physics. 1975, 11(5), 481–490.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ричардсон Э. Динамика реальных жидкостей. М.: МИР, 1965. 328 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Richardson E. Dynamics of real fluids. M., MIR, 1965. 328 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973. 495 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Isakovich M.A. General Acoustics. M., Nauka, 1973. 495 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пелиновский Е.Н. Гидродинамика волн цунами. Н-Новгород: ИПФ РАН, 1996. 276 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pelinovsky E.N. Tsunami waves hydrodynamics. Nizhniy Novgorod, IPF RAN, 1996. 276 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: Наука, 1984. 560 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rabinovich M.I., Trubetskov D.I. Introduction to the theory of oscillation and waves. M., Nauka, 1984. 560 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Левин Б.В., Носов М.А. Физика цунами и родственных явлений в океане. М.: Янус-К, 2005. 360 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Levin B.V., Nosov M.A. Physical tsunami and related phenomena in the ocean. M., Yanus-K, 2005. 360 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Калиниченко В.А., Нестеров С.В., Секерж-Зенькович С.Я., Чайковский А.А. Экспериментальное исследование поверхностных волн при резонансе Фарадея // Изв. РАН, Механика жидкости и газа. 1995. № 1. С. 122–129.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kalinichenko V.A., Nesterov S.V., Sekerz-Zen’kovich S.Y. et al. Experimental study of surface waves with Faraday resonance excitation. Fluid Dyn. 1995, 30, 101–106. doi: 10.1007/BF02029933</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Москва: Радио и связь, 1977, 512 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gonorovsky I.S. Radio engineering circuits and signals. Moscow, Radio and Svyaz, 1977. 512 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Халиков З.А., Переслегин С.В., Куликов Е.А. Модель космического панорамного радиовысотомера: отображение поля развивающейся волны цунами в двухпозиционном квазизеркальном радаре // ХХХ Симпозиум по радиолокационному зондированию природных сред. СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2017. 9 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khalikov Z.A., Pereslegin S.V., Kulikov E.A. Model of a space panoramic radio camera: an armored field developing tsunami waves in a bivalve quasi-mirror radar. XXX Symposium on radar sensing of prerogative means. SPb., A.F. Mozhaysky, 2017.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Переслегин С.В., Карпов И.О., Халиков З.А., Ермаков Р.В., Мусинянц Т.Г. Формирование скоростных радиолокационных изображений морской поверхности со стационарных, авиационных и космических носителей // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2019. Т. 12, № 1. С. 21–29. doi: 10.7868/S2073667319010039</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pereslegin S.V., Karpov I.O., Khalikov Z.A., Ermakov R.V., Mussiniants T.G. The forming of sea surface velocity images from stationary, airborne and spaceborne platforms. Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika. 2019, 12, 1, 21–29. doi: 10.7868/S2073667319010039</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Переслегин С.В., Халиков З.А., Карпов И.О. Модель формирования полей ветровых и внутренних волн в ИРСА с продольной антенной базой // XXХI Симпозиум по РЛ зондированию природных сред. СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2019. 10 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pereslegin S.V., Khalikov Z.A., Karpov I.O. Model for the formation of wind and internal wave fields in IRSA with a longitudinal antenna base. XXXI Symposium on Radar Sensing of Natural Media. 2019, St. Petersburg, AAGB named after A.F. Mozhaisky, p. 10.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shi-Jian Zhu, Xue Weng, Hong-Liang Dai, Vi-Ming Fu, Yi-Qi Mao. Acoustic and Vibration Control for an Underwater Structure under Mechanical Excitation // Shock and Vibration. 2014. V. 2014. Article ID385264. 17 p. doi: 10.1155/2014/385264</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shi-Jian Zhu, Xue Weng, Hong-Liang Dai, Vi-Ming Fu, Yi-Qi Mao. Acoustic and Vibration Control for an Underwater Structure under Mechanical Excitation. Shock and Vibration. 2014, Article ID385264, 17 p. doi: 10.1155/2014/385264</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Merz S., Kinns R., Kessissologlou N. Structural and Acoustic Responses of a Submarine Hull due to Propeller Forces // Journal of Sound and Vibration. 2009. V. 325, N1–2. P. 266–286. doi: 10.1016/j.jsv.2009.03.011</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Merz S., Kinns R., Kessissologlou N. Structural and acoustic responses of a submarine hull due to propeller forces. Journal of Sound and Vibration. 2009, 325, 1–2, 266–286. doi: 10.1016/j.jsv.2009.03.011</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Caresta M., Kessissologlou N.J. Acoustic signature of a submarine hull under harmonic excitation // Applied Acoustics. 2010. V. 71, N1. P. 17–31. doi: 10.1016/j.apacoust.2009.07.008</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Caresta M., Kessissologlou N.J. Acoustic signature of a submarine hull under harmonic excitation. Applied Acoustics. 2010, 71, 1, 17–31. doi: 10.1016/j.apacoust.2009.07.008</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Matsumoto H., Kimura T., Nishida S., Machida Y., Araki E. Experimental evidence characterizing pressure fluctuations at the seafloor-water interface induced by an earthquake // Sci Rep. 2018. Nov 6;8(1):16406. doi: 10.1038/s41598–018–34578–2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Matsumoto H., Kimura T., Nishida S., Machida Y., Araki E. Experimental evidence characterizing pressure fluctuations at the seafloor-water interface induced by an earthquake. Sci Rep. 2018, Nov 6; 8(1):16406. doi: 10.1038/s41598–018–34578–2</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
