В декабре 2003 г. с борта НИС «Академик Сергей Вавилов» был выполнен гидрологический разрез через пролив Дрейка от острова Кинг Джордж до Огненной Земли с помощью CTD-профилографа SBE 911 и погружаемого доплеровского измерителя течений (LADCP). Всего было выполнено 25 станций с измерениями от поверхности до дна. Геострофический перенос вод Антарктическим циркумполярным течением от поверхности до дна составил 111 Св (1 Св = 10⁶ м³/с). Перенос до отсчетной поверхности 3000 дбар составил 97 Св. Эти величины близки к наименьшим значениям переноса через пролив Дрейка по данным с 1975 г. Произведено сопоставление геострофический скоростей течений со скоростями по измерениям LADCP и судового ADCP.

Обсуждаются данные дистанционных (спутниковых) и контактных наблюдений, направленных на изучение субмезомасштабных динамических процессов и явлений в Белом море, связанных с внутренними волнами, вихрями и фронтальными разделами. На основании многолетнего комплексного мониторинга выявлено широкое распространение короткопериодных внутренних волн на акватории Белого моря и получены их статистические характеристики. Построены карты распределения характеристик субмезомасштабных вихрей на акватории Белого моря. На основе статистического анализа выделены районы вихревой активности, которые оказались близки к зонам гидрологических фронтов. Приведены результаты обработки спутниковой информации, включающие в себя статистическое описание среднего градиента поверхностной температуры и характеристик выделенных фронтальных разделов Белого моря в месячном и декадном разрешении. Наблюдения в районах с выраженной стратификацией выявили сильную динамику вихревых образований в поверхностном слое и значимую изменчивость характеристик и положения фронтальных зон в приливном потоке над неровностями рельефа дна. Результаты проведенных в Белом море исследований показали, что для установления закономерностей субмезомасштабной изменчивости гидрофизических полей под влиянием приливного потока необходимо совместное использование спутниковых и контактных наблюдений в сочетании с модельным физико-математическим подходом. Намечены направления ближайших исследований.

Рассматривается механизм возникновения автоколебаний подъемно-мачтовых устройств, связанный с их нелинейными гидродинамическими характеристиками, а также воздействие на эту автоколебательную систему внешних периодических сил, обусловленных срывом вихрей по типу дорожки Кармана. Приведены уравнения колебаний подъемно-мачтовых устройств при детерминированных и случайных гидродинамических воздействиях. Показана возможность численного определения нестационарных гидродинамических сил, действующих на подъемно-мачтовые устройства, уже на ранних стадиях проектирования и проведено сопоставление с экспериментальными данными. На основе метода осреднения получены соотношения для определения амплитуд стационарных колебаний при воздействии на автоколебательную систему внешних периодических сил, обусловленных срывом вихрей. При аппроксимации коэффициента боковой силы от угла атаки полиномом третьей степени это соотношение представляет собой уравнение третьей степени относительно квадрата стационарной амплитуды, а при аппроксимации коэффициента боковой силы от угла атаки полиномом пятой степени — уравнение пятой степени. Определены условия устойчивости стационарных режимов колебаний для различных вариантов аппроксимации гидродинамических характеристик подъемно-мачтовых устройств. Показано, что в автономной системе при кубической аппроксимации зависимости коэффициента боковой силы от угла атаки, в случае возникновения неустойчивости, амплитуды колебаний бесконечно возрастают. Для устранения этого эффекта необходимо рассматривать аппроксимацию зависимости коэффициента боковой силы от угла атаки полиномом пятой степени. На примере реальной конструкции подъемно-мачтовых устройств с использованием приведенных соотношений построены их амплитудно-частотные характеристики в резонансной зоне.

Проведен обзор и анализ малопараметрических оптических моделей первичных гидрооптических характеристик (ПГХ). Модели подразделяются на корреляционные и структурные. Корреляционные модели устанавливают связи между значениями данной характеристики в различных точках спектра (спектральные модели) или между значениями различных ПГХ в фиксированной точке спектра. Показано, что корреляционные зависимости между показателями рассеяния, ослабления и обратного рассеяния на длине волны 550 нм справедливы для большинства прибрежных и открытых районов Мирового океана. Они, в частности, могут быть использованы для расчета параметров систем подводного наблюдения, работающих в этой области спектра. Корреляционные модели позволяют определить значения ПГХ по всему видимому спектру, если известна одна величина — показатель ослабления в точке 550 нм. Структурные модели выражают ПГХ через концентрации оптически активных веществ (ОАВ) — фитопланктона, минеральной взвеси и растворенного органического вещества. Показано, что эти модели достаточно многообразны, часто противоречивы, область их применения ограничена и точность не всегда известна. Тем не менее, они позволяют оценить диапазон возможного изменения составляющих ПГХ для заданных концентраций ОАВ.

Важной задачей при разработке гидравлических систем судовых силовых установок является снижение возникающего в них гидродинамического шума (ГДШ). Одним из способов подавления ГДШ является применение гасителей, которые представляют собой устройства, фильтрующие акустические колебания рабочей среды и рассеивающие их энергию. Однако существующие методы проектирования гасителей не учитывают процессы гидродинамического шумообразования на его элементах. Это приводит к значительному снижению эффективности работы гасителей в условиях роста расхода рабочей среды. Представлена методика расчета гасителя ГДШ, главное отличие которой от существующих заключается в моделировании вихревого течения в диффузоре центрального канала и расчете возникающего при этом ГДШ. Использование методики позволило определить закономерности формирования нестационарного течения в диффузоре. Показано, что максимум среднеквадратичного значения пульсаций рабочей жидкости расположен пристеночной области на входе в диффузор центрального канала. Рассчитана частотная зависимость пульсаций давления рабочей среды в диффузоре гасителя. Разработанная методика проектирования гасителя колебаний позволяет достичь среднего значения коэффициента вносимого затухания равного 10.6 в частотном диапазоне от 5 Гц до 1 кГц при скорости течения рабочей среды 30 м/с.

Рассмотрены теоретические основы и особенности практической реализации голографического метода восстановления акустического поля и визуализации источника звука в пространстве мелководного волновода, относящегося к методам согласованной со средой обработки гидроакустической информации. Показана связь характеристик восстановленного акустического поля источника звука с комплексной передаточной характеристикой волновода, определяемой на основе решения волнового уравнения. Отмечается простота восстановления поля источника путем обращения вычислительных процедур расчета передаточной характеристики волновода методом конечных разностей по явной расчетной схеме. Представлены результаты вычислительных экспериментов по исследованию эффективности метода в условиях неоднородной подводной среды. При этом каждый вычислительный эксперимент состоял из двух этапов: вычисления голограммы поля точечного источника звука и последующего восстановления акустического поля в волноводе по вычисленной голограмме. Для вычислительных экспериментов был выбран мелководный волновод с ровным дном и с положительной рефракцией акустических лучей от поверхности до дна. Рассмотрены три упрощенные модели неоднородной подводной среды: с мелкомасштабной турбулентностью, с внутренней волной, с тонкой структурой вертикального распределения скорости звука. Показано, что неучтенные неоднородности скорости звука, имеющие большую протяженность вдоль волновода, оказывают существенное негативное влияние на эффективность восстановления поля точечного источника звука голографическим методом. Это влияние может быть уменьшено путем уточнения параметров среды вдоль волновода.