Макаров Денис Владимирович делает доклад на XI школе-семинаре академика Л. М. Бреховских.

Макаров Денис Владимирович, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник Тихоокеанского океанологического института им. В.И.Ильичева ДВО РАН.

Название и аннотация работы: Лучевой и волновой хаос в акустике океана.

Работа посвящена распространению звука в слабонеоднородных подводных звуковых каналах. Хорошо известно, что малые горизонтальные вариации профиля скорости звука порождают неустойчивость по Ляпунову и хаос звуковых лучей. Наше внимание приковано к механизмам возникновения лучевого хаоса, а также к проблеме проявлений лучевого хаоса при конечных значениях частоты сигнала - так называемому волновому хаосу. Нам удалось показать, что одним из главных механизмов лучевого хаоса в реальном океане является так называемый вертикальный резонанс - резонансное рассеяние лучей на тонкоструктурных неоднородностях, которые порождаются высокими модами внутренних волн. При этом в наибольшей степени хаосу подвержены лучи, распространяющиеся под малыми углами к оси канала и формирующие позднюю часть принимаемого сигнала в экспериментах. Нами построена теория вертикального резонанса и проанализировано его влияние на динамику многолучевых ансамблей. Результаты лучевого моделирования хорошо согласуются с волновой картиной при частотах сигнала 200-1000 Гц. При частотах 50-200 Гц волновая картина сохраняет следы лучевого хаоса, такие как нерегулярность интерференционной структуры, быстрое размывание зон конвергенции и тени, нерегулярное межмодовое взаимодействие. Вместе с тем, в этом интервале частот существенно проявляются эффекты, имеющие чисто волновую природу, например, пульсации модового спектра за счет дифракционной перекачки энергии между модами с большой разницей номеров. Эти пульсации были обнаружены с помощью анализа эволюции функции Хузими. По мере понижения частоты пульсации модового спектра меняют свой характер от хаотического к устойчивому. Особое внимание вызывает обнаруженный нами эффект реставрации периодических лучей с понижением частоты сигнала. При частотах сигнала 20-50 Гц влияние тонкоструктурных неоднородностей на рефракцию звуковых волн сильно ослаблено, и проявления хаоса практически отсутствуют.