Изучение эффектов параметрической нестабильности и нелинейной хаотизации в распределенных (волновых) акустических системах позволяют описать целый класс малоизученных акустических явлений – нелинейных акустических взаимодействий с преобразованием частоты внизу по спектру. Такие явления ярко проявляются в условиях "неклассической" акустической нелинейности, которая включает обширный класс новых типов аномально высокой нелинейности твердых тел с несовершенной структурой, интерес к которым проявился только в последние несколько лет. Это контактная акустическая нелинейность, механизм нелинейного трения, гистерезисная или мезоскопическая нелинейность, характерные для твердых тел с микронеоднородной или дефектной структурой. Обширный цикл экспериментальных исследований включает изучение явлений лавинной нестабильности, дробных частотных бифуркаций, самомодуляции, амплитудного гистерезиса и медленной динамики ("памяти") акустических волн при их нелинейном взаимодействии с дефектами. В лаборатории разработаны методики и создана оригинальная экспериментальная установка, позволяющая исследовать акустические свойства твердых тел в широком диапазоне частот (от нескольких десятков Гц до 100 МГц) для различных механизмов нелинейности и типов волн (как объемных, так и поверхностных). Разработанные методики включают в себя компьютерные алгоритмы обработки информации и управления экспериментом, которые соответствуют мировому уровню экспериментальных исследований в области нелинейной акустики твердого тела.
Наряду с комплексными экспериментальными исследованиями , значительное внимание уделяется теоретическому описанию изучаемых нелинейных явлений с целью выявления определяющих механизмов неклассической нелинейности, обуславливающих нелинейную хаотизацию и долговременную "память" в волновых акустических системах с неклассической нелинейностью.