Волны при наличии границ, поверхностные волны

Границы раздела сред можно рассматривать как своеобразную неоднородность. Однако в отличие от плавных неоднородностей, на резких скачках параметров среды происходит сильное отражении волн. Кроме того, границы раздела сред обуславливают существование особого типа волновых движений – поверхностных волн, локализованных вблизи этих границ и распространяющихся вдоль них.

Поверхностные волны имеют большое значение в геофизике. Прежде всего, поверхностные волны являются источником информации о сейсмических процессах в земной коре и ее внутренней структуре, позволяют строить глубинные разрезы и восстанавливать неоднородности земной коры. В гидроакустике приходится рассчитывать акустические поля в сложной слоисто-неоднородной системе <<жидкий слой океана – вязко-упругое или упругое дно океана>>. В этой системе существуют различные моды волновых движений, в том числе и поверхностные волны на дне океана. Для низких частот, характерных для гидроакустики, слой океана является достаточно тонким, и все возможные моды принципиально важно учитывать.

Совсем другую область представляют задачи лабораторного масштаба, связанные с акустическим воздействием поверхностными волнами на капли на подложке и потоках внутри нее. Здесь исследования направлены на исследование возможностей транспорта миикрокапель, формирования упорядоченных структур взвешенных веществ, например, наночастиц. Одним из действующих механизмов является радиационное давление, обусловленное нелинейностью уравнений гидродинамики.

Примерные направления исследований:

• поверхностные волны в многослойных средах;
• возможности локализации и волноводного распространения в слоистой среде;
• генерация объемных и граничных волн;
• свойства волн при наличии неоднородностей среды и акустические методы восстановления параметров этих неоднородностей;
• прохождение и преобразование волн звукового удара на границах геофизических сред.

Основные публикации:

• Гусев В.А. Прохождение широкополосных звуковых ударов через случайный фазовый экран // Известия РАН, Серия Физическая, 2002. Т. 66, №12, с. 1742-1746. (PDF file)
• Gusev V.A., Rudenko O.V. The field of radiative forces and the acoustics streaming in a liquid layer on a solid half-space // Acoustical Physics, 2010. V. 56. No 6. Pp. 861-870. (PDF file)
• Rudenko O.V., Lebedev-Stepanov P.V., Gusev V.A., Korobov A.I., Korshak B.A., Odina N.I., Izosimova M.Yu., Molchanov S.P., Alfimov M.V. Control of the Self Assembly Processes in a Droplet of a Colloidal Solution by an Acoustic Field // Acoustical Physics, 2010. V. 56. No. 6. Pp. 935–941.(PDF file)

©2012 Кафедра Акустики