681.3:534.2 Нейросетевой подход к решению обратной задачи генерации поверхностных волн
doi: 10.18698/2309-3684-2025-4-173193
Рассмотрен нейросетевой подход к решению обратной задачи генерации поверхностных волн или идентификации источника возмущения по данным, снятым со свободной поверхности жидкости. Выбран тип и построена математическая и компьютерная модель нейронной сети на основе данных, полученных в ходе лабораторного эксперимента по изучению поверхностных волн, возникающих при движении в жидкости крылового профиля и кругового цилиндра. Для оценки адекватности этой модели проведены численные эксперименты по определению глубины и скорости источника возмущений жидкости. Результаты расчёта сопоставлены с данными эксперимента. Разработан программный комплекс, позволяющий эффективно и с минимальными затратами времени решать задачу определения параметров источника возмущения по данным, снятым с водной поверхности.
Воронин Е.А., Носов В.Н., Савин А.С. Нейросетевой подход к решению обратной задачи генерации поверхностных волн. Математическое моделирование и численные методы, 2025, № 4, с. 173–193.
doi: 10.18698/2309-3684-2023-3-92104
Рассмотрено обтекание точечного источника, локализованного в нижнем слое двухслойной жидкости со свободной поверхностью. Получены выражения для возмущения свободной поверхности жидкости, связанного с проявлением внутренней волны. Действующий в жидкости источник представлен как суперпозиция точечных импульсных источников. Такой подход позволил найти возмущение поверхности потока как суперпозицию возмущений, вызываемых точечными импульсными источниками. Использованное приближение вполне оправдано в случаях моделирования реальных источников возмущений, находящихся на значительных глубинах, поскольку такие источники вызывают малые возмущения морской поверхности. Установлено, что проявляющиеся на поверхности потока внутренние волны образуют клиновидную структуру. Угол раствора клина выходящих на поверхность внутренних волн уменьшается с ростом скорости потока. Найдена зависимость угла раствора волнового клина от числа Фруда, определяемого по скорости потока и толщине верхнего слоя жидкости. Рассмотренная задача представляет теоретический и практический интерес, поскольку более сложные модели реальных возмущений поверхности морской среды при обтекании различных неоднородностей могут быть построены как суперпозиции модельных элементарных возмущений от точечных источников.
Носов В.Н., Савин А.С. Численное исследование воздействия внутренней волны на поверхность двухслойного потока, обтекающего точечный источник. Математическое моделирование и численные методы, 2023, № 3, с. 92–104.
doi: 10.18698/2309-3684-2019-3-113124
Рассмотрен импульсный точечный источник в нижнем слое стратифицированной жидкости. Получено выражение для возмущения ее свободной поверхности. Показано, что на поверхности жидкости возникают две волны, связанные с наличием в ней скачка плотности. Приведены примеры численных расчетов для реальных морских условий. Импульсный точечный источник представляет собой модель элементарного возмущения толщи жидкой среды, допускающую полное математическое исследование в рамках приближения малых волн. Такое приближение вполне оправдано в случаях моделирования реальных источников возмущений, находящихся на значительных глубинах, поскольку эти источники передают на морскую поверхность очень слабый сигнал. Основной проблемой в таких случаях является выделение этого сигнала из фоновых помех, например ветрового волнения. Решение проблемы должно опираться на результаты математического моделирования возмущений морской поверхности разными источниками в толще морской среды. Более сложные модели могут быть построены при рассмотрении реальных возмущений морской среды как некоторых суперпозиций модельных элементарных возмущений от точечных импульсных источников. Кроме того, полное математическое решение задачи о точечном импульсном источнике дает представление о порядках величин возмущений морской поверхности, что создает основу для получения различных оценок возможных возмущений и поэтому представляет значительный интерес при разработке требований к аппаратуре дистанционного зондирования морской поверхности.
Носов В.Н., Савин А.С. Численное моделирование возмущения свободной поверхности двухслойной жидкости точечным источником, локализованным в нижнем слое. Математическое моделирование и численные методы. 2019. № 3. с. 113–124.