Нелинейные волновые процессы в сложных геофизических и биологических системах и технических устройствах

Основной целью исследования является построение моделей нелинейных волновых процессов, в том числе, эволюции волн большой амплитуды, в сложных нелинейно-волновых системах различной физической природы, а также разработка неинвазивных методов их диагностики, использующих нелинейные свойства сред и зондирующих сигналов. Главные приложения связаны с разработкой технологий мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, биомедицинских объектов и технических устройств на новых физических принципах. Цель исследования соответствует приоритетным направления исследований ФИЦ ИПФ РАН. Целью исследований в рамках направления "Нелинейная динамика сложных систем" является разработка аналитических и численных моделей нелинейных волновых процессов в толще стратифицированного океана и на его поверхности, включая взаимодействие волн со дном и берегом. Исследования в рамках направления "Радиофизические методы в биологии и медицине" и "Радиофизика окружающей среды" направлены на получение новых знаний о природе нелинейно-упругих и релаксационных свойств широкого класса сред, включая геофизические, многие искусственные конструкционные материалы и биоткани, характеризующиеся сложной структурой и часто демонстрирующие аналогии в нелинейных проявлениях их микроструктурных особенностей при деформационных и фильтрационных процессах в таких средах; развитие высокочувствительных диагностических методов, позволяющих получать информацию о микроструктурных особенностях среды по наблюдение ее нелинейных свойств (в том числе с использованием вспомогательных волновых полей - акустических, оптических, электромагнитных), а также разработку дистанционных радиофизических методов диагностики процессов в пограничных слоях атмосферы и гидросферы по их проявлениям на поверхности воды. Целью исследований в рамках направления "Опасные геофизические и климатические явления, природные катастрофы" является создание физических моделей опасных природных явлений, в том числе, морских штормов, экстремального волнения и волн цунами, в интересах их прогноза и оценки рисков морской деятельности. Предполагается провести теоретическое исследование и численное моделирование сложной динамики нелинейно-волновых систем различной физической природы, а также экспериментальную проверку полученных результатов на лабораторных установках ИПФ РАН.