Исследование нелинейных волновых процессов и турбулентности в 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 эффективных приближенных моделей экстремальных волн на поверхности моря; штормовых нагонов и цунами, внутренних волн в стратифицированной толще океана, а также исследование волнового воздействия на его дно. Исследования в рамках направления "Радиофизические методы в биологии и медицине" и "Радиофизика окружающей среды" направлены на развитие высокочувствительных диагностических методов, позволяющих получать информацию о структурных особенностях сложно-устроенных сред по наблюдению их упруго-нелинейных свойств (в том числе с использованием вспомогательных волновых полей - акустических, оптических, электромагнитных). Такие диагностические методы могут применяться для решения широкого круга диагностических задач – от анализа свойств биотканей и развития новых диагностических технологий для медицинских задач до геофизических и инженерных приложений, связанных с диагностикой структурных особенностей материалов и их изменений в контексте задач неразрушающего контроля, 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, получить новые данные о характеристиках мелкомасштабных процессов в пограничных слоях атмосферы и гидросферы в широком диапазоне условий, включая экстремальные, и осуществить экспериментальную проверку полученных результатов на лабораторных установках ИПФ РАН.