Горелик Андрей Габриэлович - доктор физико-математических наук, профессор.
Andrey G. Gorelik - Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor
Коломиец Сергей Федорович - кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник
Sergey F. Kolomiets - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Senior Researcher
В статье рассматривается возможность оценки скорости движения хаотических сред с использованием информации из «узких» спектральных интервалов стационарных случайных сигналов, генерируемых движением таких сред на датчиках, расположенных в двух точках вдоль направления движения среды. Вопрос о физическом смысле минимального спектрального интервала, необходимого для таких измерений с заданной точностью, обсуждается на основе соотношений, приводимых в статье и сформулированных с использованием теории однородной изотропной турбулентности. Показано, что в рамках предложенных соотношений процесс фильтрации может быть описан с использованием турбулентного члена. Поэтому результаты фильтрации можно рассматривать как виртуальную турбулентную диссипацию. Последнее позволило полуколичественно описать результаты численных расчетов, представленных в статье, и сформулировать пути дальнейшего развития предложенного подхода, который после соответствующих усовершенствований можно было бы назвать «полным корреляционным анализом с фильтрацией» (FFCA). В качестве направлений такого развития обсуждается метод измерения скорости турбулентной диссипации посредством использования двух (или более) фильтров с различными полосами пропускания, применяемых к сигналам в двух точках измерений взаимной корреляции, а также оценка оптимального числа фурье-гармоник в представлении сигнала, прошедшего фильтр, и оценка формы спектра турбулентности. Помимо этого, с использованием соотношений, приведенных в статье, известный факт о том, что доплеровские измерения не применимы к дистанционному зондированию с использованием широкополосных сигналов в качестве носителя информации, а также причина, по которой такие измерения применимы в случае сигналов с узкими спектрами, получают более ясное физическое объяснение. Последнее позволяет сформулировать с точки зрения кросскорреляционного анализа определение монохроматического сигнала как такового.
Estimates of the velocity of the chaotic medium motion using information of "narrow" spectral intervals of stationary random signals generated by the motion of such media on the sensors located at two points along the direction of medium motion are considered. The question about the physical meaning of the minimum spectral interval required for such measurements with a given accuracy is posed and discussed based on the main relations given in the article and formulated using the theory of homogeneous isotropic turbulence. It is shown, that within suggested relations the process of filtration may be described using a turbulent term and so the results of the filtration could be seen as a virtual turbulent dissipation. The latter allowed semiquantitatively describing the results of the numeric calculations presented in the article and forming the ways of the further development of the approach suggested which after appropriate updating might be called a "full filtered correlation analysis" (FFCA). In particular, a method of turbulent dissipation rate measurement by means of two (or more) filters with different bandpasses applied to signals in two points of cross-correlation measurements and an approach to the physically clear description of the optimal number of Fourier-terms in the representation of the signal passed the filter are outlined as well as the approach to a turbulence spectral shape evaluation. Apart from that, with the relations given in the article, the well-known fact that Doppler measurements are not applicable to the remote sensing with use of wideband signals as an information carrier as well as the reason why such measurements are applicable in the case of signals with narrow spectra receive its clear physical explanation. The latter allows forming the definition of a monochromatic signal as it is from the point of view of a cross-correlation analysis.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.