Computational kinematic diagnostics of media with the possibility of linearizing the probing signal velocity in the context of a tomographic experiment | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2025. № 73. DOI: 10.17223/19988605/73/7

Computational kinematic diagnostics of media with the possibility of linearizing the probing signal velocity in the context of a tomographic experiment

The paper addresses the inverse kinematic problem, which is one of the primary problems of the "Theory of Wave Propagation", formulated in a manner that reduces it to classical computational tomography. The completeness of tomographic (projection) data is ensured by positioning the sources and receivers of the probing signal on a circle lying in the plane Z = 0 of the Euclidean space (X Y Z). Mathematically, this formulation is classified as "weakly ill-posed" (according to the domestic classification of mathematical physics problems), which makes the solution unique and enhances the reliability of the interpretation. The paper presents the problem statement, the construction of the solution, the computational algorithm, and the results of numerical simulations. In the context of seismic-acoustic studies, the possibilities and prospects of applying the obtained results are discussed. Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.

Download file
Counter downloads: 2

Keywords

computational algorithm, inverse problem, refracted waves, kinematic diagnostics, computed tomography

Authors

NameOrganizationE-mail
Gervas Nikolai V.Novosibirsk State Technical Universitynik.gervas@mail.ru
Zerkal Sergey M.Novosibirsk State Technical Universityzerkal@ngs.ru
Всего: 2

References

Папкова Ю.И. Звуковое поле в морском волноводе с неоднородной скоростью звука по глубине и трассе // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2021. № 3. С. 27-35.
Греков А.Н., Греков Н.А., Сычев Е.Н. Среднечастотные акустические методы и средства для исследования водной среды. Севастополь : Ин-т природно-технических систем, 2020. 126 с.
Микушин И.И. Метрологическое обеспечение измерений скорости звука в воде. СПб. : Изд-во СПбГЭТУ, 2023. 205 с.
Добринский В.И., Лаврентьев М.М. Способ определения профиля скорости звука по записи акустического поля в одной точке // Тезисы докладов второй Дальневосточной акустической конференции «Человек и океан». Владивосток : ДВПИ, 1978. С. 12-14.
Лаврентьев М.М., Романов В.Г., Шишатский С.П. Некорректные задачи математической физики и анализа. М. : Наука, 1980. 286 c.
Тихонов А.Н., Арсенин В.Я., Тимонов А.А. Математические задачи компьютерной томографии. М. : Наука, 1987. 159 с.
Гервас Н.В., Зеркаль С.М. Вычислительная кинематическая диагностика скорости зондирующего сигнала с использованием априорной информации об исследуемой среде // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2024. № 69. С. 54-63. doi: 10.17223/19988605/69/6.
Нолет Г., Чепмен К., Слуис А. Сейсмическая томография. М. : Мир, 1990. 416 с.
Пузырев Н.Н. Метод и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1997. 301 с.
Смирнов В.И. Курс высшей математики. М. : Наука. 1974. Т. 4, ч. 1. 336 с.
Бронников А.В., Воскобойников Ю.Е. Комбинированные алгоритмы нелинейной фильтрации защищенных сигналов и изображений // Автометрия. 1990. № 1. С. 55-66.
Peshkov A.V., Zerkal S.M.Computational-heuristic algorithm for tomographic solution of industrial flaw detection problems // Proceedings 16 Int. Scientific and Technical Conference Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE-2023). Novosibirsk, 10-12 Nov. 2023. P. 910-915. doi: 10.1109/APEIE59731.2023. 10347879.
 Computational kinematic diagnostics of media with the possibility of linearizing the probing signal velocity in the context of a tomographic experiment | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2025. № 73. DOI: 10.17223/19988605/73/7

Computational kinematic diagnostics of media with the possibility of linearizing the probing signal velocity in the context of a tomographic experiment | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2025. № 73. DOI: 10.17223/19988605/73/7

Download full-text version
Counter downloads: 86