Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.06 Отражение, дифракция, рассеяние упругих волн

 

Ильменков С.Л., Клещёв А.А., Клименков А.С. «Метод функций Грина в задаче дифракции звука на упругой оболочке неканонической формы» Акустический журнал, 60, № 6, с. 579-586 (2014)

На основе метода функций Грина и динамической теории упругости находится решение задачи дифракции звука на упругих оболочках неканонической формы, составленных из тел сфероидальной, цилиндрической и сферической форм. Выполнен расчет угловых характеристик рассеяния подобных составных тел для различных волновых размеров.

Акустический журнал, 60, № 6, с. 579-586 (2014) | Рубрика: 04.06

 

Шанин А.В., Корольков А.И. «Отражение волны от дифракционной решетки, составленной из поглощающих экранов. описание в рамках метода Винера–Хопфа–Фока» Акустический журнал, 60, № 6, с. 587-595 (2014)

Рассматривается двумерная задача отражения волны от дифракционной решетки при скользящем падении. Длина волны предполагается малой. Дифракционная решетка имеет ячейку периодичности, состоящую из двух полубесконечных поглощающих экранов, перпендикулярных краю решетки. Известно, что в случае решетки с ячейкой из одного экрана коэффициент отражения стремится к –1 при стремлении угла падения к нулю. Показано, что этот же результат остается верным и для периода из двух экранов. Рассмотрение проводится в рамках метода Винера–Хопфа–Фока. Ставится матричная задача факторизации, решение которой неизвестно и в данной работе не строится. Для исследования предельного коэффициента отражения без построения решения используется прием, предложенный Л.А. Вайнштейном.

Акустический журнал, 60, № 6, с. 587-595 (2014) | Рубрика: 04.06

 

Шамаев А.С., Шумилова В.В. «Прохождение плоской звуковой волны через слоистый композит с компонентами из упругого и вязкоупругого материалов» Акустический журнал, 61, № 1, с. 10-20 (2015)

Рассматривается задача о прохождении плоской звуковой волны через плоский слой композита конечной толщины. Предполагается, что композит состоит из взаимно чередующихся слоев упругого и вязкоупругого изотропных материалов, причем все слои композита либо параллельны, либо перпендикулярны фронту падающей волны. Кроме того, толщина каждого отдельного слоя композита считается много меньше как длины акустической волны, так и толщины композита. Для исследования поставленной задачи применяется усредненная модель композита, с помощью которой находятся коэффициенты отражения и прозрачности, а также изменение уровня интенсивности звука при прохождении его через слой композита.

Акустический журнал, 61, № 1, с. 10-20 (2015) | Рубрики: 04.06 06.10

 

Анненкова Е.А., Сапожников О.А., Цысарь С.А. «Модель пузырька газа миллиметрового размера в биоткани и особенности построения ультразвукового изображения» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 31-37 (2014)

Долгое время неинвазивная хирургия, использующая высокоинтенсивный фокусированный ультразвук (HIFU: High Intensity Focused Ultrasound), основывалась на тепловом эффекте – нагревании и разрушении ткани, вызванными поглощением ультразвука. Если тепловое разрушение преобладает при умеренных уровнях интенсивности в фокусе, то более высокие интенсивности могут привести к другим биологическим эффектам. Если температура поднимается до 100°С в процессе действия ультразвука, в ткани возникают пузырьки из-за кипения, вносящие дополнительное механическое разрушение. Так как выяснилось, что образование пузырьков пара при кипении кардинальным образом меняет процесс воздействия ультразвука на биологическую ткань, то встал вопрос важности диагностирования данных пузырьков в организме пациента при проведении терапии мощным фокусированным ультразвуком. Исследование именно таких, непростых как в теоретическом, так и в экспериментальном изучении объектов с размерами порядка или даже меньше разрешающей способности ультразвукового диагностического сканера проводится в данной работе. Важно отметить, что пузырьки газа миллиметровых размеров, возникающие при кипении ткани, являются сильными рассеивателями, в то время как при рассмотрении человеческих органов рассеяние достаточно мало, и построение ультразвукового изображения базируется на слабых рассеянных сигналах. В современных сканерах сигналы от сильных рассеивателей ограничиваются, что приводит к тому, что разные по силе рассеиватели выглядят на изображении идентично, в виде ярких пятен одинакового размера. Соответственно, по таким изображениям пузырьков нет возможности определить их истинный размер. В связи с данной проблемой было проведено несколько этапов исследования. Была предложена и исследована модель неподвижного пузырька в виде пенопластового сферического образца. Разработана программа, выполняющая два режима работы ультразвукового сканера: с падающей плоской волной и с падающей сфокусированной волной. Результаты расчетов данной программы подтвердили, что объекты меньше разрешающей способности прибора имеют ультразвуковые изображения, превышающие истинные размеры рассматриваемого объекта. Проведены эксперименты с реальным ультразвуковым сканером и моделями из пенопласта, подтверждающие данные особенности. А также проделаны теоретические расчеты для абсолютно мягкой сферы, которые показали, что возможен способ определения истинного размера рассеивателя на ультразвуковом изображении не по размеру изображения, а по его яркости.

Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 31-37 (2014) | Рубрики: 04.04 04.06 12.05 13.04 15.01 15.02