Лукашин П.С., Сбоева М.Я., Щеглов Г.А. «Сравнение программных комплексов для численного моделирования учебных задач акустики» Инженерный вестник, № 5, с. 42-49 (2017)

Проводится исследование возможностей различных открытых и коммерческих программных комплексов, позволяющих решать учебные задачи в области акустики, возникающие при анализе акустических нагрузок на КА в курсовом и дипломном проектировании. Рассматривается решение задач рассеяния акустических волн на цилиндре бесконечной длины, излучения волн бесконечным цилиндром, а также внутренняя задача со смешанными граничными условиями. Расчеты проводятся в коммерческом пакете анализа акустики MSC Actran, открытом конечно-элементном пакете Code Aster, также для моделирования задач с применением метода граничных элементов используется открытая библиотека BEM++. Результаты расчетов сравниваются с известными аналитическими решениями.

Щуров В.А., Щеглов С.Г., Ляшков А.С. «Векторные свойства акустического поля как основа для создания помехоустойчивых алгоритмов обнаружения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

В реальных векторных акустических полях мелкого моря, сформированных многими источниками звука, наблюдаются явления, которые могут быть использованы как механизмы выделения слабого сигнала на фоне когерентной помехи и подводного окружающего шума. Особенности свойств векторного акустического поля связаны с направленным характером движения энергии подводного окружающего шума, когерентной помехи от локальных источников, полезного сигнала; статистической особенностью разностно-фазовых соотношений и их производных; вихревыми структурами вектора плотности потока энергии. Перечисленные свойства являются фундаментальными свойствами векторного акустического поля и могут быть использованы в системах пассивной локации.

Бобылёв В.Н., Тишков В.А., Гребнев П.А., Щёголев Д.Л., Монич Д.В. «Прохождение звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зданий» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 111 (2017)

Рассмотрены основные положения теории самосогласования волновых полей, позволяющей исследовать механизм прохождения звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции с учетом двойственной природы прохождения звука. Приведены аналитические выражения для определения предельной звукоизоляции ограждения, которая не может быть превышена при заданной массе и геометрических размерах. Исследованы резервы повышения звукоизоляции однослойных и многослойных ограждающих конструкций, применяемых в строительстве.

Бобылёв В.Н., Тишков В.А., Гребнев П.А., Щёголев Д.Л., Монич Д.В. «Прохождение звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зданий» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Рассмотрены основные положения теории самосогласования волновых полей, позволяющей исследовать механизм прохождения звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции с учетом двойственной природы прохождения звука. Приведены аналитические выражения для определения предельной звукоизоляции ограждения, которая не может быть превышена при заданной массе и геометрических размерах. Исследованы резервы повышения звукоизоляции однослойных и многослойных ограждающих конструкций, применяемых в строительстве.

Горинов И.А., Зинченко В.Н., Шахворостов Д.Ю., Щёголева Т.В. «Особенности разработки, создания чувствительного элемента в виде биморфа для его использования [в] акселерометрах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 80 (2017)

Рассматривается изменение массогабаритных параметров пьезоэлектрических биморфов дня их использования в сейсмодатчиках, а также датчиках удара. Показано преимущество изменения толщины биморфа для увеличения показателя механической прочности, без значительной потери чувствительности. Одним из наиболее часто используемых датчиков, является акселерометр, т.е. датчик линейного ускорения. Акселерометры различаются как по конструкции, так и по принципу действия. Основной составляющей частью такого датчика является чувствительный элемент. Чувствительные элементы (ЧЭ) на основе пьезокерамики нашли широкое применение в различных видах акселерометров-сейсмодатчиков, вибродатчиках, датчиках удара и др. Во всех этих случаях используется прямой пъезоэффект, а именно, при воздействии на ЧЭ по оси чувствительности ускорением, возникает сила, приводящая к появлению заряда на ЧЭ, По параметрам этого заряда, или иного, пропорционального ему электрического сигнала, судят о параметрах упомянутого воздействия. Одной из наиболее распространенных конструкций ЧЭ является пьезокерамический биморф, выполненный в виде прямоугольной банки (консоли), закрепленный в области одного из концов, называемого нерабочей зоной. Незаделанная часть биморфа называемся рабочей зоной, соответственно. Для увеличения прочностных показателей была проведена серия сравнительных теоретических расчетов и практических экспериментов, в результате которых установлено оптимальное соотношение габаритных параметров для конкретного типа датчиков. Результаты, полученные в ходе эксперимента, показали удовлетворительное совпадение с теоретическими расчетами и могут быть положены в основу конструкции рассматриваемого датчика.

Шахворостов Д.Ю., Горинов И.А., Щёголева Т.В. «Особенности разработки, создания и исследования пьезокомпозита связности 1-3-0 для гидроакустической аппаратуры» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 106-107 (2017)

Рассматриваются принципы создания пьезокомпозита связности 1-3-0 на основе пьезокерамики типа ЦТС с повышенной пористостью, особенности конструирования устройств на основе пьезокомпозита 1-3-0. Показано преимущество использования пьезокомпозита связности 1-3-0 по сравнению с пьезокомпозитом 1-3 и монолитной пьезокерамикой. Полимерно-пьезокерамические композиты позволяют получить, по сравнению с пьезокерамикой, в гидроакустических антенных решётках, преимущества, которые состоят в относительно хорошем акустическом согласовании между устройстволМ и средой при высоких значениях чувствительности к принимаемому сигналу. Существуют различные конфигурации пьезокомпозитов 1-3: из столбиков квадратного сечения, из цилиндров и др. В данной работе реализован конструктив, представляющий собой пьезокерамические стержни из материала ЦТС, которые в свою очередь являются композитом 3-0, и заливочного материала на основе эпоксидной смолы. Рассмотрены три варианта пьезокомпозита: пьезокерамические столбики квадратного сечения и заливочный материал на основе эпоксидной смолы (композит 1-3); пористые пьезокерамические столбики квадратного сечения и заливочный материал на основе эпоксидной смолы (композит 1-3-0); пористые пьезокерамические столбики квадратного сечения и заливочный материал на основе эпоксидной смолы с наполнителем (композит 1-3-0). Экспериментально показано, что переход от пьезокомозита 1-3 из высокотвёрдой низкопористой керамики ЦТС к пьезо керамическим столбикам на основе материала с высоким содержанием пор позволяет получать значительно лучшие значения чувствительности по напряжению γ_U (чувствительность к звуку в пьезокерамике) по сравнению с обычной керамикой, как показано в таблице. Кроме того, использование пьезокомпозита 1-3-0 снижает массу изделия на 30–40%.

Щекинов Ю.А., Лукаш В.Н., Михеева Е.В., Пилипенко С.В. «Межзвёздный и межгалактический газ в далёкой инфракрасной и субмиллиметровой области спектра» Успехи физических наук, 187, № 10, с. 1033-1070 (2017)

Рассмотрены основные задачи физики межзвёздной и межгалактической среды, решаемые методами далёкой инфракрасной (ИК) и субмиллиметровой (СММ) астрономии, и наиболее яркие результаты последней четверти века. Обсуждаются характеристики некоторых наиболее результативных космических и наземных обсерваторий в ИК- и СММ-областях как ныне действующих или уже закончивших свою работу, так и перспективных планируемых проектов. Представлено краткое описание тех физических проблем, связанных с эволюцией газовой среды в галактиках, в их близкой (окологалактической) окрестности и в межгалактическом пространстве, в решении которых далёкая ИК- и СММ-области спектра могут дать критически важную, а иногда и единственно доступную информацию. К таким проблемам относятся вопросы о происхождении молекулярного газа в галактиках, превращении газа в звёзды, о выбросе газа и пыли в межгалактическую среду и возможности длительного выживания пыли в "агрессивном" окружении межгалактической среды, в особенности горячей среды скоплений галактик, а также собственно проблема возникновения пыли во Вселенной. Результаты наблюдательной астрономии последних лет насыщены сюрпризами, затрагивающими основы наших представлений об эволюции галактик, химической истории Вселенной и др. Кратко обсуждаются некоторые из таких сюрпризов.

Хасаншин Т.С., Голубева Н.В., Самуйлов В.С., Щемелев А.П. «Акустические и термодинамические свойства бинарной жидкой смеси циклогексан + н-гексадекан» Теплофизика высоких температур, 55, № 5, с. 698-705 (2017)

С помощью непосредственного измерения времени прохождения импульса исследована скорость звука в бинарной жидкой смеси циклогексан + н-гексадекан в интервале температур 298–433 K и давлений 0.1–100.1 МПа. Максимальная погрешность измерений составила 0.1%. На основе данных о скорости звука определены плотность, изобарный коэффициент расширения, изобарная и изохорная теплоемкости, изотермическая сжимаемость смеси трех составов в интервале температур 298–348 K и давлений 0.1–80 МПа. Вычислены избыточный мольный объем и коэффициенты уравнения Тэйта в указанном интервале параметров. Представлена таблица термодинамических свойств смеси.

Щербаков В.В. «Обратная экстремальная задача для формы тонкого включения в трехмерном упругом теле» Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии. Доклады X Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.В. Струминского, Новосибирск, 23–25 апреля 2014 г., с. 235-236 (2014)

Обсуждаются результаты исследования задачи определения формы отслоившегося тонкого жесткого включения, расположенного внутри закрепленного на внешней границе трехмерного упругого тела. В качестве прямой задачи выступает задача равновесия с неизвестной областью контакта между жестким включением и упругой матрицей. Предполагается, что дополнительная информация о решении прямой задачи задана известным значением вектора поверхностных сил на внешней границе. Задача определения формы включения формулируется в виде обратной экстремальной задачи, роль функции управления в которой играет форма включения. Для доказательства разрешимости обратной экстремальной задачи применяется модифицированный метод гладких возмущений формы области.

Аксентьева М.С., Гурбатов С.Н., Литвак А.Г., Панченко В.Я., Рубаков В.А., Садовничий В.А., Сергеев А.М., Собисевич А.Л., Сысоев Н.Н., Хохлов А.Р., Чупрунов Е.В., Щербаков И.А. «Олег Владимирович Руденко (к 70-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 187, № 10, с. 1143-1144 (2017)

25 сентября 2017 г. исполнилось 70 лет Олегу Владимировичу Руденко – выдающемуся физику, академику Российской академии наук, профессору Московского государственного ун-та им. М.В. Ломоносова, лауреату Государственных премий, заместителю главного редактора журнала «Успехи физических наук». О.В. Руденко внес всемирно признанный вклад в развитие нелинейной физики, акустики и ряда связанных с ними прикладных направлений; он обогатил науку значительными результатами в области физики нелинейных волн, лазерной физики, механики, геофизики, биомедицинской и подводной акустики.

Бойков И.В., Щербаков М.А., Кривулин Н.П., Кикот В.В., Маланин В.П. «К вопросу о синтезе математических моделей пьезоэлектрических датчиков акустического давления» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, № 1, с. 106-114 (2017)

Актуальность и цели. Объектом исследования являются пьезоэлектрические датчики акустического давления. Предметом исследования является моделирование пьезоэлектрических датчиков, функционирующих при термоударном воздействии рабочей среды с температурой минус 180°С. Цель – создание математической модели процесса эксплуатации датчика. Материалы и методы. При построении математической модели датчика, функционирующего при термоударе, использованы методы обобщенного операционного исчисления. Результаты. Предложена математическая модель процесса эксплуатации пьезоэлектрических датчиков в условиях термоударного воздействия рабочей среды. Сравнение результатов натурного эксперимента и математического моделирования подтвердили эффективность применения предлагаемой модели. Выводы. Полученные результаты могут быть использованы при разработке пьезоэлектрических датчиков для эксплуатации при нестационарной температуре рабочей среды и термоударных воздействиях.

Буров В.А., Сергеев С.Н., Шуруп А.С., Щербина А.В. «Возможность восстановления параметров мелкого моря методами пассивной томографии по данным с донных гидрофонов» Труды школы-семинара “Волны-2015”. Секция “Спектроскопия, диагностика и томография”, с. 106-109 (2015)

Методы акустической томографии изначально были разработаны для мониторинга глубоководных океанических акваторий. Однако в последнее время в связи с освоением акваторий шельфовых зон интерес представляет решение задачи мониторинга различных параметров мелкого моря. В отличие от глубокого океана, в шельфовой зоне дно сильно влияет на характеристики акустического поля, что делает необходимым знание параметров дна даже в тех случаях, когда эти параметры не представляют самостоятельного интереса, например, при мониторинге температурных неоднородностей водного слоя и течений. Таким образом, восстановление параметров дна мелкого моря в таких задачах может представлять как самостоятельный интерес, так и использоваться для последующего определения динамических характеристик водной среды. Использование томографических методов при этом обладает тем преимуществом по сравнению с широко используемыми автономными измерительными комплексами, что позволяет вести непрерывный мониторинг всего пространства акватории с характерными размерами порядка десятков и сотен километров в реальном времени. Причем томографическое восстановление параметров позволяет оценить не усредненные значения для данной трассы, а пространственное распределение неоднородностей по всей акватории. Вместе с тем, томографические методы имеют ряд недостатков. Эти недостатки связаны, с одной стороны, с необходимостью использования большого числа приемных элементов и необходимостью учета погрешностей, вносимых искривлением вертикальных антенн, а с другой стороны, они связаны с высокими затратами на размещение и обслуживание низкочастотных излучателей, необходимых для активной томографии. Уменьшение числа приемных элементов и отказ от развертывания вертикальных приемных антенн могут быть реализованы путем использования одиночных гидрофонов. Экспериментальные работы свидетельствуют о практической возможности реализации сравнительно дешевой акустической томографии мелкого моря с помощью донных или донно-поверхностных станций. Важным этапом развития методов акустической томографии мелкого моря, основанных на использовании одиночных донных станций, может стать переход от использования активного излучения к пассивным методам. В работе В.А. Бурова и др. (Акуст. ж. 2014. т. 60. № 6. 611-622) показана на натурном эксперименте принципиальная возможность использования метода пассивной томографии для восстановления параметров мелкого моря. Численному эксперименту, оптимизированному под задачу пассивной томографии посвящена данная работа.

Осадчий С.М., Потапов Б.Г., Пилипенко К.Д., Асланян Э.Г., Щипунов А.Н. «Измерение постоянной больцмана в квазисферическом акустическом резонаторе» Измерительная техника, № 7, с. 8-13 (2017)

Измерены частоты акустического и электромагнитного резонансов в квазисферическом акустическом резонаторе при температуре тройной точки воды. Резонатор заполнен гелием ⁴He. На основе анализа экспериментальных данных получено значение постоянной Больцмана k_B=1,38065108·10^–23 Дж×К^–1 с неопределённостью 2,34 млн^–1.

Щиржецкий Х.А., Алешкин В.М., Субботкин А.О., Сухов В.Н. «К вопросу объективной оценки акустики связанных помещений» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

На основании комплекса натурных измерений, показана практическая применимость предложенного метода расчета реверберации связанных помещений. Отмечена особая полезность метода при акустическом проектировании зальных помещений с трансформируемой перегородкой между ними. В качестве подтверждения приводятся результаты экспериментальной проверки предложенных оценок на основе проведенных авторами натурных акустических измерений в помещениях Дворца Искусств «Нефтяник» в г. Сургут.

Щуров В.А., Щеглов С.Г., Ляшков А.С. «Векторные свойства акустического поля как основа для создания помехоустойчивых алгоритмов обнаружения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

В реальных векторных акустических полях мелкого моря, сформированных многими источниками звука, наблюдаются явления, которые могут быть использованы как механизмы выделения слабого сигнала на фоне когерентной помехи и подводного окружающего шума. Особенности свойств векторного акустического поля связаны с направленным характером движения энергии подводного окружающего шума, когерентной помехи от локальных источников, полезного сигнала; статистической особенностью разностно-фазовых соотношений и их производных; вихревыми структурами вектора плотности потока энергии. Перечисленные свойства являются фундаментальными свойствами векторного акустического поля и могут быть использованы в системах пассивной локации.