Анисимкин В.И., Воронова Н.В. «Интегральная решетка акустических датчиков для распознавания жидкостей микролитрового объема» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1010-1013 (2017)

Экспериментально показано, что сенсорные свойства нормальных акустических волн, распространяющихся в пьезоэлектрической пластине, чувствительны к массовой нагрузке, вязкости и электрической проводимости жидкости, нанесенной на поверхность этой пластины и зависят от а) направления распространения, б) номера моды для каждого направления и в) нормированной на длину волны толщины пластины для каждой моды и каждого направления. Основываясь на этих зависимостях, создан и апробирован макет сенсорной решетки различающихся датчиков, которые размещены на одной поверхности пластины и не используют чувствительных покрытий. Решетка способна идентифицировать типы и сорта жидких веществ по их физическому воздействию на поглощение нормальных волн разных номеров. Совокупность акустических “откликов” представляется в виде гистограмм, которые являют собой акустические изображения вкуса анализируемых веществ. Отсутствие покрытий повышает долговременную стабильность решетки и воспроизводимость измерений.

Дмитриев К.В., Зотов Д.И., Румянцева О.Д. «Принципы получения и обработки акустических сигналов в линейном и нелинейном томографах» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1014-1019 (2017)

Рассматриваются физико-математические и физико-технические вопросы, связанные с созданием двух принципиально различных типов томографов – так называемых линейного и нелинейного томографов. Разрабатываемые томографы предназначаются для целей медицинской диагностики патологических новообразований мягких биотканей в начальной стадии их роста.

Калинина В.И., Малеханов А.И., Смирнов И.П., Хилько А.И. «Когерентная морская сейсмоакустика: новые подходы к реконструкции структуры донных слоев в шельфовых акваториях» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1020-1027 (2017)

Обсуждаются результаты теоретической разработки и экспериментального исследования в натурных условиях методов когерентного сейсмоакустического зондирования морского дна. Предложены методы решения обратной задачи послойного оценивания геоакустических параметров дна, численно исследованы их эффективность и робастность. Продемонстрированы практические возможности сейсмоакустического профилирования и реконструкции параметров отдельных слоев морского дна в акваториях с малыми глубинами с использованием когерентных гидроакустических излучателей оригинальной конструкции.

Карзова М.М., Юлдашев П.В., Росницкий П.Б., Хохлова В.А. «Численные подходы к описанию нелинейных ультразвуковых полей медицинских диагностических датчиков» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1028-1033 (2017)

Проведено сравнение двух теоретических моделей описания нелинейных фокусированных ультразвуковых полей, создаваемых диагностическим датчиком в виде конвексной решетки. Первая модель основана на использовании трехмерного уравнения Вестервельта и позволяет с высокой точностью описывать полную структуру поля, однако является ресурсоемкой и сложной в реализации с точки зрения численного моделирования. Во второй модели для оценки нелинейных эффектов в фокальной области пучка используется параболическое аксиально-симметричное уравнение Хохлова–Заболотской–Кузнецова (ХЗК), позволяющее в несколько сотен раз сократить время расчетов. Для постановки граничного условия в модели ХЗК определены радиус и фокусное расстояние круглого поршневого излучателя, поле на оси которого в линейном случае максимально точно аппроксимирует структуру реального поля в области фокуса. Показано, что параболическая модель позволяет достаточно точно описать пространственно-временную структуру поля вблизи фокуса на оси диагностического датчика, а также в плоскости электронной фокусировки пучка.

Косяков С.И., Куличков С.Н., Мишенин А.А. «Новые способы оценки энергии импульсных источников по результатам регистрации акустических волн в атмосфере» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1034-1040 (2017)

Решена задача по разработке соотношений, позволяющих повысить точность оценки энергии E импульсного источника акустических волн в атмосфере. Задача решена посредством обобщения экспериментальных данных по времени нарастания t_R+ давления до пикового значения P₊ в первой положительной фазе акустических сигналов от различных источников, в широком диапазоне энергий 10^–810 кг ТНТ и приведенных расстояний 10–1/3<4·10⁴ м·кг^–1/3. Помимо нового метода оценки энергии E импульсного источника предложен способ оценки расстояния R до него. Научная новизна работы заключается также в выявлении смены закона нарастания параметра t_R+ по мере удаления R от источника.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. «Локализация источника звука в океаническом волноводе» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1041-1047 (2017)

Разработан помехоустойчивый алгоритм локализации источника звука в мелком море, основанный на двукратном преобразовании Фурье интерференционной картины, формируемой источником во время движения. Получаемая в результате преобразования Фурье спектрограмма в координатах частота–время содержит локализованные области спектральной плотности интенсивности конструктивно интерферирующих мод и распределенную область спектральной плотности помехи. Спектральная плотность сигнала локализована в области, линейные размеры которой обусловлены наименьшими частотным и пространственным масштабами изменчивости поля. Получена оценка предельного входного отношения сигнал/помеха для одиночного приемника, когда обеспечивается устойчивое обнаружение и оценки скорости и начального удаления источника от приемника близки к реальным. Высокая помехоустойчивость алгоритма основана на том, что в различные моменты времени осуществляется когерентное сложение амплитуд мод. Приведены результаты натурного эксперимента, демонстрирующие эффективность алгоритма. Для отношений сигнал/помеха больше предельного значения случайные оценки параметров источника близки к их среднестатистическим значениям.

Кузнецова И.Е., Колесов В.В., Зайцев Б.Д., Фионов А.С., Шихабудинов А.М., Степанов Г.В., Крамаренко Е.Ю. «Электрофизические и акустические свойства магнитных эластомеров, структурированных внешним магнитным полем» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1048-1052 (2017)

Магнитоактивные эластомеры имеют перспективу использования в магнитоуправляемых устройствах обработки сигналов и датчиков. Приведены результаты исследования электрофизических и акустических свойств новых магнитоактивных эластомеров, структурированных неоднородным магнитным полем. Обнаружено, что предварительная структуризация магнитного дисперсного наполнителя при синтезе композита магнитным полем приводит к заметному увеличению коэффициента прохождения электромагнитного излучения через образец. При этом эффект увеличивается с увеличением массового процента наполнения композита. С увеличением концентрации наполнителя коэффициент прохождения уменьшается в 2 раза, а коэффициент отражения увеличивается в полтора раза. Величины продольного модуля упругости и плотности лежат в диапазоне 1.4–1.8 ГПа и 2485–3362 кг·м^–3 в зависимости от концентрации магнитного наполнителя и структуризации образцов. Полученные результаты показывают возможность использования структурированных магнитоактивных эластомеров в качестве радиопоглощающих материалов.

Левин В.М., Мороков Е.С., Петронюк Ю.С. «Ультразвуковая микроскопия контактных соединений» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1053-1058 (2017)

Ультразвуковые методики позволяют наблюдать элементы внутренней структуры и выявлять несплошности на контактных границах раздела различных соединений. Методами импульсной акустической микроскопии исследованы контактные соединения, полученные путем диффузионной сварки, спекания и клеевым способом. Показано, что короткие зондирующие импульсы фокусированного ультразвука на частотах от 50–100 МГц позволяют различать участки с различной степенью адгезии, определять наличие буферных слоев, участков частичного контакта, отслоений или пузырьков воздуха. Обсуждаются механизмы акустического контраста для таких границ. Представленные результаты будут интересны для специалистов в области ультразвукового неразрушающего контроля высокого разрешения, будут востребованы для прогнозирования механизмов разрушения композитных изделий, начиная с армированных углепластиков в авиационной промышленности и заканчивая высокоплотной керамикой в медицинском протезировании.

Луньков А.А., Петников В.Г., Черноусов А.Д. «Затухание звука в случайно-неоднородном волноводе при использовании излучающих систем с различной диаграммой направленности» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1059-1064 (2017)

В рамках численного моделирования распространения звука на мелководном арктическом шельфе проанализировано затухание низкочастотных акустических волн, возбуждаемых источниками звукового поля с различной диаграммой направленности: вертикальными дискретными излучающими антеннами разной протяженности. Показано, что уже на небольших расстояниях r от источников (r<250 H, H – глубина волновода) затухание заметным образом зависит как от характеристики диаграммы направленности, так и от высоты поверхностного волнения.

Пятайкин И.И., Ползикова Н.И., Алексеев С.Г., Котелянский И.М., Лузанов В.А., Раевский А.О., Галчёнков Л.А. «Спиновая накачка в составном резонаторе на объёмных акустических волнах» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1065-1072 (2017)

Предложен новый способ генерации чистого спинового тока с использованием магнитоэлектрического составного многомодового резонатора на объёмных акустических волнах, образованного слоистой структурой Al–ZnO–Al–Gd₃Ga₅O₁₂–Y₃Fe₅O₁₂–Pt. Установлено, что эффективность генерации возбуждающего спиновой ток высокочастотного магнитного поля данным методом превосходит эффективность источников, использующих для возбуждения магнитной динамики поверхностные акустические волны, и не уступает традиционным электромагнитным методам возбуждения чистого спинового тока, которые используют объёмные СВЧ-резонаторы.

Тихонов В.В., Никитов С.А. «Параметрическая магнон-фононная неустойчивость в пленочных структурах железоиттриевого граната» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1073-1082 (2017)

Обнаружены эффекты параметрической магнон-фононной неустойчивости и автомодуляции магнитостатических и быстрых магнитоупругих волн. Установлено, что неустойчивость вызвана распадами исходных волн, которые стимулировались высокодобротными акустическими резонансами. Наблюдались распады первого и второго рода (трех- и четырехволновые распады). Выявлены их особенности и условия существования. Установлено, что распады магнитостатических волн имеют не только нижние, но и верхние пороги. При достижении верхнего порога распады прекращаются. Существование верхних порогов было обусловлено наличием нескольких конкурирующих сценариев распада.