Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.11 Излучение источников, импеданс, картины полей

 

Огурцов Ю.П. «Акустика высокоскоростных затопленных водяных струй» Сборник докладов научно-технической конференции по проблемам гидроакустики, с. 80-83 (2001)

Обсуждается проблема количественной оценки параметров шумоизлучения водяных затопленных струй. В настоящее время эта задача решается на основе экспериментальных данных. Из-за влияния многих факторов и ограниченности данных точность оценок маленькая. Сообщаются результаты нового эксперимента.

Сборник докладов научно-технической конференции по проблемам гидроакустики, с. 80-83 (2001) | Рубрики: 04.11 07.11

 

Филимонов А.К. «Звукоизлучение развитых кавитационных течений» Сборник докладов научно-технической конференции по проблемам гидроакустики, с. 84-85 (2001)

Вентилируемая пульсирующая каверна, образованная за кавитатором, представляет собой объемное тело со сложным законом колебаний поверхности. Па основной частоте колебаний каверну предлагается моделировать источником звука в виде комбинации излучателей нулевого и первого порядков. Получены выражения для расчета интенсивности звукоизлучения. диаграммы направленности, акустической мощности низкочастотного излучения в зависимости от геометрических и гидродинамических характеристик каверны.

Сборник докладов научно-технической конференции по проблемам гидроакустики, с. 84-85 (2001) | Рубрика: 04.11

 

Евдонина Н.И., Чалык В.Д. «Гидродинамическая компоновка головных частей скоростных подводных аппаратов с встроенными акустическими системами для условий движения в широком диапазоне чисел кавитации» Сборник докладов научно-технической конференции по проблемам гидроакустики, с. 86-91 (2001)

Рассмотрены вопросы гидродинамической компоновки (ГДК) головных частей (ГЧ) скоростных подводных аппаратов (СПА) с встроенными акустическими системами с целью обеспечения размещения и работоспособности носовых и бортовых гидроакустических антенн различной пространственной ориентации (носовых и бортовых), которая достигается согласованным проектированием формы обвода ГЧ и блока антенн, при этом обеспечивается отсутствие кавитационных явлений во всем рабочем диапазоне ходовых чисел кавитации. Кроме того, в процессе проектирования вырабатываются требования к точности выполнения формы ГЧ и состоянию ее поверхности, исключающие появление преждевременной кавитации. Описан разработанный в ЦНИИ «Гидроприбор» метод синтеза обводов ГЧ, который позволяет при заданном минимальном коэффициенте разрежения на обводе изменять его форму, подстраивая под требования размещения антенн для конкретных условий применения СПА. Рассмотрены конкретные реализации и проведено сравнение с обводами, разработанными по другим методикам.

Сборник докладов научно-технической конференции по проблемам гидроакустики, с. 86-91 (2001) | Рубрики: 04.11 07.11

 

Бердников А.В., Иммореев И.Я., Шилин А.Б. «Поле симметричного вибратора при его возбуждении сверхширокополосным сигналом» Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 5-я междунар. конф., 18–19 сент. 2012 г., Суздаль, Россия. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 84-87 (2012)

Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 5-я междунар. конф., 18–19 сент. 2012 г., Суздаль, Россия. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 84-87 (2012) | Рубрика: 04.11

 

Bykov A.A. «Fractal direction diagram of the local source in presence of the periodic array» Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 6-я междунар. конф., 15–17 сент. 2013 г., Суздаль, Россия. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 145 (2013)

Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 6-я междунар. конф., 15–17 сент. 2013 г., Суздаль, Россия. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 145 (2013) | Рубрика: 04.11

 

Будак В.П., Желтов В.С., Шагалов О.В. «Решение уравнения переноса излучения в квазидиффузионном приближении для произвольной мутной среды» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 7-12 (2015)

В угловом распределении яркости в мутной среде можно выделить особенности, анизотропную и квазиизотропную части. Первые две достаточно просто находятся в малоугловом приближении. Квазиизотропная часть является регулярной функцией, сравнительно медленно изменяющейся от угла визирования. Это позволяет свести ее к дискретной краевой задаче, для решения которой возможно использование эффективных численных алгоритмов. Современным требованием к алгоритмам решения прямых задач теории переноса является точность не менее 1% при времени счета не более 1 с. Это невозможно добиться при любой классической схеме решения. Лучший способ решения здесь есть метод синтетических итераций, которые проводятся в два шага. На первом шаге находится приближенное решение быстро сходящееся в метрике в среднем. На втором шаге выполняется обычная итерация от полученного на первом шаге решения. Наилучшим методом решения на первом шаге является диффузионное приближение, которое просто решается в произвольной геометрии среды. Проведено тестирование описанного алгоритма для плоской стратифицированной среды. Показано на основе сравнения с точным, что описанный алгоритм удовлетворяет всем указанным требованиям.

Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 7-12 (2015) | Рубрика: 04.11

 

Долин Л.С. «Скрытая симметрия функции размытия пучка, вытекающая из теоремы взаимности» Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 21-26 (2015)

Показано, что оптическая теорема взаимности (принцип обратимости луча) накладывает определенные ограничения на структуру поля излучения точечного мононаправленного источника (функцию размытия пучка – ФРП) в мутной среде с пространственно однородными оптическими свойствами. Чтобы выполнялось соотношение взаимности, это поле наряду с аксиальной симметрией должно обладать дополнительным свойством симметрии. В работе дается математическая формулировка условия симметрии ФРП, вытекающего из теоремы взаимности, и обсуждаются результаты проверки некоторых приближенных аналитических моделей ФРП на предмет их соответствия условию симметрии.

Труды VIII международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2015). Санкт-Петербург, 8–12 сент. 2015 г., с. 21-26 (2015) | Рубрики: 04.11 07.11

 

Колодяжная М.П., Звягина Г.А., Гудим И.А., Билыч И.В., Бурма Н.Г., Жеков К.Р., Филь В.Д. «Пьезоотклик в SMFE3(BO3)4 в непьезоактивной конфигурации. поверхностный пьезоэффект» Физика низких температур, 43, № 8, с. 1151-1157 (2017)

Исследованы механизмы возникновения пьезоэффекта в конфигурациях, не допускающих, с точки зрения симметрии, появления пьезоотклика в парамагнитном состоянии. В работе, в противовес симметрийным ограничениям, существование такого пьезоотклика обнаружено. Предполагается, что он связан с поверхностью, на которой симметрийные ограничения отсутствуют. В магнитоупорядоченном состоянии в этих конфигурациях симметрийно допустим и реально наблюдаем косвенный пьезоэффект, заключающийся в совместном действии магнитоэлектрического и магнитоупругого механизмов.

Физика низких температур, 43, № 8, с. 1151-1157 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Хмелёв В.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Голых Р.Н. «Излучатели для формирования высокоинтенсивных ультразвуковых колебаний в газовых средах» Южно-Сибирский научный вестник, № 3, с. 25-34 (2017)

Представлены результаты исследований направленных на создание дисковых излучателей для акустического воздействия на газовые среды. Были разработаны новые конструкции источников ультразвукового воздействия, основанных на использовании колебательных систем с пьезоэлектрическими преобразователями, совершающими продольные колебания, преобразуемые в изгибные колебания дисков, обеспечивающие воздействие на различные процессы в газодисперсных системах на частотах более 20 кГц с интенсивностями более 140 дБ.

Южно-Сибирский научный вестник, № 3, с. 25-34 (2017) | Рубрики: 04.11 05.11

 

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В. «Оценка соотношения резонансного и нерезонансного звукоизлучения оболочки» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 155-158 (2017)

Объект и цель научной работы. Оценка соотношения уровней резонансного и нерезонансного звукоизлучения участка круговой цилиндрической оболочки между поперечными перегородками (далее оболочка) при возбуждении точечной силой радиального направления. Материалы и методы. Соотношение уровней резонансного и нерезонансного звукоизлучения на низшей резонансной частоте собственных колебаний оболочки с различным радиусом и длиной. Уровни составляющих звукоизлучения с использованием формул, справедливых для принятых физических моделей. Основные результаты. Получены зависимости соотношения резонансного и нерезонансного звукоизлучения оболочки с различным радиусом от ее длины.

Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 155-158 (2017) | Рубрики: 04.11 04.15

 

Тимушев С.Ф., Гаврилюк В.Н., Аксенов А.А., Клименко Д.В. «Моделирование источника и акустического поля тонального шума лопаточных машин» Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 3, № 3, с. 19-30 (2017)

Снижение шума лопаточных машин – насосов, вентиляторов, компрессоров представляет собой серьезную инженерную проблему. Например, шум вентилятора авиационного двигателя по-прежнему доминирует на режимах взлета и набора высоты, поэтому снижение шума вентилятора является необходимым условием удовлетворения самолета требованиям стандартов ИКАО. В настоящее время наиболее эффективным средством снижения шума являются многослойные звукопоглощающие конструкции, которые размещаются на внутренней поверхности воздушных каналов. Оптимальные параметры звукопоглощающих конструкций и их расположение может быть определено многопараметрическими вычислениями пространственных звуковых полей для каждой искомой тональной компоненты. Для практического решения этой задачи предлагается новый высокоэффективный метод численного моделирования 3-мерных тональных акустических полей на частотах следования лопаток и их высших и комбинационных гармониках, генерируемых вентилятором авиационного двигателя. Он может быть также использован для расчета тонального шума, создаваемого лопаточными машинами в компьютерных устройствах, системах кондиционирования, насосах. Этот метод базируется на прямом решении Фурье – преобразованного волнового уравнения в комплексных переменных с учетом конвекции в декартовой системе координат с граничными условиями в форме комплексного импеданса. Источник шума может быть получен методом акустико-вихревой декомпозиции.

Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 3, № 3, с. 19-30 (2017) | Рубрики: 04.11 10.06

 

Воронков С.С. «Об источниках аэродинамического шума в вязком теплопроводном газе» Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 3, № 3, с. 31-38 (2017)

Используя акустическую аналогию Лайтхилла, из законов сохранения количества движения, массы и энергии получено волновое неоднородное уравнение относительно пульсаций давления. Привлечение при выводе уравнения энергии позволило выявить три новых источника аэродинамического шума. Приводятся результаты вычислительного эксперимента по моделированию турбулентного режима свободного потока вязкого теплопроводного газа. Даются количественные оценки значений установленных источников аэродинамического шума.

Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 3, № 3, с. 31-38 (2017) | Рубрики: 04.11 06.10

 

Асташев В.К., Пичугин К.А. «Резонансная настройка стержневой системы с пьезоэлектрическим возбудителем колебаний» Вестник научно-технического развития, № 9, с. 3-8 (2017)

Определяются условия резонансной настройки ультразвуковой системы, состоящей из двух стержней, между которыми расположен жестко связанный с ними пьезоэлектрический возбудитель колебаний. Установлено, что резонансная частота зависит от соотношения длин стержней. Определяются резонансные частоты и амплитуды колебаний. Показано, что резонансные режимы могут быть эффективно реализованы при авторезонансном возбуждении колебаний.

Вестник научно-технического развития, № 9, с. 3-8 (2017) | Рубрики: 04.11 04.15

 

Булатов В.В., Владимиров Ю.В., Владимиров И.Ю. «Дальние поля поверхностных возмущений от пульсирующего источника в жидкости бесконечной глубины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 23-29 (2017)

Рассмотрена задача о построении равномерных асимптотик дальних полей поверхностных возмущений от локализованного пульсирующего источника в тяжелой однородной жидкости бесконечной глубины. Волновая картина возбуждаемых полей представляет собой сумму волн двух типов: кольцевидных и клиновидных. Полученные решения описывают волновые возмущения вдали от пульсирующего источника возмущений как внутри, так и вне волновых клиньев Кельвина.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 23-29 (2017) | Рубрики: 04.11 07.11

 

Карликов В.П., Нечаев А.Т., Толоконников С.Л. «Об автоколебательных режимах проникания вертикальных свободных турбулентных струй через поверхность жидкости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 24-30 (2017)

Представлены результаты экспериментального изучения процесса проникания вертикальных плоских и круглых свободных турбулентных струй через поверхность жидкости, находящейся в относительно узких каналах. Установлено существование диапазонов значений толщин струй, их скоростей и длин свободных участков, в которых наблюдаются регулярные автоколебательные режимы перемещения затопленных участков струй и двухфазных областей течения. Обсуждаются механизм возникновения таких режимов и особенности наблюдаемых течений. Найдены зависимости периодов автоколебаний от основных определяющих параметров задачи.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 24-30 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Бендерский Л.А., Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Исследование образования индуцированных течений, создаваемых дозвуковыми турбулентными струями, и их связи с эффектом понижения статического давления в струе» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 50-60 (2017)

На основе результатов измерений и численного моделирования анализируется взаимодействие турбулентных струй (закрученных и без закрутки) с окружающей средой. Показано, что турбулентное течение и закрутка создают условия для индуцированного подтекания к струе. Механизм воздействия струи на окружающую среду связан с понижением статического давления в струе, которое обусловлено либо закруткой потока, либо пульсационным движением в слое смешения, когда статическое давление понижается из-за наличия пульсаций скорости. В закрученных струях преобладает первый механизм возникновения разрежения, в струях без закрутки – второй. Показано, что характер втекания в струю внешней среды вследствие разрежения не зависит от механизма появления пониженного давления и кинетическая энергия струи является источником энергии для индуцированного течения.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 50-60 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Об особенностях частотных характеристик пьезокерамических пластин, связанных с коэффициентом электромеханической связи активного материала» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 8, с. 50-55 (2017)

Рассмотрена пьезопластина, излучающая рабочей стороной акустический сигнал в водную среду. Тыльная акустическая нагрузка отсутствует. Проведено исследование, касающееся применения понятий резонансной и антирезонансной частот излучателя указанного вида. Актуальность данного исследования вызвана необходимостью рассмотрения импульсного режима работы пьезопреобразователя в «привязке» длительности излучаемого сигнала к некоторой системе отсчета, которую можно было бы считать базовой, пригодной для решения подобных задач. Для этого удобно использовать частоту антирезонанса пьезопластины. Показана условность применения понятия антирезонансной частоты, определяемой с помощью упругого модуля из матрицы жесткостей пьезокерамики при постоянной электрической индукции. Тем не менее применение термина «антирезонанс», несмотря на его условность, не вызывает затруднений на практике. Это понятие позволяет определять частотные характеристики при различных значениях коэффициента электромеханической связи пьезоматериала.

Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 8, с. 50-55 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Бородина И.А. «Широкополосный метод уточнения материальных констант пьезокерамики при помощи акустического резонатора в виде диска» Радиотехника, № 7, с. 64-69 (2017)

Представлен способ уточнения материальных констант для резонаторов из пьезокерамики ЦТС-19 в виде диска методом широкополосной акустической спектроскопии. При помощи прецизионного LCR измерителя измерен комплексный электрический импеданс каждого резонатора в широком диапазоне частот. На основе двумерного осесимметричного метода конечных элементов создана теоретическая модель резонатора, при помощи которой проведен анализ чувствительности различных мод колебаний пьезодиска, позволивший уточнить значения некоторых материальных констант пьезокерамики. Решена обратная задача с использованием алгоритма Нелдера–Мида и вычислены уточненные значения всех 10 материальных констант пьезокерамики для каждого исследованного образца. Проведено сравнение уточненных значений со значениями, ранее опубликованными в литературе.

Радиотехника, № 7, с. 64-69 (2017) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Веселов А.Г., Елманов В.И., Кирясова О.А., Никулин Ю.В. «Влияние материала металлического подслоя и геометрии осаждения на формирование текстуры в пьезоактивных пленках ZnO» Журнал технической физики, 87, № 7, с. 98-106 (2017)

Исследовано влияние материала металлического подслоя (алюминий, ванадий, хром, железо, кобальт, никель, медь) и геометрии осаждения на формирование наклонной и прямой текстуры в пленках ZnO, синтезируемых в магнетронной распылительной системе на постоянном токе. Установлено, что пьезоактивные пленки ZnO с наклонной текстурой, способные возбуждать сдвиговые волны, формируются на металлических подслоях Cr и V в сдвиговой геометрии осаждения (подложка смещена относительно оси магнетрона в область эрозии мишени). Пьезоактивные пленки ZnO с прямой текстурой, способные возбуждать продольные волны, сформированы в симметричной геометрии осаждения (подложка расположена по центру мишени) на химически чистом Al подслое. Изменение материала подслоя для каждой из геометрий осаждения или предварительное окисление подслоя привело к формированию пьезоактивных пленок ZnO со смешанной текстурой, возбуждающих сетку сдвиговых и продольных волн. С использованием метода химического травления показано, что получаемые пленки ZnO с наклонной текстурой проявляют пьезоактивные свойства и способны возбуждать гиперзвук начиная с толщины ∼0.3 μm, а пленки ZnO с прямой текстурой с толщины ∼0.9 μm. DOI: 10.21883/JTF.2018.01.45490.2341

Журнал технической физики, 87, № 7, с. 98-106 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Куличков С.Н., Попов О.Е., Мишенин А.А., Чунчузов И.П., Чхетиани О.Г., Цыбульская Н.Д. «Использование закона сохранения акустического импульса для оценки энергии наземных акустических источников дистанционным методом» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 53, № 6, с. 686-698 (2017)

Исследовалось влияние атмосферы на характеристики инфразвуковых сигналов от взрывов. Предложены новые методы дистанционной оценки энергии взрывов с использованием данных регистрации инфразвуковых волн. Один метод основан на использовании закона сохранения акустического импульса I, равного значениям произведения площади волнового профиля S/2 анализируемого инфразвукового сигнала на расстояние до источника EIкт=1.38×10–10 (Iкг/с)1.482. Второй метод основан на взаимосвязи между энергией взрыва и доминантным периодом Т регистрируемого сигнала EТкт=1.02×(Тс2/σ)3/2, где σ – безразмерное расстояние для определения степени проявления нелинейных эффектов при распространении звука вдоль лучевых траекторий. Преимуществом соотношения EI по сравнению с традиционным EW (Whitaker’s relation) является то, что его можно использовать для импульсных источников, расположенных на произвольной высоте над земной поверхностью, имеющих произвольную форму профиля начального импульса и для любого типа инфразвуковых приходов. Особенностью выражения для EТ является явный учет влияния атмосферы на характеристики регистрируемых инфразвуковых сигналов. Методы протестированы на данных инфразвуковых регистраций на расстоянии 322 км от источников (30 взрывов на произошедших при пожаре на арсенале “Пугачёво” в Удмуртии 02.06.2011 г.). Получены эмпирические соотношения между значениями энергии одного и того же взрыва, получаемые различными методами: EI=1.107×EW; EТ=2.201×EI.

Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 53, № 6, с. 686-698 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Степаненко Д.А., Емельянова А.С., Плескач М.А., Солодкая Н.В. «Теоретическое обоснование возможности усиления ультразвуковых колебаний с помощью составных кольцевых упругих элементов» Техническая акустика, 17, № 1, http://www.ejta.org/ru/stepanenko1 (2017)

Теоретически обоснована возможность усиления ультразвуковых колебаний по амплитуде с помощью составных кольцевых упругих элементов, состоящих из двух кольцевых сегментов, выполненных из материалов с различным модулем упругости. Основными преимуществами концентраторов на основе кольцевых упругих элементов по сравнению со стержневыми концентраторами являются простота изготовления, малые габаритные размеры и масса. Рассмотрена методика расчета собственных частот и форм колебаний кольцевых концентраторов, основанная на использовании метода сингулярного разложения. Приведен численный пример расчета кольцевого концентратора с коэффициентом усиления K = 1,53. Показано, что, как и в случае составных стержневых концентраторов, усиление обеспечивается при введении колебаний в сегмент с более высоким модулем упругости.

Техническая акустика, 17, № 1, http://www.ejta.org/ru/stepanenko1 (2017) | Рубрика: 04.11

 

Марышев С.Н., Шевяхов Н.С. «Электрозвуковая волна в зазоре осцилляционно перемещающихся пьезоэлектриков» Письма в Журнал технической физики, 43, № 22, с. 32-39 (2017)

Рассматриваются изменения скорости распространения электрозвуковых волн в вакуумном зазоре пьезоэлектрических кристаллов под действием однородных осцилляционных перемещений одного из них вдоль границ зазора. DOI: 10.21883/PJTF.2017.22.45258.16951

Письма в Журнал технической физики, 43, № 22, с. 32-39 (2017) | Рубрика: 04.11