Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.13 Поверхностные волны в твердых телах и жидкостях

 

Жгун С.А., Швецов А.С., Смирнов Ю.К., Меркулов А.А., Раков А.В., Маслов В.П., Минеев Б.И. «Перспективы применения датчиков на пав (поверхностные акустические волны) в авиационном моторостроении» Авиакосмическое приборостроение, № 3, с. 48-55 (2018)

Получение достоверной информации о физическом состоянии узлов и деталей испытываемых авиационных двигателей в реальном масштабе времени является чрезвычайно важной и сложной задачей. Детали и узлы двигателя, в том числе вращающиеся с большой скоростью, испытывают большие тепловые и механические нестационарные нагрузки, вибрации и деформации. Информация от датчиков, находящихся на вращающемся роторе двигателя должна передаваться с помощью бесконтактных телеметрических систем. При измерениях в условиях температур, превышающих 100–150°С питание датчиков от аккумуляторов и батарей становится проблематичным, так же, как и использование полупроводниковой электроники. По этой причине имеет смысл обратиться к устройствам на поверхностных акустических волнах (ПАВ), использующим энергию внешнего электромагнитного сигнала как для опроса чувствительного элемента, так и для формирования переизлученного сигнала, содержащего информацию об измеряемом параметре. Принцип действия таких устройств, основанный на распространении в пьезоэлектрических кристаллах поверхностных акустических волн на определенных частотах радиодиапазона (примерно от 10 МГц до 5 ГГц), определяет естественные области применения в измерениях температуры, деформаций, и уровня воздействия физических явлений на поверхность, ввиду влияния всех этих эффектов на скорость распространения ПАВ и на размеры устройства. Расстояние от опрашивающего устройства до пассивного датчика на ПАВ может достигать десятков метров. В работе отражены аспекты измерения параметров быстропеременных деформаций и, в частности, вибраций с помощью датчиков на ПАВ. Описываются физические основы и экспериментальные подходы для измерения возникающих при вибрациях деформаций и результаты сравнения выходных сигналов, полученных из беспроводных измерений с помощью датчика на ПАВ и из традиционных проводных измерений с помощью тензорезистора.

Авиакосмическое приборостроение, № 3, с. 48-55 (2018) | Рубрика: 06.13

 

Букатов А.Е., Букатов А.А. «Фазовая структура колебаний жидкости с плавающей упругой ледяной пластинкой при нелинейном взаимодействии прогрессивных поверхностных волн» Морской гидрофизический журнал, № 1, с. 5-19 (2018)

На основе построенных методом многих масштабов асимптотических разложений до величин третьего порядка малости для потенциала скорости движения однородной жидкости конечной глубины и для возвышения поверхности пластинка–жидкость (лед–вода) проанализированы дисперсионные свойства колебаний, формируемых при взаимодействии прогрессивных гармоник поверхностных волн конечной амплитуды. Рассмотрены изменения частоты колебаний за счет вклада обусловленных учетом нелинейности величин первого и второго приближений. Исследовано влияние нелинейности ускорения вертикальных смещений ледяной пластинки на амплитуду, частоту и фазовую скорость волновых возмущений. Показано, что частота колебаний при волновых числах, больше максимального резонансного значения, увеличивается при учете нелинейности ускорения вертикальных смещений пластинки. Растет она и при увеличении толщины пластинки, а смена знака (с плюса на минус) амплитуды второй взаимодействующей гармоники уменьшает значение частоты при фиксированном волновом числе. Рост фазовой скорости при учете нелинейности ускорения значительнее, чем без учета. При отрицательном значении амплитуды второй взаимодействующей гармоники фазовая скорость в случае учета нелинейности ускорения меньше, чем без учета.

Морской гидрофизический журнал, № 1, с. 5-19 (2018) | Рубрика: 06.13

 

Хлыбов А.А. «Исследование влияния микронеоднородности среды на распространение поверхностных волн» Дефектоскопия, № 6, с. 3-10 (2018)

На основании анализа литературных данных показано, что при усталостном нагружении в поверхностном слое порядка нескольких размеров зерен ускоренно протекает процесс зарождения и развития системы микротрещин. В результате этого модули упругости, плотность материала изменяются. Их можно описать в виде эффективных характеристик материала. Решена задача распространения поверхностных волн в микронеоднородной среде, в которой имеет место дисперсия, а толщина поверхностного слоя изменяется незначительно. На примере испытания образцов из стали 08Х18Н10Т на малоцикловую усталость показано, что скорость распространения поверхностных волн меняется быстрее по сравнению с объемными (продольными и сдвиговыми), что может быть использовано в задачах контроля на ранних стадиях усталостного разрушения.

Дефектоскопия, № 6, с. 3-10 (2018) | Рубрика: 06.13

 

Абрашкин А.А., Пелиновский Е.Н. «Динамика пакета волн на поверхности неоднородно завихренной жидкости (лагранжево описание)» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 54, № 1, с. 112-117 (2018)

Выведено нелинейное уравнение Шредингера (НУШ), описывающее пакеты слабонелинейных волн в неоднородно завихренной жидкости бесконечной глубины. Завихренность предполагается произвольной функцией лагранжевых координат и квадратичной по малому параметру, пропорциональному крутизне волны. Показано, что критерии модуляционной неустойчивости рассмотренных слабозавихренных волн и потенциальных волн Стокса на глубокой воде совпадают. Влияние завихренности проявляется в сдвиге волнового числа высокочастотного заполнения. Отмечается особый случай волн Герстнера, для которых коэффициент при нелинейном члене в НУШ равен нулю.

Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 54, № 1, с. 112-117 (2018) | Рубрика: 06.13

 

Булатов В.В., Владимиров Ю.В. «Гибридные поверхностные волны от гармонического источника возмущений» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 54, № 2, с. 221-226 (2018)

Рассмотрена задача о построении равномерных асимптотик дальних полей поверхностных возмущений от локализованного гармонического источника в потоке тяжелой однородной жидкости бесконечной глубины. Показано, что волновая картина возбуждаемых дальних полей при определенных параметрах генерации представляет собой систему гибридных волновых возмущений, одновременно обладающих свойствами волн двух типов: кольцевидных (поперечных) и клиновидных (продольных). Изучены особенности фазовой структуры и волновых фронтов возбуждаемых полей. Построены равномерные асимптотики решений, описывающие гибридные поверхностные волновые возмущения вдали от гармонического источника.

Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 54, № 2, с. 221-226 (2018) | Рубрика: 06.13