Есипов И.Б. «II Всероссийская акустическая конференция» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 524-525 (2018)

Балакший В.И., Магдич Л.Н., Манцевич С.Н. «Электрическое управление частотами акустического резонатора Фабри–Перо» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 526-531 (2018)

Теоретически и экспериментально исследован эффект электрической перестройки частоты акустических резонансов акустооптического модулятора, предназначенного для активной синхронизации мод лазера. В приближении плоских акустических волн решена задача возбуждения акустического резонатора Фабри–Перо пластинчатым пьезоэлектрическим преобразователем с учетом реальных параметров ВЧ-генератора и элементов согласования преобразователя с генератором. Получены выражения для основных электрических и акустических характеристик. Проведенный теоретический анализ подтвердил существование ранее экспериментально обнаруженного эффекта сдвига частоты акустических резонансов при изменении согласующих электрических элементов. В эксперименте использовалась акустооптическая ячейка из кварца с преобразователем из ниобата лития.

Егерев С.В. «Фемто-, пикосекундная и "терагерцевая" оптоакустика» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 532-537 (2018)

Рассматриваются возможности, открывающиеся перед оптоакустической диагностикой благодаря появлению надежных лазерных импульсных источников фемто- и пикосекундной длительности и новых средств приема и обработки высокочастотных сигналов. Основа новых возможностей – объемный источник звука, возникающий как следствие пробоя среды под действием суперкоротких импульсов. Дается обзор новых мировых достижений, и интерпретируются результаты ряда модельных экспериментов по оптоакустической диагностике газовых примесей в малых концентрациях и по прецизионному исследованию морского шельфа.

Есипов И.Б., Черноусов А.Д., Попов О.Е. «Определение пространственных характеристик турбулентного поперечного течения при многочастотном акустическом зондировании» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 538-544 (2018)

Приводятся результаты экспериментального исследования возможности решить обратную задачу – восстановить скорость турбулентного потока и его положение в пространстве по анализу спектра флуктуаций акустического сигнала разных частот, пересекающего этот поток. Обсуждаются условия и точность восстановления характеристик турбулентного течения с помощью многочастотного сигнала, распространяющегося по одной акустической трассе. Исследование выполнялось в заглушенной акустической камере. В качестве турбулентного потока служила струя воздуха. Несмотря на общефизический характер выполненных исследований, полученные результаты могут быть применимы в задачах атмосферной акустики, аэроакустики, а также акустики океана.

Кузнецова И.Е., Недоспасов И.А., Кузнецова А.С. «Прямые и обратные акустические волны в кристаллах с высокой пьезоактивностью и диэлектрической проницаемостью» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 545-549 (2018)

Приводятся результаты исследования характеристик акустических волн различных типов в пластинах из керамических материалов, характеризующихся высокой пьезоактивностью и диэлектрической проницаемостью, таких как 0.95(Na_0.5Bi_0.5)TiO_3-0.05BaTiO₃, (K, Na)(Nb, Ta)O₃ и Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O_3-50(Ba_0.7Ca_0.3)TiO₃. Для направлений распространения XY и YX рассчитаны зависимости фазовых скоростей и коэффициентов электромеханической связи этих волн от параметра hf (h – толщина пластины, f – частота волны). Обнаружено, что все исследованные материалы характеризуются наличием частотных диапазонов, в которых существуют обратные акустические волны, у которых фазовая и групповая скорости направлены в разные стороны. В случае монокристалла 0.95(Na_0.5Bi_0.5)TiO_3-0.05BaTiO₃ обнаружено существование очень широких частотных диапазонов для волн с отрицательной групповой скоростью, которые слабо зависят от изменения электрических граничных условий на поверхности пластины. Показано, что величина коэффициента электромеханической связи для акустических волн в исследованных материалах является максимальным для SH₁-волны в YX Ba(Zr_0.2T_0.8)O_3-50(Ba_0.7Ca_0.3)TiO₃ и может достигать значений от 7 до 30% в диапазоне значений параметра hf = 1330–2000 м² с^–1.

Кулакова Л.А., Лютецкий А.В. «Акустоэлектронные эффекты в наноразмерных гетеролазерах» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 550-555 (2018)

Экспериментально и теоретически изучено воздействие акустических деформаций активной среды на спектральные характеристики излучения гетеролазеров на квантовой яме и квантовых точках. Представлен краткий обзор ранее полученных результатов исследования воздействия на частотный спектр излучения. Проведен детальный анализ поляризационных эффектов, обнаруженных в последнее время в лазерных структурах различного состава при различных превышениях рабочего тока над его пороговой величиной.

Кульчин Ю.Н., Каменев О.Т., Петров Ю.С., Ромашко Р.В., Колчинский В.А. «Разработка физических основ низкочастотной акустической томографии на арктическом шельфе волоконно-оптическими сейсмоприемниками» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 556-559 (2018)

Рассмотрены принципы построения и функционирования волоконно-оптического сейсмоприемника на основе интерферометра Маха–Цендера, предназначенного для проведения сейсмического мониторинга на арктическом шельфе при наличии ледового покрова. Для построения сейсмоприемника предлагается использовать подход, основанный на совместном применении интерферометрического метода измерения и пространственной локализации волоконно-оптического интерферометра. Представлены результаты экспедиционных экспериментов по апробации прототипов сейсмоприемника. Показано, что пороговая чувствительность сейсмоприемника 10^–7 м²с^–2 обеспечивает возможность регистрации слабых сейсмосигналов в переходной зоне суша–море.

Петронюк Ю.С., Мороков Е.С., Левин В.М., Рыжова Т.Б., Шаныгин А.Н. «Исследование деградации композитных материалов ультразвуковыми методами высокого разрешения» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 560-564 (2018)

Методы импульсной акустической микроскопии применялись для визуализации и оценки неразрушающими методами объемной микроструктуры композитов, армированных углеродными волокнами. Исследовались необратимые изменения в структуре композитного материала под действием внешних механических и климатических факторов, изучалась динамика процессов накопления и роста микроскопических дефектов, приводящих к разрушению. Ультразвуковые исследования проводились на частотах 50–100 МГц. Показано, что в формировании изображений участвует рассеянное (дифрагированное) излучение, что позволяет обнаруживать полости малого размера (отслоения армирующих нитей), выявлять скопление микроскопических дефектов и наклонные протяженные, ориентированные вдоль укладки волокон трещины, которые являются предшественниками хрупкого разрушения композита и визуализация которых затруднительна стандартными ультразвуковыми методами.

Собисевич А.Л., Преснов Д.А., Собисевич Л.Е., Шуруп А.С. «Исследование геогидроакустических полей – физическая основа мониторинга локальных неоднородностей и запасов углеводородов в Арктике» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 565-571 (2018)

Изложен метод дистанционного зондирования неоднородных образований в покрытых льдом северных морях. Показано теоретически и подтверждено экспериментально, что локализация неоднородностей в системе «литосфера–гидросфера–ледовый покров» может основываться на анализе модовой структуры геогидроакустических полей. Полученные результаты могут стать физической основой инновационных технологий пассивного круглогодичного мониторинга локальных неоднородностей в Арктике.

Субочев П.В., Орлова А.Г., Турчин И.В., Петронюк Ю.С., Храмцова Е.А., Левин В.М. «Ультразвуковые технологии высокого разрешения для исследования биологических объектов» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 572-577 (2018)

Приводится обзор российского опыта создания ультразвуковых технологий высокого разрешения для исследования биологических объектов. Представлены две разновидности ультразвуковых биологических микроскопов (УБМ) для визуализации кожи in vivo: на основе резонансного датчика с электрическим возбуждением и широкополосной нерезонансной антенны из поливинилиденфторида с лазерным термооптическим возбуждением.

Сухоручкин Д.А., Юлдашев П.В., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Свет В.Д., Сапожников О.А. «Эхо-импульсная ультразвуковая визуализация в применении к транскраниальной диагностике структур головного мозга» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 578-582 (2018)

Приводятся результаты компьютерного моделирования распространения акустических импульсов в неоднородной среде, имитирующей голову человека в двумерной и трехмерной геометрии. В трехмерном эксперименте черепная кость представлялась в виде жидкого слоя со скоростью звука, соответствующей скорости продольных волн в кости. В двумерном эксперименте учитывались как продольные, так и поперечные волны. На основе полученных в ходе численного эксперимента данных исследовалась возможность получения ультразвукового изображения точечных рассеивателей с использованием компенсации аберраций, вносимых костями черепа. Показано, что даже простая коррекция времени задержки вдоль прямых лучей приводит к существенному улучшению качества ультразвукового изображения через неоднородный по толщине твердотельный слой.

Вировлянский А.Л. «Устойчивые компоненты поля в подводном звуковом канале» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 583-586 (2018)

Предложен способ отыскания компонент звукового поля в морском волноводе, которые слабо меняются при вариациях параметров поля скорости звука. Такие компоненты формируются узким пучком лучей, разброс вертикальных координат которых на пути до дистанции наблюдения остается меньше вертикального масштаба возмущения. Эти лучи фактически проходят через одни и те же неоднородности, и поэтому их фазы в присутствии возмущения приобретают примерно одинаковые приращения. Для монохроматического поля такая компонента в возмущенном и невозмущенном волноводе отличается лишь фазовым множителем. В случае импульсного поля возмущение приводит лишь к некоторой дополнительной задержке устойчивой компоненты как целого. Для выделения устойчивых компонент из полного поля предложена процедура, основанная на использовании разложения поля по когерентным состояниям. На простейшем примере показано, каким образом устойчивые компоненты поля могут быть использованы при решении задачи локализации источника.

Диденкулов И.Н., Прончатов-Рубцов Н.В., Пазухин В.Г. «Нелинейное акустическое профилирование течений жидкости» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 587-590 (2018)

Описывается метод нелинейной акустической доплеровской томографии, анализируются результаты его моделирования. Метод может применяться при наличии газовых включений, которые в большинстве случаев присутствуют в жидкостях. При определенных предположениях о распределении газовых включений можно реконструировать распределение скорости потока.

Ерофеев В.И., Леонтьева А.В., Мальханов А.О. «Влияние дефектов на пространственную локализацию нелинейных акустических волн» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 591-596 (2018)

Показано, что самосогласованная математическая модель, включающая в себя уравнения теории упругости и кинетические уравнения для плотностей различных типов точечных дефектов, может быть сведена к нелинейному эволюционному уравнению, объединяющему в себе известные уравнения волновой динамики: Кортевега–де Вриза–Бюргерса и Клейна–Гордона. Найдены и проанализированы точные аналитические решения этого уравнения.

Кацнельсон Б.Г., Hu Z. «Звуковое поле в прибрежном клине в области касания термоклина дном» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 597-600 (2018)

Рассматривается распространение звукового поля в области прибрежного клина в сторону глубокого моря при наличии термоклина. Показано, что при проходе области касания термоклина дном, когда глубина моря становится равной толщине термоклина, имеет место заметное изменение характера распространения, когда по мере распространения вниз по склону донно-поверхностные моды превращаются в придонные и возможно неадиабатическое взаимодействие мод. Данная ситуация моделируется в рамках лучевой теории и параболического уравнения.

Фикс И.Ш., Фикс Г.Е. «Предельные возможности активного гашения звуковых гармонических сигналов» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 601-606 (2018)

Применительно к задачам звукоизоляции устройств, излучение которых происходит на дискретных частотах, описана система активного гашения звука с разомкнутой обратной связью, принцип работы которой основан на создании компенсирующего поля, инверсного по отношению к полю первичного источника. Компенсирующее поле формируется на гармонической частоте, совпадающей или близкой к частоте компенсируемого сигнала. Исследована эффективность и предельные возможности такой системы.

Клемин В.А., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Клемина А.В., Стародумова А.И., Горшкова Т.Н. «Применение высокодобротного термостатируемого акустического интерферометра для исследования изменений структуры белков сыворотки крови человека» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 607-612 (2018)

Представлены результаты применения акустического интерферометрического метода определения белка в крови человека. Данный акустический метод базируется на высокоточных измерениях температурных зависимостей скорости и частотных и температурных зависимостях поглощения ультразвука. Измерения акустических характеристик сыворотки крови выполнялись с помощью интерферометра постоянной длины в акустических ячейках объемом около 80 мкл в температурном диапазоне 28–40°C, в частотном интервале 1.4–14 МГц.

Томилина Т.М., Бахтин Б.Н., Афанасьев К.М., Бобровницкий Ю.И. «Теоретическая модель и экспериментальное исследование эффективного звукопоглотителя резонансного типа для средних частот» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 613-615 (2018)

Рассматривается модель эффективного звукопоглотителя с внутренней структурой, состоящей из нескольких компактных резонаторов с разными параметрами. Для получения максимальной эффективности используется метод согласования импедансных характеристик звукопоглотителя и акустической среды. Приводятся экспериментальные результаты определения максимального коэффициента звукопоглощения в диапазоне частот 100–1000 Гц для тестовых образцов, изготовленных по технологии 3D-печати.

Полянский А.И., Сапожников О.А. «Теоретическое исследование кавитационного механизма возникновения артефакта мерцания при ультразвуковой визуализации почечных камней» Известия РАН. Серия физическая, 82, № 1, с. 616-620 (2018)

Рассмотрен один из возможных механизмов артефакта мерцания – рассеяние зондирующих импульсов на газовых пузырьках, расположенных на поверхности камня. Построена численная модель для расчета ультразвуковых сигналов, возникающих в результате рассеяния диагностических УЗ-импульсов на почечном камне и на расположенных на его поверхности пузырях. Моделирование проводится на основе уравнений эластоупругости, описывающих распространение возмущений малой амплитуды в твердой среде, и уравнения Нолтинга–Непайреса, позволяющего рассчитать поведение радиуса газового пузырька и вычислить соответствующий рассеянный сигнал. Полученные результаты позволяют заключить, что кавитация газовых пузырьков действительно может быть причиной возникновения артефакта мерцания.