Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

13.02 Распространение акустических волн в тканях и органах

 

Смирнов А.С., Смольников Б.А. «Управление резонансными колебаниями нелинейных механических систем на основе принципов биодинамики» Машиностроение и инженерное образование, № 4, с. 11-19 (2017)

Обсуждаются резонансные свойства биодинамики локомоционных движений животных и человека, и формулируются принципы синтеза отвечающих им биоморфных управлений мышечным аппаратом. Предлагается использовать подобные резонансные управления, трактуемые как коллинеарные управления, для возбуждения резонансных колебаний в линейных и нелинейных механических системах с произвольным числом колебательных степеней свободы. С помощью этого управления можно раскачивать систему по каждой из форм колебаний в отдельности вплоть до достаточно больших амплитуд. На примере простейшей колебательной системы – двойного математического маятника – дается численный расчет возбуждения и развития авторезонансного режима. На основе этих данных можно определить дрейф форм и частот колебаний при переходе из линейной зоны в нелинейную, который отчетливо проявляется в процессах локомоции живых организмов. Полученные результаты наглядно демонстрируют возможности управления как развитием авторезонансного режима, так и его стабилизацией или подавлением.

Машиностроение и инженерное образование, № 4, с. 11-19 (2017) | Рубрики: 05.04 10.04 13.02

 

Руденко О.В., Цюрюпа С., Сарвазян А. «Напряжение скелетных мышц как способ защиты костей и суставов от ударных нагрузок» Акустический журнал, 64, № 4, с. 14-25 (2018)

Ранее мы предположили, что диссипация механической энергии внешнего воздействия является фундаментальной функцией скелетной мышцы в дополнение к ее первичной функции – преобразованию химической энергии в механическую. В данной статье представлено математическое обоснование этой гипотезы. Вначале рассматривается простая механическая модель, в которой мышца считается простой гуковской пружиной. Этот анализ служит введением к рассмотрению биомеханической модели с учетом молекулярного механизма сокращения мышц, кинетики миозиновых мостиков, динамики саркомеров и натяжения мышечных волокон. Показано, что мышца ведет себя как нелинейная и адаптивная пружина, уменьшающая силу удара и увеличивающая длительность соударения. Получены временные профили реакции мышц на удар в зависимости от степени сокращения мышц, длительности фронта удара и постоянных времени закрытия миозиновых мостиков. Поглощение энергии механического удара достигается за счет повышенной вязкоупругости напряженной скелетной мышцы. Управление уровнем напряжения позволяет оптимизировать жесткость и вязкость мышц, необходимые для защиты суставов и костей от травм.

Акустический журнал, 64, № 4, с. 14-25 (2018) | Рубрики: 05.13 13.02

 

Ширяев А.Д. Исследование распространения звука в дыхательной системе человека при просветном зондировании сложными сигналами (2016)

Исследованы механизмы распространения звука в дыхательной системе человека с использованием трансмиссионного зондирования сложными сигналами. Содержание: Состояние вопроса и постановка задачи; Материалы и методы; Исследование акустических характеристик легких человека с помощью метода сжатия импульса; Частотные характеристики воздушно-структурного и структурного механизмов проведения; Исследование проведения высокочастотного звука; Подходы к акустической визуализации легких.

Исследование распространения звука в дыхательной системе человека при просветном зондировании сложными сигналами (2016) | Рубрика: 13.02

 

Шихабудинов А.М. Исследование физических свойств нанокомпозитных материалов и биологических сред при помощи акустических волн в пьезоэлектрических структурах (2011)

Определены акустические и диэлектрические параметры новых полимерных нанокомпозитных материалов, изучены сорбционные свойства мицелиальных пленок дана оценка возможности их применения при создании химических акустических датчиков. Исследованы пути улучшения характеристик резонаторов на объемных акустических волнах с поперечным электрическим полем и разработаны на их основе иммунологические акустические датчики

Исследование физических свойств нанокомпозитных материалов и биологических сред при помощи акустических волн в пьезоэлектрических структурах (2011) | Рубрики: 13.02 14.04

 

Мазуров М.Е. «Нелинейные вогнутые спиральные автоволны в активных средах, переносящие энергию, их приложения в биологии и медицинЕ» Математическая биология и биоинформатика, 13, № 1, с. 187-207 (2018)

Обзор работ, посвященных выпуклым спиральным автоволнам, которые довольно широко известны. В последнее время был открыт новый тип автоволн – вогнутые автоволны, они распространяются от периферии к центру области и способны переносить энергию. Доказано, что спиральные вогнутые автоволны могут существовать в специфических неоднородных активных средах. Их существование подтверждено вычислительными экспериментами. Установлено, что вогнутые автоволны широко распространены в природе. В статье приведен более подробный обзор биологических и медицинских приложений спиральных вогнутых автоволн, известно также, что их много в физике, химии, гидродинамике, метеорологии, космосе. Вогнутые спиральные автоволны, переносящие энергию, являются одним из существенных инструментов самоорганизации систем.

Математическая биология и биоинформатика, 13, № 1, с. 187-207 (2018) | Рубрика: 13.02