Ванг Дж.М., Ванг Х., Ма Й., Минг К.Дж., У Дж.К. «Характеристики течения в сверхзвуковой открытой полости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 135-149 (2019)

Течение в открытой полости подвержено интенсивным самоподдерживающимся осцилляциям. Это нестационарное течение, характеризуемое множественными тонами, порождает мощные пульсации давления. В работе течение в полости при числе Маха набегающего потока 1.19 моделируется при помощи метода отсоединенных вихрей. Для лучшего понимания процессов переноса сдвигового слоя и частотных характеристик поле скорости потока на середине ширины полости изучено посредством разложения по динамическим модам (DMD). Выделены три первые моды сверхзвукового течения в полости и при их помощи описана конфигурация течения на доминирующих частотах; этим DMD-модам соответствуют течения с двумя, тремя и четырьмя вихрями. Предложены упрощенные модовые структуры, позволяющие определить динамику течения в сверхзвуковой полости. Когда волна сжатия, являющаяся частью петли обратной связи, сталкивается с волной вытеснения в определенном месте, возникает явление, аналогичное звуковому удару, производящее очень сильный шум в полости.

Пудовкин А.А., Кузнецов Г.Н., Кутаков С.И., Сухарцов А.А., Кешков Д.И., Китанов М.Ю., Майзель А.Б., Смагин Д.А. «Активное гашение интенсивных периодических сигналов в воздуховоде.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 178-179 (2019)

Пассивные поглотители звука ослабляют возмущения на низких частотах не эффективно, как следствие, в этом частотном диапазоне используются активные методы гашения. В воздуховоде гасящее поле вводится одним или несколькими электродинамиками, расположенными в сечении воздуховода на его цилиндрической поверхности. Наиболее эффективны методы с предсказывающей обратной связью, в которых производится наблюдение возмущения в сечении воздуховода ниже по потоку сечения расположения электродинамиков. Наблюдение формируется усреднением по нескольким микрофонам, расположенным на внутренней поверхности воздуховода, что уменьшает влияние помех, обусловленных турбулентным обтеканием микрофонов воздушным потоком. Для настройки контроллера гашения используется наблюдение возмущения в сечении воздуховода выше по потоку от зоны электродинамиков. Задача контроллера состоит в расчете электрического сигнала, подаваемого на электродинамики активного гашения по сигналу, зарегистрированному ниже по потоку от сечения расположения электродинамиков. Контроллер синтезировался но результатам идентификации передаточных характеристик первичного пути от микрофонов в сечении ниже по потоку до микрофонов в сечении выше по потоку, и вторичного пути от электродинамиков гашения до микрофонов выше по потоку. Идентифицированные передаточные характеристики формируют модель физического воздуховода, которая строилась, как внутренняя модель – в переменных состояния, т.е. в виде системы разностных уравнений первого порядка. При синтезе использовался алгоритм с внутренней моделью гасимого возмущения, для чего задавались частоты, на которых присутствовало возмущение. По ним строилась модель гасимого сигнала – также в переменных состояния. По модели воздуховода строился фильтр Калмана для оценки состояний модели воздуховода в текущий момент времени. Фактически находился вектор усиления в цепи обратной связи фильтра Калмана. Для этого решалось дискретное алгебраическое матричное уравнение Рикатти, параметры которого определялись параметрами идентифицированной модели физического воздуховода. Синтез контроллера проводился методом линейной квадратичной гауссовой (ЛКГ) оптимизации – фактически определялся вектор обратной связи ЛКГ контроллера. Для этого решалось упомянутое дискретное матричное уравнение Рикатти, параметры которого определялись параметрами внутренней модели гасимого возмущения. В физическом эксперименте использовались: цилиндрический воздуховод диаметром 150 мм, четыре 5-ти дюймовых динамика гашения типа В 1622.8, но 6 микрофонов тина ЕСМ-10 в двух сечениях наблюдения сигналов. Контроллер реализован в устройстве на основе процессора TigerSHARC ADSP-TS101S фирмы Analog Devices, частота дискретизации 6872Гц (изготовитель ЗАО «Инструментальные системы»). Приведены результаты эксперимента.

Шорстов В.А., Макаров В.Е. «Расчетное исследование особенностей истечения струй из прямоугольных сопел и генерируемого ими шума в дальнем поле» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 44-45 (2019)

Представлены результаты исследования с использование разрабатываемого в ЦИАМ нового численного метода течений в струях, истекающих в затопленное пространство из различных модельных сопел с прямоугольным поперечным сечением.

Федорченко Ю.П., Шорстов В.А., Макаров В.Е. «Использование гибридных сеток для расчета аэродинамических и акустических характеристик элементов силовых установок» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 292-293 (2019)

Представлены результаты расчетного исследования с помощью разрабатываемого в ЦИАМ нового численного метода аэродинамических и акустических характеристик элементов силовых установок с использованием т.н. гибридных сеток.

Макаров В.Ф., Модорский В.Я., Койнов И.И., Хроликова Д.Н. «Влияние типа отверстий в звукопоглощающих конструкциях на шумоглушение» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 198-201 (2018)

Рассмотрена идея использования в однослойной ЗПК отверстий с резьбой. Описана методика численного моделирования влияния шероховатости отверстий в ячейках однослойной ЗПК на шумопоглощение с использованием программного пакета AnsysCFX. Представлены результаты исследования на различных частотах в горле резонатора панелей из композиционного материала марки ВКУ-39 и выводы по эффекту использования полученных отверстий.

Братухин Ю.К., Макаров С.О. «Свободные колебания капли, погруженной в вязкую безграничную жидкость» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 1, с. 60-65 (2019)

Аналитически точно решена задача о свободных колебаниях капли, погруженной в жидкость, заполняющую все пространство в условиях невесомости. Обе жидкости считаются вязкими, инертными, несжимаемыми и взаимно насыщенными, форма капли слабо отклоняется от сферической. Найдено точное решение системы уравнений гидродинамики в приближении Стокса с учетом граничных условий на деформированной поверхности капли. Для самой крупномасштабной моды определены коэффициенты затухания, частоты колебаний и критические параметры, определяющие инертность, вязкость и упругость, при которых возникает апериодический режим движения. Показано, что с увеличением плотности и вязкости капли апериодический режим движения наступает при меньших значениях безр

Вишняков А.Н., Макашов С.Ю. «Применение метода двунаправленного СВИП-сигнала для оценки акустических характеристик камеры АК-2» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 161-163 (2019)

Основным критерием, определяющим пригодность помещения для измерений уровней звукового давления, определения диаграммы направленности источника шума и спектрального состава излучаемого звука, является обратноквадратичная зависимость уровня квадрата звукового давления от расстояния до источника. Данный критерий установлен в Приложении А ГОСТ 31273 2003 (ИСО 3745:2003). Характер спада уровня звукового давления с расстоянием обычно оценивают, перемещая микрофон или используя многоканальные измерения. Измерения являются достаточно длительными, особенно при использовании чистых тонов. Результаты, как правило, используются при аттестации заглушенных камер. Однако при проведении прецизионных измерений необходимо учитывать не только акустические свойства помещения, но и влияние различного технологического оборудования, например, державок, микрофонных стоек. Наличие отражений и уровень отраженного сигнала можно оценить, например, с использованием так называемого MLS-метода. Однако данный метод, хотя и позволяет определить наиболее значительные источники отраженного сигнала и выбрать оптимальные точки установки микрофонов, не дает оценки величины искажения звукового поля. С целью определения влияния микрофонных державок на точность акустических измерений была рассмотрена задача об отражении волны, порожденной точечным источником, от абсолютно твердого цилиндра и проведены экспериментальные исследования с использованием, как широкополосного сигнала – дозвуковой струи, так и тональных сигналов с использованием устройства сжатия динамического диапазона, широко применявшееся ранее в аппаратуре Br÷uel&Kjær. Регистрация уровней звукового давления при непрерывном изменении частот сигнала позволила оценить искажения уровней звукового давления при использовании различных вариантов установки микрофона. Для обеспечения проводимых в НИО-9 работ по метрологическому обеспечению измерений в ООО "Экофизика" была разработана специализированная система измерения амплитудно-фазовых характеристик звукового поля. При создании данной системы использовались всенаправленный источник звука OED-SP-012-600 и усилитель OED-PA-300 с дистанционным управлением, хорошо зарекомендовавшие себя в ходе работ по оценке возможности акустических измерений в помещении АДТ Т-104. Кроме того, был разработан специализированный низкочастотный источник звука. В данной системе используется специальный алгоритм, позволяющий определять амплитуду и фазу сигнала с очень высокой точностью. При измерениях в условиях, отличных от условий свободного звукового поля, интерференция прямого и отраженного сигналов приводит к наличию осцилляций амплитуды сигнала. Причем при измерениях в широких полосах частот этот эффект может быть незаметен, поскольку происходит перераспределение энергии колебаний в пределах полосы анализа. Однако при измерениях в узких полосах (сравнимых с периодом осцилляций) уровни звукового давления при перемещении микрофона от точки к точке могут отличаться достаточно сильно. Измерения в заглушенной камере АК-2 проводились при различном взаимном положении источника звука и микрофона, а также при различных вариантах установленного технологического оборудования. Были получены результаты, показывающие очень высокую чувствительность метода к небольшим искажениям звукового поля. Для примера на рисунке показано искажение сигнала за счет преграды, имитирующей державку (алюминиевая лестница располагалась на расстоянии 0.7 м сбоку или сзади от микрофона, а также на решетчатом иолу камеры между источником и микрофоном). В дальнейшем предполагается развитие метода для оценки амплитудных и фазовых характеристик акустических трактов, а также для определения коэффициента отражения материалов и конструкций.

Молод М.В., Максименков В.И., Федосеев В.И. «Особенности звукопоглощающих конструкций с гофровым заполнителем» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 152-153 (2019)

Гофровые панели находят широкое применение в конструкции летательных аппаратов. Чаще всего это панели фюзеляжа, крыла. В зарубежной авиационной технике гофровые конструкции применяются в качестве звукопоглощающих панелей. Проведенные исследования показали, что по акустической эффективности они не уступают сотовым конструкциям, но проигрывают им по весовым параметрам. В тезисах статьи рассмотрен способ повышения акустической эффективности гофровых панелей за счет применения специальной вставки. Проведены исследования гофровых металлических панелей, состоящих из двух обшивок одна из которых перфорированная и гофрового заполнителя, расположенного между ними. Гофровый заполнитель с обшивками соединяется контактной сваркой. Проведены испытания гофровых панелей. Основные материалы, применяемые для изготовления панелей Д16М, I2X18H10T, ОТ4-1. По механическим свойствам гофровые панели отличаются от обычных конструкций с сотовым заполнителем высокой степенью жесткости при изгибе. В продольном направлении анизотропные свойства панелей с гофровым заполнителем проявляются в большей степени, чем у слоистых панелей с сотовым заполнителем при эквивалентных конструктивных параметрах. Учитывая анизотропные свойства гофровых панелей, рекомендуется использовать их в таких конструкциях, где наибольшие напряжения действуют в продольных направлениях. При механических испытаниях гофровых панелей выявлено, что применяемая вставка не влияет на механические характеристики панели. Проведенные акустические испытания на установке канал с потоком показали на повышение эффективности новой конструкции гофровой панели в 1.7 раза. Разработана технология изготовления гофровой панели со вставкой. Дана оценка весовых параметров панели. Рассмотрены варианты применения нового типа гофровых панелей в качестве звукопоглощающих конструкций.

Максимов В.В. «Время "ИСТОКОВ"» Гидроакустика, № 38-1, с. 73-83 (2019)

Рассмотрены основные итоги 1 и 2-й научно-практических конференций молодых специалистов «ИСТОК», проводившихся в сентябре 2016 и сентябре 2018 гг. на базе АО «ОК «Чайка» Краснодарского края. Кратко изложено содержание лучших докладов, сделанных на четырех научно-технических секциях.

Марков А.А., Максимов Е.А. «Анализ эффективности ультразвуковых и магнитных каналов дефектоскопических комплексов при контроле рельсов» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 21, № 2, с. DOI 10.22213/2413-1172-2019-2-22-32 (2019)

Рассмотрены возможности диагностических комплексов, размещенных на вагонах дефектоскопах, при контроле рельсов со скоростью до 60 км/ч. Показана эффективность отдельных каналов комплексов, реализующих ультразвуковые методы отражения и прохождения при выявлении поперечных и продольных трещин в головке рельсов. Проанализирована значительная база данных реальных повреждений рельсов. Показано, что около 80% дефектов в головке рельса – это трещины продольной ориентации, которые весьма неуверенно выявляются ультразвуковыми наклонными каналами. Впервые оценен вклад каждого из ультразвуковых и магнитных каналов дефектоскопических комплексов в обнаружение дефектов в головке рельсов. Ни один из ультразвуковых каналов по отдельности не обеспечивает обнаружение всех рассмотренных повреждений. Магнитный метод контроля с активной системой намагничивания рельсов при поиске дефектов в головке рельсов на глубине до 20–22 мм не уступает по эффективности ультразвуковым методам контроля. Наличие магнитного канала с активной системой намагничивания позволяет дополнительно обнаруживать на 26% дефектов больше, чем при его отсутствии. Анализ сигналов от реальных дефектов еще раз подтвердил, что только комплексное применение ультразвуковых и магнитного методов контроля обеспечивает надежное и своевременное обнаружение опасных дефектов в рельсах.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Исследование взаимовлияния ячеек звукопоглощающих конструкций призматической формы» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 397-404 (2018)

Проводится численно-экспериментальное прогнозирование акустической эффективности резонаторов Гельмгольца при их совместной работе. Выявлены закономерности и основные механизмы взаимовлияния резонаторов призматической формы. Разработана схема взаимного расположения резонаторов при их совместной работе с минимальным взаимовлиянием.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Численное прогнозирование акустической эффективности призматических резонаторов Гельмгольца различной конфигурации» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 142-143 (2019)

Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в ее состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК). ЗПК представляют собой совокупность резонаторов Гельмгольца, выполненных в виде сотовой конструкции из полимерных композиционных материалов. Такие звукопоглощающие конструкции традиционно устанавливаются на внутренней поверхности воздухозаборника авиационного двигателя для снижения шума, распространяющегося в переднюю полусферу, и на стенках канала наружного контура двигателя для снижения шума, распространяющегося в заднюю полусферу. Особый интерес представляет использование группы резонаторов 1-DOF, 2-DOF, а также исследование их совместной работы. В рамках проведенных вычислительных экспериментов исследовалось взаимовлияние резонаторов призматической формы одинакового объема, резонаторов разного объема и составных резонаторов. Осуществлялся расчет величины демпфирующего эффекта, производимого резонаторами Гельмгольца при совместной работе, в диапазоне рабочих частот 100–3000 Гц на основе численного решения уравнения Гельмгольца. По результатам вычислительных экспериментов были получены зависимости коэффициента звукопоглощения от частоты. Выявлено взаимовлияние близко расположенных сотовых резонаторов одинакового объема при нормальном падении звуковой волны. Установлено, что акустическая эффективность пары резонаторов при совместной работе ниже, чем у единичного резонатора. При рассмотрении призматических резонаторов различного объема выявлено, что подобное сочетание резонаторов позволит с одной стороны уменьшить взаимовлияние резонаторов на их совместной частоте, а с другой стороны позволит увеличить широкополосность группы резонаторов. Обнаружено, что при совместной работе резонаторов различного объема повышается эффективность "базового” резонатора, а так же повышается широкополосность группы. При рассмотрении составных резонаторов выявлено, что наиболее эффективным сочетанием для "составного" и "базового" резонаторов, является сочетание, при котором резонатор меньшего объема находится сверху. Так на эффективность при совместной работе резонаторов влияет объем и форма. Следует подчеркнуть, что использование в качестве "базового" резонатора других форм, например "биконических", повысит эффективность системы в целом. Дополнительно стоит отметить, что при совместной работе составных резонаторов повышается не только эффективность "базового" резонатора, но и повышается широкополосность группы. В рамках верификации разработанной математической модели проводится сравнение результатов численного моделирования и лабораторных испытаний, проведенных на интерферометре с нормальным падением волны. Сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами лабораторных испытаний выявил, что для модели с парой резонаторов одинакового объема расхождение по коэффициенту звукопоглощения не превышает 5%, по частоте 2%.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А., Храмцов И.В. «Исследование влияния параметров перфорации сотовых ЗПК на их акустическую эффективность» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 144-145 (2019)

В настоящее время экология авиационного транспорта стала второй по актуальности проблемой, выделяемой Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), уступая первое место только безопасности полетов. Одной из доминирующих составляющих вредного воздействия авиации на окружающую среду является шум на местности, создаваемый воздушными судами. Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в её состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК). В процессе изготовления ЗПК возможно образование различных технологических неоднородностей или дефектов. Наиболее распространенные дефекты – уменьшение или увеличение диаметра отверстий перфорации. Образование дефектов приводит к увеличению разброса акустических параметров при проведении испытаний. Это приводит к усложнению процесса обработки полученных данных испытаний, а также к недостоверности получаемых результатов. В рамках численных экспериментов осуществлялся расчет величины демпфирующего эффекта, производимого призматическими ячейками с диаметрами перфораций горловины 1.6–2.6 мм в диапазоне рабочих частот 500–3000 Гц. Исследования проводились при уровнях звукового давления 100 и 130 дБ. По результатам вычислительных экспериментов были получены зависимости коэффициента звукопоглощения от частоты, а также построены зависимости собственной частоты резонатора и коэффициента потери акустического давления от диаметра горловины. Выявлено, что при уровне звукового давления 100 дБ увеличение диаметра перфорации с 1.6 мм до 2.6 мм приводит к повышению собственной частоты резонатора на 36%. Максимальное значение коэффициента звукопоглощения наблюдается при значении диаметра 2.2 мм. При уменьшении диаметра от 2.2 мм до 1.6 мм происходит снижение коэффициента звукопоглощения на 21%. При увеличении диаметра перфорации с 2.2 мм до 2.6 мм также наблюдается снижение коэффициента звукопоглощения на 22%. Выявлено, что при уровне звукового давления 130 дБ увеличение диаметра перфорации с 1.6 мм до 2.6 мм приводит к повышению собственной частоты резонатора на 32%, а также к повышению коэффициента звукопоглощения на 52%. Максимальное значение коэффициента звукопоглощения наблюдается при значении диаметра перфорации 2.6 мм. Кроме того, анализ полученных результатов показал, что изменение диаметра горловины влияет на его широкополосность при обоих уровнях звукового давления. В рамках верификации разработанной математической модели проводится сравнение результатов численного моделирования и лабораторных испытаний, проведенных на интерферометре с нормальным падением волны при уровнях звукового давления 100 и 130 дБ. Образцы ЗПК были изготовлены методом 3D печати. Сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами лабораторных испытаний выявил, что максимальное расхождение наблюдается для расчетного варианта с диметром 2.4 мм и составляет 3.5%, а также для диаметра 1.8 мм и составил 8% для уровня звукового давления 100 и 130 дБ соответственно.

Завольский Н.А., Малеханов А.И., Раевский М.А. «Сравнительный анализ методов пространственной обработки сигналов, принимаемых горизонтальной антенной решеткой в канале мелкого моря со взволнованной поверхностью» Акустический журнал, 65, № 5, с. 608-618 (2019)

Представленное ранее исследование влияния особенностей распространения низкочастотного акустического сигнала в канале мелкого моря в условиях развитого ветрового волнения на характеристики горизонтальной фазированной антенной решетки (ФАР) продолжено с целью сравнительного анализа эффективности различных методов пространственной обработки сигналов. Основное внимание уделено количественным оценкам дополнительного выигрыша оптимальной обработки по величине коэффициента усиления антенны в сравнении со стандартным методом ФАР, компенсированной в направлении на источник сигнала, в зависимости от основных параметров задачи – направления на источник и расстояния до него, скорости ветра, волновых размеров антенны. Численное моделирование выполнено для гидрологических условий, характерных для Баренцева моря в зимний период, частоты сигнала 250 Гц и в широком интервале расстояний до 500 км. Показано, что дополнительный выигрыш оптимизации обработки может меняться в широких пределах (от долей до нескольких дБ), при этом эффективность ФАР также варьирует в широких пределах и может иметь немонотонную зависимость от дистанции.

Разрезова К.В., Малец А.А. «Анализ процесса генерации звуковых волн термоакустическими источниками» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 20193, с. 110-116 (2019)

Уточнена методика расчета амплитуды колебательной скорости звуковой волны. Показано, что в случаях, когда термоакустический эффект звука нагружен жидкостями, вклад в акустическое поле излучения звука с поверхности твердого тела может быть довольно большим, и это необходимо учитывать при проведении исследований таких излучений. Перспективным направлением исследования является использование термофонов в качестве источников излучения звука в жидкую среду. Для проведения гидроакустических измерений в жидких средах необходимо разрабатывать специальные термофоны, гидроизолированные от проводящей жидкости за счет иммерсионной жидкости. В природе существует великое множество жидких диэлектриков. Например, для этой цели могут быть использованы жидкие диэлектрики, применяемые для поляризации пьезоэлементов, входящих в состав составных излучателей звука, которые широко используются в различных гидроакустических системах. При этом можно ожидать, что акустическая эффективность системы возрастет на 6–20 дБ.

Каюм А., Малик А. «Влияние частоты возбуждения и геометрии отверстия на течение жидкости и характеристики переноса тепла в синтетических струйных приводных механизмах (актуаторах)» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 135-150 (2019)

Синтетическая струя является новым способом организации пульсационного нестационарного течения, которое переносит линейный импульс в окружающее пространство путем поглощения и выбрасывания жидкости из полости с колеблющейся диафрагмой и потенциально полезна для охлаждения электроники. В работе производится численный анализ, нацеленный на исследование влияния изменения геометрических параметров отверстия и частоты возбуждения на флюидику синтетической струи. Подвижная пьезоэлектрическая диафрагма моделируется граничным условием с постоянной амплитудой напряжения. Вычисления выполнены с использованием пакета COMSOL 5.3a Multiphysics. Настоящее исследование концентрируется на рассмотрении синтетических струй, образованных в одной цилиндрической полости, которая имеет отверстия разного типа, такие как одиночное (круглое) отверстие, три таких отверстия, одиночную прямоугольную щель, или три прямоугольных щели. Для одиночного круглого отверстия и одиночной прямоугольной щели площади выходного сечения были выбраны равными 7.0 мм², тогда как для множественных круглых отверстий и прямоугольных щелей площади выходного сечения равнялись 21.0 мм². Скорость синтетической струи достигает максимума, когда диафрагма возбуждается с оптимальной частотой. В случае синтетической струи с единственным круглым отверстием оптимальная частота почти такая же, как и в случае отверстия в виде одиночной прямоугольной щели; однако для множественных отверстий оптимальная частота ниже, чем для синтетической струи из единственного отверстия. Правильность результатов моделирования проверяется изучением их независимости от параметров сетки, временного шага и формы области и подтверждается имеющимися экспериментальными данными. Результаты моделирования, полученные в данном исследовании, замечательны тем, что они дают первичную точку отсчета для расчетов влияния частоты возбуждения и формы отверстия. Проведенное исследование показывает, что максимальное значение среднего коэффициента теплопередачи равно 86.5 Вт/м²К для отверстия в виде одиночной прямоугольной щели, что на 21% больше по сравнению с одиночным круглым отверстием. Для отверстия в виде одиночной прямоугольной щели, когда отношение расстояний от отверстия до нагревателя (Z/b) равно 80, значение коэффициента теплопередачи равно 112.5 Вт/м²К, что примерно на 20.3% больше по сравнению с одиночным круглым отверстием при Z/d=14, и тем самым приводит к лучшим эксплуатационным качествам.

Малый В.В. «Виктор Александрович Зарайский» Гидроакустика, № 38-1, с. 84-90 (2019)

Филатов И.С., Армянинов И.С., Маматказин Т.Р. «Влияние параметров ультразвуковой сварки на прочность контактных соединений выводов интегральных микросхем» Вестник Тамбовского государственного технического университета (ТГТУ), 25, № 1, с. 149-154 (2019)

Исследованы зависимости прочности микросварных соединений от параметров ультразвуковой микросварки: усилия прижима, величины тока, подаваемого на генератор ультразвуковых колебаний, времени сварки. Получены параметры, при которых наблюдалась наибольшая прочность соединений контактов. Решена одна из главных задач в области сборки интегральных микросхем, а именно, подобраны оптимальные параметры для соединений типа «шарик–клин», формируемые из золотой проволоки на подложке с золотым покрытием на установке ультразвуковой мик

Борсуков А.В., Андреев В.Г., Гельт Т.Д., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Иванова Е.В., Ковалев А.В., Козлова Е.Ю., Мамошин А.В., Морозов М.В., Романов С.В., Руденко О.В., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В., Сафонова М.А., Тимашков И.А. Нелинейные ультразвуковые волны в средах с поглощением и дисперсией. Учебное пособие для физического практикума по акустике (2017). 112 с.

В учебном пособии представлены практические задачи, посвященные эффектам, связанным с распространением волн конечной амплитуды в нелинейных средах с учетом поглощения, дисперсии и дифракции. Задачи реализованы в специальном практикуме кафедры акустики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Изучаемые нелинейные явления присущи не только акустическим волнам; поэтому знакомство происходит с универсальными особенностями поведения интенсивных скалярных волн безотносительно к их физической природе. Описание экспериментальных установок и практических упражнений предваряется теоретическим материалом. Сборник предназначен для обучения студентов старших курсов естественных факультетов изучающих основы физики и математического описания нелинейных волновых процессов. Кроме того, он может служить практическим пособием для лиц, заинтересованных в повышении квалификации в области акустики.

Борсуков А.В., Андреев В.Г., Гельт Т.Д., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Иванова Е.В., Ковалев А.В., Козлова Е.Ю., Мамошин А.В., Морозов М.В., Романов С.В., Руденко О.В., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В., Сафонова М.А., Тимашков И.А. Эластография сдвиговой волны: анализ клинических примеров (2017). 376 с.

В монографии отражен 4-х летний опыт применения эластографии сдвиговой волны в многопрофильном стационаре.

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Мамышев Д.Л., Польняков Н.А. «Применение RANS/ILES метода для исследования течения и шума струи из сопла сверхзвукового делового самолета» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 42-43 (2019)

Для исследования течения и шума в струе и модельного сопла сверхзвукового делового самолета (СДС) применен вихреразрешающий RANS/ILES метод. Описаны условия эксперимента. Анализ результатов показал, что течение в струе существенно турбулентное. Установлено, что потенциальное ядро струи разрушается на расстоянии одной высоты пилона от кромки нижней отражающей поверхности. Быстрое разрушение потенциального ядра вызвано наличием разнонаправленных шевронов и эжекторных каналов, интенсифицирующих смешение. Замечен переворот осей струи для двух режимов течения. Ранее было получено, что при наличии экрана переворот осей в струе из прямоугольного сопла пропадает. Получены параметры течения в различных сечениях и параметры турбулентности в слоях смешения на продолжении кромок шевронов, эжекторных каналов и отражающих поверхностей. Проанализированы особенности спектральных и интегральных характеристик шума в ближнем поле струи.

Аманбаев Е.Н., Бейшекеев К.К., Алимбаев Б.А., Манапбаев Б.Ж. «Натурные исследования развития внутренней коррозии на углах поворотов в стальных трубах» Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета (КРСУ), 18, № 12, с. 74-78 (2018)

Рассматривается вопрос развития коррозии на углах поворотов в стальных трубах гидротехнических сооружений, который исследован недостаточно. С помощью ультразвукового контроля была определена степень развития коррозии на углах поворотов в стальных трубах. По результатам исследований доказана первостепенность развития коррозии на криволинейных участках труб. Предложены мероприятия по надежной эксплуатации труб гидротехнических сооружений.

Рутенко А.Н., Гриценко В.А., Ковзель Д.Г., Манульчев Д.С., Фершалов М.Ю. «Методика оценки параметров измеренных на Сахалинском шельфе акустических импульсов для многофакторного анализа их влияния на серых китов» Акустический журнал, 65, № 5, с. 662-674 (2019)

В 2015 г. во время проведения сейсморазведок на северо-восточном шельфе о. Сахалин у дна в точках, расположенных на границах и внутри районов летне-осеннего нагула серых китов, проводились стационарные измерения вариаций акустического давления в частотном диапазоне 2–15000 Гц с динамическим диапазоном 145 дБ. В акустическом мониторинге были задействованы 40 автономных подводных регистраторов. Суммарная продолжительность акустических измерений составила 4312 суток. Целью представленного в статье мониторинга было получение оценок параметров акустических импульсов, сформированных на шельфе сейсморазведочными сигналами и забивкой фундаментных свай на берегу, для многофакторного корреляционного анализа влияния данных работ и исследований на поведение серых китов.

Марков А.А., Максимов Е.А. «Анализ эффективности ультразвуковых и магнитных каналов дефектоскопических комплексов при контроле рельсов» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), 21, № 2, с. DOI 10.22213/2413-1172-2019-2-22-32 (2019)

Рассмотрены возможности диагностических комплексов, размещенных на вагонах дефектоскопах, при контроле рельсов со скоростью до 60 км/ч. Показана эффективность отдельных каналов комплексов, реализующих ультразвуковые методы отражения и прохождения при выявлении поперечных и продольных трещин в головке рельсов. Проанализирована значительная база данных реальных повреждений рельсов. Показано, что около 80% дефектов в головке рельса – это трещины продольной ориентации, которые весьма неуверенно выявляются ультразвуковыми наклонными каналами. Впервые оценен вклад каждого из ультразвуковых и магнитных каналов дефектоскопических комплексов в обнаружение дефектов в головке рельсов. Ни один из ультразвуковых каналов по отдельности не обеспечивает обнаружение всех рассмотренных повреждений. Магнитный метод контроля с активной системой намагничивания рельсов при поиске дефектов в головке рельсов на глубине до 20–22 мм не уступает по эффективности ультразвуковым методам контроля. Наличие магнитного канала с активной системой намагничивания позволяет дополнительно обнаруживать на 26% дефектов больше, чем при его отсутствии. Анализ сигналов от реальных дефектов еще раз подтвердил, что только комплексное применение ультразвуковых и магнитного методов контроля обеспечивает надежное и своевременное обнаружение опасных дефектов в рельсах.

Медведский А.Л., Мартиросов М.И., Хомченко А.В. «Численное исследование динамики композитных подкреплённых панелей с межслоевыми дефектами технологического характера при нестационарных воздействиях» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 230-231 (2019)

Классическими дефектами в элементах конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) являются: непроклей и расслоение. Такие дефекты относятся к внутренним, так как охватывают внутренние слои композитного пакета. Во многих случаях дефекты могут быть обнаружены только с использованием дорогостоящих средств неразрушающего контроля (в том числе, ультразвуковая дефектоскопия, рентгеновская, токовихревая, оптическая голография, акустический контроль). Особое место в механике композитов занимают задачи о динамическом поведении последних и исследование разрушения панелей с использованием различных критериев. Описывается решение задачи методом конечных элементов (МКЭ) с помощью программного комплекса LS-DYNA с применением явной схемы интегрирования по времени полной системы уравнений МКЭ.

Мартьянов П.С. «Широкополосный синтезатор частоты для акустооптики» Радиотехника и электроника, 63, № 11, с. 1197-1200 (2018)

Сконструирован и исследован широкополосный цифровой синтезатор частоты для акустооптических фильтров. Расширен диапазон синтезируемых частот по сравнению с синтезаторами на основе фазовой автоподстройки частоты. Разработан интерфейс для управления предложенной конструкцией, с помощью которого пользователь может самостоятельно вводить значения частот. Реализован опытный образец двухканального синтезатора частоты c возможностью независимой работы каналов.

Козицин И.В., Чхартишвили А.Г., Марченко А.М., Норкин Д.О., Осипов С.Д., Утешев И.А., Гойко В.Л., Палкин Р.В., Мягков М.Г. «Моделирование политических взглядов российских пользователей социальной сети ВКонтакте» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 3-20 (2019)

Предложены две модели машинного обучения для автоматического определения политических взглядов российских пользователей ВКонтакте, в основе которых лежит микроподход к анализу данных ВКонтакте. Результаты приложены к различным научным и прикладным сферам. Одна из них – мониторинг общественного мнения: в результате апробации на выборке, состоящей из 22 миллионов цифровых отпечатков аккаунтов совершеннолетних пользователей, были построены две оценки распределения симпатий соответствующих пользователей в преддверии выборов Президента РФ 2018 года. При использовании этих оценок для построения ретроспективного прогноза результатов выборов средние абсолютные ошибки составили 12 и 19.4% соответственно, причем в первом случае были верно расставлены три первых места. Кроме того, представлен подход к калибровке параметров математических моделей динамики мнений, а именно, величин, отвечающих за сами мнения пользователей. В основе данного подхода лежат оценки, генерируемые построенными алгоритмами.

Смирнов В.М., Юшкова О.В., Марчук В.Н., Дутышев И.Н., Чернышев Б.В., Лаптев М.А. «Исследование поверхности и строения грунта Луны многоцелевым радиофизическим комплексом РЛК-Л в проекте "Луна-Ресурс"» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 27–29 июня 2017 г., с. 124-128 (2017)

Подповерхностное зондирование лунного грунта и определение электрофизических характеристик лунного грунта методами радиолокационного зондирования в локальном и региональном масштабах.

Белов В.Д., Гладилин А.В., Смагин Д.А., Петров А.А., Маслов В.Л. «Эффективность применения систем активного гашения колебаний судовых конструкций» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2, с. 150-158 (2019)

Объект и цель научной работы. Экспериментальное исследование эффективности применения систем активного гашения (САГ) колебаний судовых конструкций. Материалы и методы. Испытания систем активного виброгашения на макетах, имитирующих судовое оборудование. Измерения параметров виброакустических полей при выключенной и включенной САГ. Эффективность активных средств оценивалась по уменьшению среднеквадратичных значений вибрации фундаментной конструкции. Основные результаты. Испытания САГ показали высокую эффективность снижения вибраций, возбуждаемых периодическими силами и передающихся на судовые конструкции через опорные связи. Эффективность 4-канальной САГ составила не менее 18 дБ. Эффективность 6-канальной САГ, направленной на снижение периодической вибрации, распространяющейся от движителя через валопровод на фундаментные конструкции, составила ∼10 дБ. Заключение. Показана перспективная возможность эффективного применения активных средств виброгашения для снижения вибрации, создаваемой оборудованием и механизмами и распространяющейся через опорные связи по судовым конструкциям.

Дмитриев В.Г., Самохин В.Ф., Маслова Н.П. «Метод и результаты оценки влияния компоновки двигателей на уровни шума на местности дозвукового самолета» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 69-70 (2019)

Представлены методика оценки и экспериментальные и расчетные данные по влиянию экранирования шума СУ крылом и фюзеляжем на уровни шума самолета в трех контрольных точках на местности. Дается сравнение расчетных оценок эффекта экранирования шума, полученных с помощью реализованных в программных комплексах “ANOPP” и “Аэрошум” приближенных методов расчета дифракции звука. Показано влияние шума планера на величину снижения уровня шума самолета на режиме захода на посадку за счет экранирования шума СУ .

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Величко С.А., Матвеев В.А. «Локализация и ранжирование источников шума современного пассажирского самолета в натурном летном эксперименте» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 59-60 (2019)

Настоящая работа проводилась специалистами отделения аэроакустики ФГУП "ЦАГИ" в интересах ПАО «Корпорация «Иркут» в рамках предварительных сертификационных летных испытаний (ЛИ) по определению характеристик воспринимаемого шума на местности самолета МС-21-300. Работа выполнялась в комплексе с единой программой, разработанной совместно специалистами ПАО "Корпорация "Иркут", АО «ЛИИ им. М.М. Громова» и ФГУП ЦАГИ в соответствии с рекомендациями стандарта ИКАО (документ Doc.9501). Актуальность исследования вызвана необходимостью завершения сертификации характеристик шума на местности в Российской Федерации и тем, что уже на 2020 г. запланирована сертификация EASA (Европейское агентство по безопасности полетов) самолета МС-21-300 с двигателями PW1400G-JM в EASA. Результаты сертификационных испытаний могут во многом определить конкурентоспособность и возможность продвижения на международные рынки нового отечественного самолета – прямого конкурента среднемагистральным самолетам фирм Боинг и Эрбас. С учетом введения ИКАО с 31 дек. 2017 г. новых норм по шуму на местности, ужесточенных на 7 EPNдБ по сравнению с предыдущими требованиями, задача акустической диагностики и «настройки» натурного самолета в летном эксперименте, то есть достижение соответствия вновь введенным требованиям, приобретает первостепенное значение. Целью настоящей работы являлось проведение акустических измерений с использованием 108-микрофонной антенны фирмы Br÷uel&Kjær в ходе летных испытаний по шуму на местности самолета МС-21-300 с двигателями PW1400G-JM и отработка методологии ранжирования и локализации источников шума в натурном летном эксперименте. В результате проведенных летных испытаний впервые в практике отечественного самолетостроения на опытном самолете МС-21-300 № 001 с двигателями PW1400G-JM проведена отработка методологии локализации и ранжирования пролетного шума натурного самолета. Для получения экспериментальных данных был использован имеющийся в ЦАГИ аппаратно-программный комплекс, состоящий из 108-микрофонной антенны диаметром 12 м, многоканальных блоков сбора акустической информации, системы GPS синхронизации, программного обеспечения сбора и пост-процессинга акустических данных фирмы Br÷uel&Kjær, Дания. Совместно с предварительными сертификационными летными испытаниями на режиме захода самолета на посадку были выполнены акустические измерения при различных высотах пролета над центром антенны (100–180 м), углах тангажа (0.6–4.8°), режимах работы двигателя (обороты ротора низкого давления в диапазоне 3822 пр1<6083), положения механизации крыла (“FULL” и “FLAPS3”). Кроме известных источников шума на опытном самолете обнаружен дополнительный источник шума, а именно хвостовая пята, устанавливаемая по соображениям безопасности, шум обтекания которой превышает шум двигателя в нескольких полосах частот. Важно отметить, что наличие такого элемента может повлиять на уровни шума в сертификационной точке N, которые были измерены специалистами ЛИИ им. М.М. Громова в ходе предварительных сертификационных испытаний. Таким образом, созданная в настоящей работе новая методология проведения летных испытаний позволяет не только создать акустический «портрет» исследуемого самолета, но и обеспечить при необходимости доводку самолетов семейства МС-21 с двигателями PW и ПД-14 (и в перспективе SSJ-100) до требуемого уровня Стандартов ИКАО по уровням шума в контрольных точках на местности.

Буторина М.В., Куклин Д.А., Матвеев П.В., Олейников А.Ю. «Оценка шума железнодорожного транспорта и разработка шумозащитных мероприятий» Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), № 2, с. 57-65 (2019)

Железнодорожный транспорт является одним из основных источников шума в городах, под влиянием которого в России находится до 10% жилой застройки. В данной статье проанализированы факторы, влияющие на шумовую характеристику железнодорожных линий, и проведена оценка уровней шума потоков железнодорожного транспорта. Расчеты позволили оценить уровни шума железнодорожных линий различных категорий, которые составляют от 60 до 80 дБА в зависимости от загруженности и допустимой скорости магистрали. Анализ результатов расчета показывает, что под влиянием шума железнодорожных линий находится жилая застройка на расстоянии от 70 до 950 м. Предложенная классификация железнодорожных линий по уровням шума является основанием для разработки карт шума, она также позволила определить наиболее эффективные шумозащитные мероприятия, позволяющие обеспечить допустимые уровни шума на прилегающей территории. Наиболее эффективными мерами по снижению шума поездов представляется комплекс мероприятий, направленных на снижение шума в источнике и на пути распространения, т.е. шумозащитные экраны и их комбинация с мероприятиями по совершенствованию подвижного состава и улучшению акустических свойств пути.

Адян С.И., Андреев Н.Н., Беклемишев Л.Д., Гончаров С.С., Ершов Ю.Л., Матиясевич Ю.В., Осипов Ю.С., Пентус М.Р., Плунгян В.А., Рахилина Е.В., Садовничий В.А., Семёнов А.Л., Татевосов С.Г., Тихомиров В.М., Шень А.Х. «Владимир Андреевич Успенский (27.11.1930–27.06.2018)» Успехи математических наук, 74, № 4, с. 165-180 (2019)

Киселев Л.В., Медведев А.В. «О некоторых особенностях динамики автономного подводного робота при управлении эквидистантным движением вблизи дна» Гироскопия и навигация, 27, № 1, с. 93-106 (2019)

Выполнение поисково-обследовательских миссий автономного подводного робота связано, как правило, с движением по эквидистантным траекториям вблизи дна. Наибольшую сложность по маршруту следования представляет управление движением в вертикальной плоскости при наличии препятствий, связанных с рельефом дна. При обнаружении препятствий с помощью многоканальной эхолокационной системы переднего обзора обеспечивается эквидистантное движение подводного аппарата с отслеживанием профиля рельефа дна. Исследована динамическая модель движения с заданными требованиями к структуре и параметрам управления. Приведен сравнительный анализ динамических свойств системы управления в зависимости от конструктивных и функциональных особенностей исполнительных органов и дальномерной эхолокационной системы.

Медведев В.Т., Федорова Е.В., Боровкова А.М. «К оценке риска профессионального заболевания органов слуха отдельных категорий работников энергетических предприятий» Вестник Московского энергетического института (МЭИ), № 3, с. 134-141 (2019)

Электроэнергетика относится к видам деятельности, в которых высок риск травматизма и профессиональных заболеваний, поскольку труд энергетиков сопряжен с высоким напряжением, работой на высоте, воздействием вредных и опасных производственных факторов. Поэтому определение рисков и профессиональных заболеваний с целью их минимизации является одной из важнейших задач. Следует учитывать, что формирование условий для профессиональных заболеваний, как правило, происходит в результате сложной комбинации многих факторов. В структуре профессиональной заболеваемости преобладают потери слуха от воздействия шума и вибрационная болезнь, хотя их показатели в электроэнергетике значительно ниже общероссийских. Наиболее проблемными профессиями по данной патологии являются слесари по ремонту оборудования котельной, операторы котельной, слесари по ремонту парогазотурбинного оборудования, водители и трактористы. Установлено, что нарушения слуха связаны с возрастом, полом (чаще наблюдаются у мужчин), курением и характеристиками шума. Воздействие повышенных уровней шума приводит к формированию не только сердечно-сосудистой, но и эндокринной патологий, а также может быть фактором риска развития гестационной гипертензии и врожденных пороков развития плода. Приведен расчет риска профессионального заболевания органов слуха от негативного влияния шума при его увеличении, вследствие старения оборудования или нарушения технологических режимов, а также от использования средств индивидуальной защиты. Для работников шумных производств и профессий энергетической отрасли рекомендован комплекс профилактических мероприятий.

Медведева Е.В., Гончаренко Б.И., Шуруп А.С. «Исследование векторно-фазовой структуры звукового поля на гидроакустическом полигоне МГУ для целей пассивной томографии» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2019/4 (2019)

Приводятся результаты обработки данных натурных измерений векторно-фазовой структуры звукового поля, полученные в ходе эксперимента на гидроакустическом полигоне МГУ летом 2018 г., в котором двумя разнесенными в пространстве комбинированными приемными модулями (содержащими приемник звукового давления и векторный приемник) регистрировалось шумовое поле акватории при наличии активного судоходства. На основе синхронизованных записей давления и трех взаимно ортогональных проекций колебательной скорости проведена оценка пространственной анизотропии и убывания шумового поля, оценены значения пеленгов на проходящее судно как на звуковой источник. Полученные результаты используются для экспериментальной апробации алгоритма, позволяющего восстановить взаимную ориентацию каналов векторных приемников, установленных на дно акватории в различных географических точках. Предложенный подход позволяет упростить техническую сторону проведения экспериментов с разнесенными в пространстве комбинированными приемными модулями, так как не требует дополнительных процедур по контролю ориентации каналов векторных приемников при их установке на дно акватории. Полученные результаты могут быть использованы при построении схем пассивной томографии шельфовых морей с упрощенными требованиями на их практическую реализацию.

Дьянов Д.Ю., Медведкина М.В., Быков А.Н., Попов В.В. «Методы топологической оптимизации в программном комплексе 3D Printer» Математическое моделирование, 31, № 7, с. 75-90 (2019)

В рамках проекта «Разработка атласа типовых форм для топологической оптимизации конструкций, формируемых методом селективного лазерного плавления, и их производственная верификация» (договор с Министерством образования и науки, шифр 2016-14-579-0009-492), участниками которого являются НИТУ «МИСиС», АО «НПО «ЦНИИТМАШ», ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», Министерство образования и науки РФ, ОАО «Наука и инновации» (ГК «Росатом») ведется разработка программного обеспечения, позволяющего проводить топологическую оптимизацию деталей с различными ограничениями целевой функции, а также генерировать и использовать различные типы ячеистых структур для заполнения объёма деталей. В статье приведено описание методов и алгоритмов топологической оптимизации конструкций с ограничениями целевой функции по смещению и напряжению, разработанных в интересах использования в базовой версии программного обеспечения.

Медведский А.Л., Мартиросов М.И., Хомченко А.В. «Численное исследование динамики композитных подкреплённых панелей с межслоевыми дефектами технологического характера при нестационарных воздействиях» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 230-231 (2019)

Классическими дефектами в элементах конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) являются: непроклей и расслоение. Такие дефекты относятся к внутренним, так как охватывают внутренние слои композитного пакета. Во многих случаях дефекты могут быть обнаружены только с использованием дорогостоящих средств неразрушающего контроля (в том числе, ультразвуковая дефектоскопия, рентгеновская, токовихревая, оптическая голография, акустический контроль). Особое место в механике композитов занимают задачи о динамическом поведении последних и исследование разрушения панелей с использованием различных критериев. Описывается решение задачи методом конечных элементов (МКЭ) с помощью программного комплекса LS-DYNA с применением явной схемы интегрирования по времени полной системы уравнений МКЭ.

Денисов С.Л., Медведский А.Л. «Исследование воздействия акустического излучения крупномасштабных когерентных структур на отклик и долговечность плоских полигональных пластин.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 225-226 (2019)

Рассматривается задача взаимодействия акустического излучения крупномасштабных когерентных структур типа волн неустойчивости с плоской упругой полигональной пластиной, описываемой в рамках теории Кирхгофа. Волны неустойчивости рассматриваются в качестве элементарных источников звука и представляют собой гармонические по времени колебания струи, описывающиеся с помощью волновых пакетов. Для упругой пластины, подвергающейся акустическому воздействию со стороны волн неустойчивости, получены явные выражения, позволяющее вычислить напряженно-деформированное состояние, а также оценить долговечность с помощью различных теорий при произвольных условиях закрепления пластины по контуру. В качестве основного объекта исследования рассматривается являющаяся элементом обшивки планера летательного аппарата плоская полигональная пластина неканонической формы, которая расположена в бесконечном, акустически жёстком экране, разделяющем акустическую среду на верхнее и нижнее полупространства. Источником звукового воздействия на пластину является шум, излучаемый высокоскоростной струей, описываемой с помощью развивающихся вниз по потоку пакетов волн неустойчивости – экспериментально подтверждённых крупномасштабных когерентных структур. В данной работе волны неустойчивости рассматриваются в качестве элементарных источников звука и представляют собой гармонические по времени колебания струи, описывающиеся с помощью волновых пакетов. Суммарный шум струи находится как стохастическая сумма вкладов различных волн неустойчивости. Определения формы волнового пакета опирается на тот факт, что среди всех возможных возмущений на начальном участке струи происходит выделение пространственно неустойчивых возмущений (волн неустойчивости), амплитуда которых экспоненциально растет вниз по потоку (неустойчивость Кельвина–Гельмгольца) до тех пор, пока слой смешения остается достаточно тонким. Тем самым, эволюция возмущений в струе определяется не всей бесконечной совокупностью собственных колебаний струи, а лишь ее малой частью – волнами неустойчивости. С помощью численно-аналитического метода, предложенного в работе Kopiev V.F., Chernyshev S.A., Zaitsev M.Yu., Kuznetsov V.M. “Experimental validation of instability wave theory for round supersonic jet” // AIAA Paper 2006-2595. Проведены расчеты, демонстрирующие влияние излучения звука на напряженно-деформированное состояние пластины, её долговечность; построены диаграммы направленности излучения звука пластиной с различными упругими характеристиками и различными условиями закрепления по контуру. Показано, что разработанный метод расчета отклика и долговечности плоских полигональных пластин допускает обобщение на случай воздействия шума высокоскоростных струй, что позволяет провести оценочные расчёты напряженно-деформированного состояния и долговечности пластин с учетом эффекта переизлучения звука.

Гриценко С.А., Мейрманов А.М. «Усредненная модель распространения малых возмущений в конфигурации упругое тело–пороупругая среда для двухскоростного континуума» Вестник Московского энергетического института (МЭИ), № 4, с. 127-134 (2019)

Статья продолжает серию работ авторов, посвященных усреднению математических моделей, описывающих процессы изотермической акустики в гетерогенной среде с двумя компонентами, разделенными общей границей. Одна из компонент является упругим телом, другая – пороупругой сплошной средой. Пороупругой средой называют упругое тело, пронизанное системой пор, заполненных жидкостью. В качестве исходной модели использована точная математическая модель, полученная на основе классических законов механики сплошной среды. Дифференциальные уравнения модели содержат быстро осциллирующие коэффициенты, появляющиеся в результате перехода к безразмерным переменным. Предполагается, что существуют конечные или бесконечные пределы таких коэффициентов при стремлении к нулю малого параметра эпсилон. Авторы полагают малый параметр эпсилон равным отношению среднего размера пор к характерному размеру рассматриваемой области, от них зависят не только коэффициенты дифференциальных уравнений, но и геометрия рассматриваемой области. Выведены различные усредненные (предельные) модели с отсутствующими быстроосциллирующими коэффициентами. Для того, чтобы воспользоваться теорией усреднения и известными результатами об усреднении, добавлены упрощающие геометрические предположения о периодичностях и связанностях порового пространства и упругого скелета. Под усредненными моделями понимаются такие краевые задачи для уравнений или систем с относительно медленно меняющимися характеристиками, что решения краевых задач для исходных моделей сходятся (в некотором смысле) к решению соответствующих уравнений для усредненной модели, когда период s рассматриваемой периодической структуры стремится к нулю. В зависимости от характеристик сплошной среды (жидкость вязкая, слабовязкая, сжимаемая, несжимаемая, скелет сильно деформируемый, упругий, абсолютно твердый и т. д.) предельные режимы получаются различными. Исследован один из случаев со слабосжимаемой, слабовязкой жидкостью и слабодеформируемым упругим скелетом в одной области и упругим телом в другой. Исходная математическая модель достаточно точно отражает реальный физический процесс, однако настолько сложна, что стандартная схема усреднения для нее не работает. Поэтому в качестве основного инструмента использован метод двухмасштабной сходимости. С одной стороны, часто нельзя вычислить предельные режимы модели даже в терминах слабой сходимости, но это возможно сделать в терминах двухмасштабной сходимости. С другой стороны, последовательность решений, как правило, получается ограниченной, но не компактной, и в этом случае слабый предел последовательности не является удовлетворительным приближением к решению исходной математической модели, а предпочтительнее использовать двухмасштабный предел. Для отдельно взятой пороупругой области или для области, занятой упругим телом, результаты представлены ранее в работах авторов. В данном случае изучается совместное движение упругого тела и пористой упругой среды, и основная проблема заключается в выводе условий на общей границе упругой и пороупругой областей. Ключевые слова: композитные среды, периодическая структура, уравнения ламе, уравнения акустики, пороупругость, усреднение периодических структур, двухмасштабная сходимость.

Борзунов С.В., Семенов М.Е., Сельвесюк Н.И., Мелешенко П.А. «Гистерезисные преобразователи со случайными параметрами» Математическое моделирование, 31, № 7, с. 109-126 (2019)

Предложен новый класс моделей гистерезисных преобразователей, обобщающий классическое определение люфта на случай, когда геометрическое расположение определяющих его кривых зависит от случайного параметра. Выход стохастического преобразователя в этой ситуации трактуется как случайный процесс. Доказана корректность определения соответствующего преобразователя в терминах специальной предельной конструкции, позволяющей определить выход на произвольном непрерывном входе. Исследованы свойства введенного преобразователя, получены аналитические соотношения, определяющие первую и вторую моментные функции выхода, приведены иллюстративные примеры.

Колегов Р.Н., Мехоношин В.К., Синер А.А., Шуваев Н.В. «Разработка акустической модели проточной части газотурбинного двигателя» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 127-128 (2019)

Нестационарное течение в проточной части газотурбинного двигателя (ГТД) может возбуждать различные резонансные процессы, поскольку в проточной части двигателя присутствуют различные полости и каналы с отражающими стенками. Возникающие резонансы могут приводить к существенным нагрузкам, действующим на детали двигателя, и приводить к поломкам двигателя. В связи с этим очень важным представляется вопрос прогнозирования таких явлений на этапе проектирования двигателя, задолго до проведения испытаний. Это позволит существенно снизить затраты на доводку двигателя и избежать неожиданных поломок. Одной из наиболее подробных монографий по акустическим резонансам в компрессоре является диссертационная работа В. Helmich, в которой используются в основном экспериментальные методы исследования. Среди теоретических можно отметить работу S. Konig, в которой акустический резонанс рассматривается как причина поломки центробежной ступени компрессора. В работе создается специальная акустическая модель для расчета резонансов проточной части с учетом реалистичных условий течения в отдельных узлах газотурбинного двигателя. Модель состоит из двух частей: прогнозирование граничных условий, связанных с отражением волн от элементов ГТД, и собственно нестационарный расчет возникновения резонансов. Основными отражателями в проточной части являются вращающиеся лопаточные венцы компрессора или турбины. Методика оценки отражения звука от вращающегося венца отрабатывается на задаче об отражении звука от лопаточного венца Rotor 37. По данной задаче представлен анализ возникающих полей давления и рекомендации по обработке результатов расчетов. Задача о возникновении резонансов отрабатывается на расчете резонанса полости в форме прямоугольного параллелепипеда, а также ряде других модельных задач. В качестве объекта исследования рассматривается замкнутая прямоугольная воздушная полость с абсолютно жесткими стенками. В полости расположен точечный источник акустических колебаний, имеющий спектр частот в диапазоне 100–5000 Гц с линейным затуханием интенсивности колебаний на его концах по частоте. Спектр звукового давления в заданном диапазоне частот является равномерным, уровень звукового давления на каждой частоте составляет 100 дБ. Источник задан в виде источникового слагаемого в уравнении неразрывности, локализованного в произвольной точке пространства при помощи функции распределения Гаусса. Представлены результаты расчета модельных задач, результаты экспериментальных исследований, а также результаты сравнения расчета и эксперимента. Все расчеты выполнены в пакете ANSYS Fluent, используется модель термодинамически совершенного вязкого политропного газа.

Мехоношин В.К., Шуваев Н.В. «Численное моделирование распространения звуковых волн, выходящих из трубки малого сечения в бесконечное пространство» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 209-211 (2018)

Проведено численное моделирование распространения звуковых волн, выходящих из трубки малого сечения в бесконечное пространство. Представлено сравнение теоретических и расчетных результатов. Исследовано предположение о том, что звук, выходящий из трубки, является всенаправленным при определенной частоте.

Гук Д.Е., Мешков Е.Е. «Способ сохранения ориентации плоского ударника, ускоряемого в канале сжатым газом» Письма в Журнал технической физики, 45, № 14, с. 17-19 (2019)

Задача ускорения в цилиндрическом канале сжатым газом (в частности, продуктами детонации смеси ацетилена с кислородом) тонкого плоского ударника имеет отношение к проблеме падающего листа бумаги", поскольку движение ударника в канале неустойчиво по отношению к боковому смещению. Это может приводить к нарушению симметрии полета ударника, его перекосу и резкому снижению достигаемой скорости ударника. Экспериментально показана возможность сохранения ориентации ударника за счет ограничения его бокового смещения путем равномерного расположения на внутренней поверхности канала (по образующим поверхности) нескольких тонких нитей полимерной лески. Ключевые слова: плоский тонкий ударник, сжатый газ, ограничение бокового смещения ударника, удар по слою воды.

Мешков Е.Е., Мокрецов Р.В., Смагин И.Р. «О возможности реламинаризации в зоне РТ-перемешивания под действием ускоренного сдвигового течения» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 3-5 (2019)

Разработана методика экспериментального исследования влияния ускоренного сдвигового течения на развитие неустойчивости Рэлея–Тейлора (РТ) на границе двух жидкостей с малым числом Атвуда. С применением аналога метода лазерного ножа (флюоресценция под действием лазерного излучения) получены данные о структуре зоны РТ перемешивания и подтверждение стабилизации неустойчивости под действием ускоренного сдвигового течения.

Микрин Е.Л., Михайлов М.В., Орловский И.В., Рожков С.П., Краснопольский И.А. «Спутниковая навигация окололунных космических аппаратов и объектов на поверхности Луны» Гироскопия и навигация, 27, № 1, с. 22-31 (2019)

Предложена концепция построения глобальной навигационной спутниковой системы Луны (ГНССЛ) с опорой на существующую навигационную инфраструктуру глобальной навигационной системы ГЛОНАСС. В основе предложенного решения – создание орбитальной группировки (ОГ) навигационных спутников (НС) вокруг Земли, обслуживающих как окололунные космические аппараты, так и объекты на лунной поверхности. Исследованы два варианта развертывания ОГ. Проведено моделирование решения навигационной задачи в окрестностях Луны по сигналам предложенной ГНССЛ. Получена оценка точности навигационного решения для всех классов потребителей

Милешин В.И., Мухамедзянова М.М., Панков С.В., Россихин А.А. «Использование гармонических методов для расчета тонального шума вентиляторов и компрессоров» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 97-98 (2019)

Одним из возможных подходов к увеличению скорости расчета тонального шума лопаточных машин является переход от методов расчета во временной области к методам расчета в частотной области. Гармонические методы, в рамках которых нестационарное поле течение ищется в виде заданного набора полей гармоник, доказали свою эффективность в применении к расчетам тонального шума вентиляторов, где они позволяют сократить расчетную область до одного межлопаточного канала на каждый венец. Также в ряде работ, в том числе выполненных авторами, было показано, что гармонические методы позволяют провести приближенный расчет тонального шума многоступенчатой турбомашины с приемлемой точностью и вычислительными затратами. При этом возможно использование гармонических методов, как в линейной, так и в нелинейной постановке. Одним из программных комплексов, в которых реализована возможность проведения расчетов тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области, является программный комплекс ЦИАМ 3DAS. Метод, используемый в программном комплексе, основан на разложении нестационарного трёхмерного вязкого потока в системе отсчета лопаточного венца на две части: на стационарный неоднородный трёхмерный вязкий поток и нестационарные трёхмерные возмущения. Невязкие уравнения для возмущений решаются с использованием численных схем вычислительной аэроакустики.В программном комплексе дискретизация по пространству построена на основе метода конечных объемов, с использованием обобщенной на метод конечных объемов DRP схемы (Dispersion Relation Preserving Scheme). Для дискретизации уравнений по времени используется шестишаговая схема Рунге–Кутты типа HALE-RK (High-accuracy large-step explicit Runge–Kutta) четвертого порядка. Для расчета акустических характеристик в дальнем поле используется метод, основанный на уравнении Фокс Вильямса–Хоукингса. Метод расчета тонального шума многоступенчатых лопаточных машин в частотной области, реализованный в программном комплексе ЦИАМ 3DAS, отталкивается от кинематических соотношений, описывающих зависимость полей течения в турбомашине от времени и азимутального угла. В рамках метода решение в лопаточном венце ищется в виде набора полей гармонических фрагментов – совокупностей возмущений в венце, имеющих одинаковую частоту и фазовый сдвиг между границами межлопаточного канала. Ранее авторами было показано, что течение в венце можно разложить по гармоническим фрагментам. При этом каждой из гармоник базовой частоты возмущений в венце соответствует конечное число гармонических фрагментов, определяемое геометрией турбомашины. Данный метод прошел апробацию на тестовых задачах, а также на задаче расчета тонального шума первой подпорной ступени вентилятора ТРДД на режиме «посадка». Было показано удовлетворительное соответствие как между результатами расчетов во временной и в частотной областях, а также между результатами расчетов и эксперимента. В работе описываются результаты применения метод расчета тонального шума лопаточных машин в частотной области к различным вентиляторам и компрессорам низкого давления. В тех случаях, когда это возможно, выполнено сопоставление полученных результатов с результатами экспериментов, выполненных на стенде ЦИАМ Ц-3А.

Милюков В.К., Сажин М.В., Семенцов В.Н., Е С.Ц., Сье Ч. «Релятивистские редукции в прецизионных измерениях гравитационного поля Земли с помощью низкоорбитальных космических аппаратов» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 2, с. 82-88 (2019)

Развитие космических технологий открывает новые перспективы в создании моделей гравитационного поля Земли высокого разрешения. Применение прецизионной лазерной интерферометрической системы требует учета релятивистских эффектов в измерениях межспутникового расстояния в космической группировке. Основной величиной, измеряемой лазерной системой, является набег фазы лазерного луча при прохождении двойного расстояния между спутниками. В работе получено решение для релятивистской фазы, которое в дополнение к обычному члену Шапиро учитывает вклад квадрупольного члена в распределения массы Земли, спина Земли и приливных гравитационных полей, обусловленных гравитационными потенциалами внешних тел Солнечной системы. Сделана оценка членов релятивистской редукции на уровне точности ∼1 нм, которая полностью удовлетворяет точности прецизионных измерений в группировке, состоящей из двух космических аппаратов. В гравитационных мультипарных миссиях следующего поколения будет необходимо учитывать релятивистские эффекты следующего порядка малости.

Виноградов М.П., Милюков В.К., Миронов А.П., Мясников А.В. «Асимптотически оптимальный алгоритм для поиска и оценки моды шлихтера по долговременным деформационным данным» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 2, с. 89-94 (2019)

Мода Шлихтера (1S1) является самой длиннопериодной модой собственных колебаний Земли. Период этой моды зависит от разницы в плотности между внешним жидким и внутренним твердым ядром, что делает ее обнаружение очень важным для уточнения моделей Земли. Несмотря на многочисленные попытки обнаружения моды с использованием сети сверхпроводящих гравиметров, на данный момент подтвержденные экспериментальные данные о наблюдении моды Шлихтера отсутствуют, что связано с ее незначительной амплитудой на поверхности. В работе предлагается использовать для обнаружения моды Шлихтера данные лазерного интерферометра-деформографа Баксанской станции ГАИШ МГУ (Северный Кавказ) с длиной измерительного плеча 75 м. Для этого разработан асимптотически-оптимальный алгоритм для анализа данных с учетом их статистических свойств, выполнено моделирование обработки на искусственных данных для оценки величины возможного наблюдаемого эффекта и показателей обнаружения.

Константинов М.С., Мин Т. «Рациональные характеристики солнечной энергетической установки космического аппарата с ЭРДУ при прямом выведении на гелиоцентрическую орбиту для исследования Солнца» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 3, с. 93-105 (2018)

В проекте “Интергелио-Зонд” предполагается выведение космического аппарата на гелиоцентрическую орбиту с относительно низким перигелием и большим наклонением к плоскости эклиптики для исследования Солнца. В настоящей работе анализируется возможность использования электроракетной двигательной установки (ЭРДУ) в проекте “Интергелио-Зонд” и схема полета, не предполагающая использование гравитационных маневров. Анализируются оптимальные характеристики транспортной системы (удельный импульс и тяга ЭРДУ, мощность солнечной энергетической установки), как функции удельной массы солнечной электроракетной двигательной установки и КПД ЭРДУ. Показано, что транспортная система на базе ракеты-носителя “Союз-2.1б”, химического разгонного блока “Фрегат”, ЭРДУ с удельным импульсом 3000 с при удельной массе 20 кг/кВт и КПД 0.7 на рабочую гелиоцентрическую орбиту может вывести КА с массой полезной нагрузки почти 900 кг. При этом оптимальная мощность солнечной энергетической установки немного меньше 7.1 кВт, оптимальная тяга ЭРДУ 337 мН. Проанализированный вариант схемы перелета можно рассматривать как возможную альтернативную схему при реализации проекта “Интергелио-Зонд”.

Ванг Дж.М., Ванг Х., Ма Й., Минг К.Дж., У Дж.К. «Характеристики течения в сверхзвуковой открытой полости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 135-149 (2019)

Течение в открытой полости подвержено интенсивным самоподдерживающимся осцилляциям. Это нестационарное течение, характеризуемое множественными тонами, порождает мощные пульсации давления. В работе течение в полости при числе Маха набегающего потока 1.19 моделируется при помощи метода отсоединенных вихрей. Для лучшего понимания процессов переноса сдвигового слоя и частотных характеристик поле скорости потока на середине ширины полости изучено посредством разложения по динамическим модам (DMD). Выделены три первые моды сверхзвукового течения в полости и при их помощи описана конфигурация течения на доминирующих частотах; этим DMD-модам соответствуют течения с двумя, тремя и четырьмя вихрями. Предложены упрощенные модовые структуры, позволяющие определить динамику течения в сверхзвуковой полости. Когда волна сжатия, являющаяся частью петли обратной связи, сталкивается с волной вытеснения в определенном месте, возникает явление, аналогичное звуковому удару, производящее очень сильный шум в полости.

Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. «Оценка влияния взаимного расположения лопастей на аэродинамические и акустические характеристики соосного несущего винта вертолета» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 30-31 (2019)

К вертолету соосной схемы предъявляются требования об исключении соударения лопастей верхнего и нижнего винтов в процессе летной эксплуатации, уменьшения вибраций, обусловленных пульсациями тяги винтов, уменьшения шума, генерируемого, главным образом, соосным несущим винтом (НВ). Установлено, что начальный азимут лопасти, например, верхнего винта, не совпадающий с начальным азимутом лопасти нижнего винта, влияет на отмеченные выше особенности соосного вертолета. В данной работе выполнены численные исследования по оценке влияния начального азимута лопастей верхнего винта на пульсации силы тяги соосного НВ вертолета и его акустических характеристик. Исследования проводились в помощью метода расчета, основанного на нелинейной вихревой теории в нестационарной постановке

Вершков В.А., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М., Абалакин И.В., Бобков В.Г., Козубская Т.К. «Численные исследования аэроакустических характеристик модельного несущего винта вертолета на режиме горизонтального полета.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 289 (2019)

Основным объектом исследования в рамках представленной работы является изолированный модельный четрырехлопастный несущий винт с постоянным шагом жестких лопастей. Проведено численное исследование аэроакустических характеристик винта на режиме косого обтекания при различных скоростях набегающего потока в пакете CFD программ ANSYS CFX и российском пакете программ NOISEtte, разработанном в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН.

Мирзоян А.А., Халецкий Ю.Д. «Подход к снижению шума СПС за счет малошумного управления тягой СУ на взлете.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 40-41 (2019)

Одним из возможных способов снижения шума сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) на взлете является специальное управление взлетной тягой двигателей. Возможности такого управления тягой ограничиваются условиями действующей сертификационной процедуры по шуму (ИКАО, Приложение 16, том I; АС 36-4D, CS-36, АР-36), нормами летной годности (FAR 25, CS-25, АР-25), а также строгими требованиями к длине ВПП. Представленная работа посвящена исследованию возможности снижения шума двухдвигательного СПС при использовании специальных малошумных программ управления.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Алексенцев А.А., Берсенев Ю.В. «Оценка эффективности шевронных сопел для снижения шума авиационных двигателей» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 46-48 (2019)

Шевронные сопла используются в гражданской авиации для снижения шума струи. Примерами технического решения являются самолеты Боинг-787, Боинг-747-8 и Боинг-737-max, на которых установлены двигатели с шевронами на соплах наружного контура. Совместные работы ФГУП «ЦИАМ» и АО «ОДК-Авиадвигатель» но шевронным соплам проводятся на протяжении последних 14-ти лет. Акустические измерения проводились как в натурных условиях на стенде ОС-5 (Авиадвигатель), так и на моделях (Ц-17А4 ЦИАМ). Проточные части моделей были практически идентичны выхлопным соплам двигателей, в экспериментах воспроизводились натурные условия истечения (перепады давления по контурам и температуры потоков). В настоящей работе представлен анализ результатов исследований акустической эффективности шевронных сопел для двигателей со степенью двухконтурности m=2.36, m=4.5 и m=8.5. В заключение следует отметить, что анализ зарубежного опыта двигателестроения показывает, что проблемы с аномальным усилением высокочастотного шума при использовании шевронных сопел либо не возникают, либо они имеют адекватное решение. Примером является двигатель LEAP lb на самолете Boeing-737-max, шевронное сопло которого является аналогом сопла двигателя (АО «ОДК-Авиадвигатель») с m=8.5.

Виноградов М.П., Милюков В.К., Миронов А.П., Мясников А.В. «Асимптотически оптимальный алгоритм для поиска и оценки моды шлихтера по долговременным деформационным данным» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 2, с. 89-94 (2019)

Мода Шлихтера (1S1) является самой длиннопериодной модой собственных колебаний Земли. Период этой моды зависит от разницы в плотности между внешним жидким и внутренним твердым ядром, что делает ее обнаружение очень важным для уточнения моделей Земли. Несмотря на многочисленные попытки обнаружения моды с использованием сети сверхпроводящих гравиметров, на данный момент подтвержденные экспериментальные данные о наблюдении моды Шлихтера отсутствуют, что связано с ее незначительной амплитудой на поверхности. В работе предлагается использовать для обнаружения моды Шлихтера данные лазерного интерферометра-деформографа Баксанской станции ГАИШ МГУ (Северный Кавказ) с длиной измерительного плеча 75 м. Для этого разработан асимптотически-оптимальный алгоритм для анализа данных с учетом их статистических свойств, выполнено моделирование обработки на искусственных данных для оценки величины возможного наблюдаемого эффекта и показателей обнаружения.

Абдикаримов Р.А., Ходжаев Д.А., Нормуминов Б.А., Мирсаидов М.М. «Исследование параметрических колебаний вязкоупругой цилиндрической панели переменной толщины» Вестник Московского государственного строительного университета, 13, № 11, с. 1315-1325 (2018)

Рассматриваются изотропные вязкоупругие цилиндрические панели переменной толщины, находящиеся под действием равномерно распределенной вибрационной нагрузки, приложенной по одной из параллельных сторон, приводящей (при определенных сочетаниях частот собственных колебаний и возмущающей силы) к параметрическому резонансу. Считается, что под воздействием указанной нагрузки цилиндрические панели допускают перемещения (в частности, прогибы), соизмеримые с их толщиной. На основе классической гипотезы Кирхгофа–Лява построена математическая модель задачи о параметрических колебаниях вязкоупругой изотропной цилиндрической панели переменной толщины в геометрически нелинейной постановке. Выведены соответствующие нелинейные уравнения колебательного движения рассматриваемых панелей (в перемещениях). Предложена методика решения рассматриваемой нелинейной задачи на основе применения метода Бубнова–Галеркина при многочленной аппроксимации перемещений (и прогиба), а также численного метода, использующего квадратурные формулы. В качестве слабо-сингулярного ядра выбрано ядро Колтунова–Ржаницына с тремя различными реологическими параметрами. Результаты. Исследованы параметрические колебания вязкоупругих цилиндрических панелей переменной толщины под воздействием внешней нагрузки. При этом осуществлялся учет влияния на области динамической неустойчивости геометрической нелинейности, вязкоупругих свойств материала, а также других физико-механических и геометрических параметров и факторов (начальных несовершенств формы, соотношений сторон, толщины, граничных условий, коэффициента возбуждения, реологических параметров). Разработаны математическая модель и метод для оценки параметрических колебаний вязкоупругой цилиндрической панели переменной толщины с учетом геометрической нелинейности при действии периодических нагрузок. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами и данными других авторов. Проверена сходимость метода Бубнова–Галеркина.

Мисочко О.В. «Контроль дефазировки когерентных фононов, возбуждаемых фемтосекундными лазерными импульсами, в непрозрачных кристаллах» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 155, № 6, с. 975-990 (2019)

Методом невырожденного возбуждения и зондирования фемтосекундными лазерными импульсами исследована дефазировка когерентных фононов в полуметаллах и полупроводниках. На основе изучения зависимостей времени жизни когерентных фононов различной симметрии от длительности возбуждающего импульса, температуры кристалла и величины когерентной амплитуды, определяемых как методом когерентного контроля, так и длительностью импульса возбуждения, показано, что дефазировка когерентных фононов в линейном режиме контролируется состоянием окружения (резервуара), под которым понимается совокупность решеточных и электронных состояний, не вовлеченных в когерентное движение.

Микрин Е.Л., Михайлов М.В., Орловский И.В., Рожков С.П., Краснопольский И.А. «Спутниковая навигация окололунных космических аппаратов и объектов на поверхности Луны» Гироскопия и навигация, 27, № 1, с. 22-31 (2019)

Предложена концепция построения глобальной навигационной спутниковой системы Луны (ГНССЛ) с опорой на существующую навигационную инфраструктуру глобальной навигационной системы ГЛОНАСС. В основе предложенного решения – создание орбитальной группировки (ОГ) навигационных спутников (НС) вокруг Земли, обслуживающих как окололунные космические аппараты, так и объекты на лунной поверхности. Исследованы два варианта развертывания ОГ. Проведено моделирование решения навигационной задачи в окрестностях Луны по сигналам предложенной ГНССЛ. Получена оценка точности навигационного решения для всех классов потребителей

Пахов В.В., Михайлов С.А. «Анализ акустических характеристик модельного несущего винта на различных режимах работы» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 32-33 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных в аэродинамической трубе Т-1 К КНИТУ-КАИ (Казань), модифицированной для акустических исследований. Аэродинамическая труба АДТ Т-1 К – малых скоростей (до 50 м/с), замкнутого типа, с открытой рабочей частью диаметром 2.25 м и длиной 3 м. Модификация аэродинамической трубы заключается в создании вокруг открытой рабочей части шумопоглощающей камеры. Целью исследований было получение аэроакустических характеристик модели несущего винта вертолета в ближнем акустическом поле. Такие данные могут быть использованы для валидации численных методов расчетов аэроакустических характеристик.

Григорьев А.И., Ширяева С.О., Михеев Г.Е. «Об инкрементах неустойчивости волн различной симметрии на движущейся относительно материальной среды объемно заряженной струе» Журнал технической физики, 89, № 8, с. 1176-1182 (2019)

Исследованы инкременты неустойчивости капиллярных волн с произвольной симметрией (с произвольными азимутальными числами m) на поверхности объемно заряженной цилиндрической струи идеальной несжимаемой диэлектрической жидкости, движущейся относительно идеальной несжимаемой материальной диэлектрической среды. Показано, что при не слишком больших скоростях движения струи с увеличением объемной плотности заряда первой становится неустойчивой осесимметричная мода (m=0), затем изгибная (m=1), а затем изгибно-деформационная (m=2). Такая последовательность реализации неустойчивости азимутальных мод и определяет закономерности дробления заряженных струй в экспериментах. При скоростях струи, сравнимых с критической для реализации аэродинамической неустойчивости, первой теряет устойчивость мода с m=1. Для всех азимутальных мод определены зависимости величин максимальных инкрементов от волновых чисел. Ключевые слова: объемно заряженная струя, капиллярные волны, инкременты.

Шабанов Г.А., Рыбченко А.А., Лебедев Ю.А., Припатинская Е.А., Смоленский Е.В., Короченцев В.И., Крыжановский С.П., Фейгин С.А., Мищенко В.В., Журавель Г.М. «Опытный образец прибора "спектральный анализатор биоакустической активности головы человека"» Научное приборостроение, 29, № 1, с. 82-86 (2019)

Для изучения спектра глобальной биоэлектрической активности неспецифической системы мозга разработан медицинский прибор под названием "Спектральный анализатор биоакустической активности головы человека". Изготовлен опытный образец. Был предложен способ регистрации суммарного акустического поля головного мозга человека с помощью индукционного датчика. Рассмотрено устройство индукционных датчиков, особенности узкополосного спектрального анализа и новая система частотных координат - матрица "множества функциональных состояний", или "висцером". Прибор может быть использован для оценки адаптационных возможностей организма при взаимодействия с агрессивными факторами внешней среды, функционально-топической диагностики внутренних органов.

Иванов С.В., Могилевич Л.И., Попов В.С. «Продольные волны в нелинейной цилиндрической оболочке, содержащей вязкую жидкость» Труды Московского авиационного института, № 105, с. 1 (2019)

Развивается метод возмущений для исследования волн деформаций в физически нелинейной упругой цилиндрической оболочке с конструкционным демпфированием в продольном направлении, содержащей вязкую несжимаемую жидкость и окруженной упругой средой Винклера. Метод двухмасштабных разложений приводит к обобщенному Р-модифицированному уравнению Кортевега–де Вриза, не имеющему точного решения. Влияние упругой окружающей среды, конструкционного демпфирования, наличие внутри оболочки вязкой жидкости, оценено путем реализации численного решения этого уравнения.

Макаров В.Ф., Модорский В.Я., Койнов И.И., Хроликова Д.Н. «Влияние типа отверстий в звукопоглощающих конструкциях на шумоглушение» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 198-201 (2018)

Рассмотрена идея использования в однослойной ЗПК отверстий с резьбой. Описана методика численного моделирования влияния шероховатости отверстий в ячейках однослойной ЗПК на шумопоглощение с использованием программного пакета AnsysCFX. Представлены результаты исследования на различных частотах в горле резонатора панелей из композиционного материала марки ВКУ-39 и выводы по эффекту использования полученных отверстий.

Ильгамов М.А., Моисеева В.Е. «Изгиб круглой пластины под действием давления газа» Механика твердого тела, № 3, с. 76-85 (2019)

Изучено влияние среднего избыточного давления окружающей среды на линейный и нелинейный изгиб круглой пластины. Разные значения давления газов на обе поверхности пластины образуют поперечную распределенную нагрузку, состоящую из перепада давлений и взаимодействия среднего давления с кривизной срединной поверхности. При малом отношении среднего давления к модулю упругости материала и при большой относительной толщине влияние второй составляющей нагрузки на изгиб мало. При большом отношении среднего давления к модулю упругости и малой относительной толщине это влияние является значительным.

Мешков Е.Е., Мокрецов Р.В., Смагин И.Р. «О возможности реламинаризации в зоне РТ-перемешивания под действием ускоренного сдвигового течения» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 3-5 (2019)

Разработана методика экспериментального исследования влияния ускоренного сдвигового течения на развитие неустойчивости Рэлея–Тейлора (РТ) на границе двух жидкостей с малым числом Атвуда. С применением аналога метода лазерного ножа (флюоресценция под действием лазерного излучения) получены данные о структуре зоны РТ перемешивания и подтверждение стабилизации неустойчивости под действием ускоренного сдвигового течения.

Молод М.В., Максименков В.И., Федосеев В.И. «Особенности звукопоглощающих конструкций с гофровым заполнителем» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 152-153 (2019)

Гофровые панели находят широкое применение в конструкции летательных аппаратов. Чаще всего это панели фюзеляжа, крыла. В зарубежной авиационной технике гофровые конструкции применяются в качестве звукопоглощающих панелей. Проведенные исследования показали, что по акустической эффективности они не уступают сотовым конструкциям, но проигрывают им по весовым параметрам. В тезисах статьи рассмотрен способ повышения акустической эффективности гофровых панелей за счет применения специальной вставки. Проведены исследования гофровых металлических панелей, состоящих из двух обшивок одна из которых перфорированная и гофрового заполнителя, расположенного между ними. Гофровый заполнитель с обшивками соединяется контактной сваркой. Проведены испытания гофровых панелей. Основные материалы, применяемые для изготовления панелей Д16М, I2X18H10T, ОТ4-1. По механическим свойствам гофровые панели отличаются от обычных конструкций с сотовым заполнителем высокой степенью жесткости при изгибе. В продольном направлении анизотропные свойства панелей с гофровым заполнителем проявляются в большей степени, чем у слоистых панелей с сотовым заполнителем при эквивалентных конструктивных параметрах. Учитывая анизотропные свойства гофровых панелей, рекомендуется использовать их в таких конструкциях, где наибольшие напряжения действуют в продольных направлениях. При механических испытаниях гофровых панелей выявлено, что применяемая вставка не влияет на механические характеристики панели. Проведенные акустические испытания на установке канал с потоком показали на повышение эффективности новой конструкции гофровой панели в 1.7 раза. Разработана технология изготовления гофровой панели со вставкой. Дана оценка весовых параметров панели. Рассмотрены варианты применения нового типа гофровых панелей в качестве звукопоглощающих конструкций.

Копьев В.Ф., Копьев В.А., Казанский П.Н., Моралев И.А. «Исследование эффективности ВЧ ДБР плазменного актуатора в задаче снижения шума цилиндра при критическом режиме обтекания» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 175-177 (2019)

Плазменные актуаторы на основе диэлектрического барьерного разряда получили наиболее широкое распространение аэродинамических и аэроакустических исследованиях в сравнении с актуаторами на других видах разрядов. Их широкое распространение определяется целым рядом их несомненных достоинств но сравнению с плазменными актуаторами, использующими другие виды газового разряда. Это в первую очередь сравнительная простота конструкции, легкость их адаптации изменениям геометрии аэродинамических моделей, небольшое энергопотребление и невысокие тепловые нагрузки. Однако эффективность обычного ДБР актуатора, работающего в диапазоне частот несколько килогерц катастрофически падает с ростом скорости, и возможность эффективного использования такого актуатора ограничивается значениями скорости не более 30 м/с. В работах, проводимых в НИО-9 ЦАГИ совместно ОИВТ РАН, исследовалась возможность использования в аэроакустических приложениях напряжения диапазона сотен килогерц. Использование высокочастотного диэлектрического барьерного разряда (ВЧ ДБР) позволило значительно расширить диапазон скоростей, в котором плазменный актуатор оказывает эффективное воздействие на течение в слое смешения турбулентных струй и в следе за плохообтекаемыми телами. Настоящая работа продолжает исследования но возможности управления шумом обтекания цилиндра с помощью высокочастотного поверхностного барьерного разряда. В работе приводятся результаты экспериментальных исследований эффективности предлагаемого плазменного актуатора при различных режимах обтекания и геометрии эксперимента. Основное внимание было сосредоточено на исследование критического режима при числах Рейнольдса >2·10⁵. Эксперименты проводились в заглушенной камере с потоком АК-2 ЦАГИ.

Бычков О.П., Копьев В.А., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Казанский П.Н., Моралев И.А. «Разработка и реализация системы активного подавления волн неустойчивости в невозбужденной турбулентной струе» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 167-168 (2019)

Работа продолжает предыдущие исследования авторов в области активного управления волнами неустойчивости в слое смешения струи. В целом, стратегия управления была сформулирована в работе И.В. Беляев, М.Ю. Зайцев, В.А. Копьев, В.Ф. Копьев, Г.А. Фараносов Акустическое управление волнами неустойчивости в турбулентной струе. Акустический журнал. 2013. Т.59. №1. С.19-30, где была показана ее принципиальная осуществимость. Стратегия состоит в узкополосной скользящей фильтрации исходного сигнала и формировании соответствующего узкополосного управляющего воздействия. Предполагается, что справедлив линейный принцип наложения сигналов, т.е. что если управляющее воздействие генерирует волны неустойчивости в противофазе по отношению к естественным волнам, развивающимся в слое смешения струи, и с той же амплитудой, то суммарный сигнал будет уменьшаться. Система управления реализована на основе модуля LCARD Е14- 440D. Сигнал обрабатывается в реальном времени процессором модуля. Код драйвера модуля модифицируется так, чтобы обеспечить цифровую фильтрацию сигнала с микрофонов, коррекцию фазовых и амплитудных искажений. Обработанный сигнал поступает на выход через ЦАП и далее используется для модуляции питающего напряжения на плазменном актуаторе. Приводится принципиальная схема системы управления. Для генерации волн неустойчивости использовался актуатор высокочастотного диэлектрического барьерного разряда с кольцевым электродом, установленным на внутренней поверхности сопла. Это позволяло генерировать практически осесимметричное управляющее воздействие. Сигнал на систему управления подавался с нары микрофонов ближнего поля, позволяющей выделять симметричную компоненту пульсаций. В ближнем поле были установлены также дополнительные микрофоны для исследования пространственной структуры отклика струи на управление.

Бычков О.П., Копьев В.А., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Казанский П.Н., Моралев И.А. «Отработка концепции активного управления шумом взаимодействия струи и крыла с помощью плазменных актуаторов» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 169-170 (2019)

Расположение крыла вблизи реактивной струи делает дифракцию пульсаций ближнего поля струи на его задней кромке эффективным источником звука. Пульсации ближнего поля, в свою очередь, определяются волновыми пакетами, развивающимися в слое смешения струи за счет неустойчивости Кельвина–Гельмгольца. Следовательно, для струи вблизи крыла уменьшение интенсивности волновых пакетов должно привести к снижению шума в дальнем поле. Причем данный источник шума проявляется, в том числе, и для низкоскоростных струй, для которых прямое излучение шума волнами неустойчивости (без пластины) является слабым. В работе рассматривается возможность снижения шума взаимодействия струи и крыла с помощью плазменного актуатора высокочастотного диэлектрического барьерного разряда в составе системы управления с обратной связью. Первоначально эффект снижения шума взаимодействия демонстрируется для струи (скорость истечения 180 м/с), возбужденной с помощью динамика. Эффект управления для этого случая показан на рисунке в виде диаграмм направленности шума на частоте возбуждения. В зависимости от сдвига фаз между возбуждением и управляющим воздействием, подобранными по амплитуде, шум исходно возбужденной струи можно усилить на величину около 6 дБ или ослабить на величину порядка 10 дБ. Этот результат подтверждает концепцию снижения шума взаимодействия. Показана также возможность снижения шума взаимодействия для невозбужденной струи. Система управления реализована на основе модуля LCARD E14-440D и аналогична той, что использовалась для свободной струи.

Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Буренин А.В., Петров П.С. «Исследования пространственно-временной структуры акустического поля, формируемого в глубоком море источником широкополосных импульсных сигналов, расположенным на шельфе Японского моря» Акустический журнал, 65, № 5, с. 641-649 (2019)

Обсуждаются результаты экспериментов, проведенных в сентябре 2017 г. для обоснования применимости способа позиционирования подводных объектов при их функционировании на глубинах, существенно превышающих глубину оси подводного звукового канала. Приводятся результаты экспериментальных исследований и численного анализа эффекта фокусировки акустической энергии в придонном слое на шельфе и переходе ее в глубоководные (до 500 м) слои Японского моря для летне-осенних гидрологических условий. Эксперименты по приему широкополосных импульсных сигналов с центральной частотой 400 Гц проводились на различных удалениях (20, 68, 86, 90 и 198 км) от источника навигационных сигналов, установленного на глубине 35 м у побережья вблизи мыса Шульца. Для приема сигнальной информации была использована система с распределенными по глубине до 500 м гидрофонами, с возможностью длительной регистрации сигналов на фиксированных глубинах или в процессе погружения. Результаты экспериментов позволили исследовать импульсные характеристики акустических волноводов, рассчитать эффективные скорости распространения навигационных сигналов, принимаемых на различных глубинах, а также сделать выводы о возможности решения задач позиционирования автономных подводных аппаратов на глубинах до 500 м и при удалении от источника навигационных сигналов до 200 км. Выполнено математическое моделирование распространения акустических волн в волноводе, воспроизводящем условия эксперимента, с применением метода нормальных волн.

Акуличев В.А., Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Каменев С.И., Петров П.С. «Особенности глубоководного приёма импульсных псевдослучайных сигналов при распространении из шельфа в глубокое море» Доклады академии наук, 487, № 3, с. 322-327 (2019)

Обсуждаются результаты эксперимента, проведённого в сентябре 2017 г., для обоснования применимости эффекта “акустического оползня” при решении задач позиционирования автономных подводных аппаратов в случае их функционирования на глубинах, существенно превышающих глубину оси подводного звукового канала. Приводятся результаты экспериментальных исследований и численного анализа эффекта фокусировки акустической энергии в придонном слое на шельфе и переходе её в глубоководные (до 500 м) слои Японского моря для летне-осенних гидрологических условий. Выполнено математическое моделирование распространения акустических волн в модельном волноводе, воспроизводящем условия эксперимента, с применением метода параболического уравнения. Наблюдаемые эффективные скорости распространения сигналов объяснены с использованием метода нормальных волн.

Ковалевский В.В., Фатьянов А.Г., Караваев Д.А., Брагинская Л.П., Григорюк А.П., Мордвинова В.В., Тубанов Ц.А., Базаров А.Д. «Исследование и верификация скоростных моделей земной коры методами математического моделирования и активной сейсмологии» Geodynamics & Tectonophysics, 10, № 3, с. 569-583 (2019)

Представлены результаты сравнения теоретических сейсмограмм для двух скоростных моделей земной коры и данных о временах вступлений Р-волн на экспериментальных вибрационных сейсмограммах на 400-км участке профиля Байкал–Улан-Батор. Теоретические сейсмограммы получены методами математического моделирования волновых полей для скоростных моделей земной коры, построенных по данным экспериментов BEST и PASSCAL. Вибрационные сейсмограммы получены при измерении волнового поля вибратора ЦВО-100 Южно-Байкальского полигона СО РАН. Экспериментальные значения времен вступлений в группе Р-волн на вибрационных сейсмограммах соответствуют значениям на теоретических сейсмограммах для волн большой амплитуды. Сравнение теоретических сейсмограмм эксперимента BEST и данных о временах вступлений Р-волн на экспериментальных вибрационных сейсмограммах на 400-километровом участке профиля Байкал–Улан-Батор показывает, что экспериментальные времена вступлений волн максимальной амплитуды соответствуют теоретическим годографам волн со скоростью 6.25–6.80 км/с скоростной модели эксперимента BEST. Вместе с тем экспериментальные данные не содержат времен вступлений, соответствующих продольным волнам со скоростью Vp=7.25 км/с, связанных с предполагаемым слоем мощностью более 10 км в нижней коре в скоростной модели эксперимента BEST. Экспериментальные значения времен вступлений волн в группе Р-волн вибрационных сейсмограмм находятся в области времен вступлений волн на теоретических сейсмограммах эксперимента PASSCAL на всем протяжении 400-километрового профиля. Это свидетельствует о надежном определении средних значений скоростей волн в скоростной модели эксперимента PASSCAL. Следует отметить, что экспериментальные значения времен вступлений первой волны в группе Р-волн согласуются с временами первых вступлений на годографах теоретических сейсмограмм для скоростной модели эксперимента PASSCAL в диапазоне расстояний от 65 до 380 км от источника.

Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Груздев П.Д., Игнатьев В.И., Коньков А.И., Мореев А.Ю., Тарасов А.В., Шувалов А.А., Шуруп А.С. «Томографическая оценка параметров водоема при наличии ледового покрова с использованием сейсмоакустических излучателей» Акустический журнал, 65, № 5, с. 688-698 (2019)

Представлены результаты натурных испытаний в ледовых условиях Ладожского озера морских сейсморазведочных излучателей и площадной измерительной сейсмоакустической системы на основе автономных буев вмораживаемого типа. Демонстрируется возможность выделения в принимаемом сигнале отдельных мод, распространяющихся в системе “ледовый покров–водный слой–слой осадков–упругое полупространство”. Предложена итерационная томографическая схема, позволяющая восстанавливать сильноконтрастные скоростные аномалии в рассматриваемой слоистой среде. Приводятся результаты томографической оценки характеристик дна, водного слоя и ледового слоя в активном режиме.

Борсуков А.В., Андреев В.Г., Гельт Т.Д., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Иванова Е.В., Ковалев А.В., Козлова Е.Ю., Мамошин А.В., Морозов М.В., Романов С.В., Руденко О.В., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В., Сафонова М.А., Тимашков И.А. Нелинейные ультразвуковые волны в средах с поглощением и дисперсией. Учебное пособие для физического практикума по акустике (2017). 112 с.

В учебном пособии представлены практические задачи, посвященные эффектам, связанным с распространением волн конечной амплитуды в нелинейных средах с учетом поглощения, дисперсии и дифракции. Задачи реализованы в специальном практикуме кафедры акустики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Изучаемые нелинейные явления присущи не только акустическим волнам; поэтому знакомство происходит с универсальными особенностями поведения интенсивных скалярных волн безотносительно к их физической природе. Описание экспериментальных установок и практических упражнений предваряется теоретическим материалом. Сборник предназначен для обучения студентов старших курсов естественных факультетов изучающих основы физики и математического описания нелинейных волновых процессов. Кроме того, он может служить практическим пособием для лиц, заинтересованных в повышении квалификации в области акустики.

Борсуков А.В., Андреев В.Г., Гельт Т.Д., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Иванова Е.В., Ковалев А.В., Козлова Е.Ю., Мамошин А.В., Морозов М.В., Романов С.В., Руденко О.В., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В., Сафонова М.А., Тимашков И.А. Эластография сдвиговой волны: анализ клинических примеров (2017). 376 с.

В монографии отражен 4-х летний опыт применения эластографии сдвиговой волны в многопрофильном стационаре.

Морозов Н.Ф., Муратиков К.Л., Семенов Б.Н., Индейцев Д.А., Вавилов Д.С. «О термоакустике проводящих материалов при лазерном воздействии» Доклады академии наук, 485, № 4, с. 438-441 (2019)

В рамках однотемпературной модели термоупругости выполнен анализ влияния процессов локализации электронов на термоупругий отклик проводников при импульсном лазерном воздействии. Показано, что локализация электронов может приводить к существенному затягиванию деформационных процессов в проводниках по сравнению с процессами, развивающимися по обычному термоупругому механизму.

Копнин С.И., Морозова Т.И., Попель С.И. «Волновые процессы в пылевой плазме над Фобосом и Деймосом» Физика плазмы, 45, № 9, с. 831-838 (2019)

Представлено обсуждение линейных и нелинейных волн в приповерхностной плазме над Фобосом и Деймосом. Показано, что нарушение изотропии функции распределения электронов в приповерхностной плазме над спутниками Марса связано с движением солнечного ветра относительно фотоэлектронов и заряженных пылевых частиц, что приводит к развитию неустойчивости и возбуждению высокочастотных волн с частотами в диапазоне ленгмюровских и электромагнитных волн. Кроме того, возможно распространение пылевых звуковых волн, возбуждение которых может, например, происходить в окрестности терминаторов спутников Марса. Найдены решения в виде пылевых звуковых солитонов, соответствующие параметрам плазменно-пылевых систем над освещенными частями Фобоса и Деймоса. Определены области возможных чисел Маха и амплитуд солитонов.

Глазунов А.В., Засько Г.В., Мортиков Е.В., Нечепуренко Ю.М. «Оптимальные возмущения устойчиво-стратифицированного турбулентного течения Куэтта» Доклады академии наук, 487, № 3, с. 257-261 (2019)

В данных прямого численного моделирования устойчиво-стратифицированного турбулентного течения Куэтта выделены два типа организованных структур – валики, возникающие при нейтральной и близкой к нейтральной стратификации, и слоистые структуры, проявляющиеся при увеличении статической устойчивости. Показано, что оба типа структур имеют пространственные масштабы и конфигурацию, совпадающие с масштабами и конфигурацией соответствующих оптимальных возмущений упрощённой линейной модели данного течения при тех же числах Ричардсона.

Мотренко Д.В., Яицков И.А. «Моделирование виброакустической динамики режущего инструмента цепнодолбежных деревообрабатывающих станков» Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), № 2, с. 37-43 (2019)

Приведены результаты теоретических исследований шума цепнодолбежных деревообрабатывающих станков. Получены аналитические зависимости уровней звукового давления, учитывающие технологические режимы обработки, физикомеханические и геометрические породы различных сортов древесины.

Лавров В.Н., Мошков П.А., Попов В.П., Рубановский В.В. «Исследование и снижение шума в кабине экипажа самолета RRJ-95» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 241-242 (2019)

Актуальность проблемы обеспечения низких уровней шума в кабинах экипажей и салонах гражданских самолетов не вызывает сомнения. АО «ГСС» выполняет комплекс работ с целью обеспечения конкурентных уровней шума в салонах и кабинах экипажей проектируемых самолетов. Представлены основные результаты работы, выполняемой в 2018–2019 гг., с целью снижения шума в кабине экипажа самолета RRJ-95. Первым этапом работы было определение структуры звукового поля в кабине экипажа самолета RRJ-95 типовой конструкции в наземных и полетных условиях. В результате были определены основные пути снижения шума. Результаты этих испытаний не противоречат ранее выполненным исследованиям. На втором этапе работ была выполнена доработка кабины экипажа с целью увеличения звукоизоляции и снижения реверберационных помех. Наземные испытания показали хорошую эффективность предложенных мероприятий. Затем были выполнены летные испытания. Представлено сравнение третьоктавных спектров уровней звукового давления, регистрируемых в одной из контрольных точек для случая исходной и модифицированной компоновок. За счет увеличения звукоизоляции кабины удалось снизить суммарный взвешенный по шкале А стандартного шумомера уровень звукового давления в диапазоне октавных полос 31.5–8000 Гц в среднем по пяти контрольным точкам на 2.2 дБА. Уровень речевых помех SIL3 снижен на 2.8 дБ. Снижение спектральных уровней звукового давления наблюдается фактически во всем рассматриваемом диапазоне частот. Представлены результаты оценки вклада основных источников в суммарную интенсивность звука. Для разделения вклада комплексной системы кондиционирования и вентиляции воздуха (КСКВ) и турбулентного пограничного слоя было выполнено отключение КСКВ на режиме крейсерского полета без изменения режима работы силовой установки, высоты и скорости полета. Для оценки шума бортового радиоэлектронного оборудования были выполнены измерения шума на земле при подключении самолета к внешнему источнику питания. Оценка выполнена при условии не когерентности основных источников шума, также полагалось, что шум авионики самолета не зависит ог полетных условий.

Мубассарова А., Богомолов Л.М., Закупин А.С., Пантелеев И.А. «Вариации скорости деформации и акустической эмиссии нагруженных образцов мрамора, вызванные внешним электромагнитным полем» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 50-51 (2015)

Пантелеев И.А., Мубассарова В.А., Дамаскинская Е.Е., Богомолов Л.М., Наймарк О.Б. «Влияние слабого электрического поля на пространственно-временную динамику акустической эмиссии при одноосном сжатии гранита» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 54-55 (2015)

Кустов О.Ю., Третьяков А.А., Мугизова Е.А. «Лазерное сканирование аддитивных образцов звукопоглощающих конструкций» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 177-179 (2018)

Продолжено детальное исследование влияния геометрических отклонений (дефектов) образцов звукопоглощающих конструкций на их акустические характеристики. Образцы представляют собой модель однослойной панели ЗПК с резонатором в виде стандартной соты. Сравнивались шесть образцов из нейлона ABS- и PLA-пластика при помощи лазерной измерительной системы Romer 7325 SI.

Морозов Н.Ф., Муратиков К.Л., Семенов Б.Н., Индейцев Д.А., Вавилов Д.С. «О термоакустике проводящих материалов при лазерном воздействии» Доклады академии наук, 485, № 4, с. 438-441 (2019)

В рамках однотемпературной модели термоупругости выполнен анализ влияния процессов локализации электронов на термоупругий отклик проводников при импульсном лазерном воздействии. Показано, что локализация электронов может приводить к существенному затягиванию деформационных процессов в проводниках по сравнению с процессами, развивающимися по обычному термоупругому механизму.

Глазов А.Л., Муратиков К.Л. «Влияние механических напряжений в пластине из алюминиевого сплава Д16 на генерацию акустических колебаний лазерным излучением» Письма в Журнал технической физики, 45, № 17, с. 51-54 (2019)

Проанализирован процесс лазерной генерации ультразвука в металлах с внутренними механическими напряжениями. Исследованы особенности поведения фотоакустического сигнала вблизи отверстия в пластине из сплава Д16 при воздействии механических напряжений. Выявлено несоответствие экспериментальных результатов предсказаниям термодинамической модели зависимости коэффициента теплового расширения от механических напряжений. Для корректного описания особенностей поведения сигнала в реальных металлах предложено учесть влияние электронной подсистемы на лазерную генерацию акустических колебаний. Ключевые слова: термоупругость, фотоакустическая микроскопия, остаточные напряжения, задача Кирша, давление электронного газа.

Мурзинов В.Л., Попов С.В., Татаринова Ю.В. «Моделирование формы звукоотражающей поверхности для получения заданного звукового поля» Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 5, № 2, с. 14-19 (2019)

Рассматривается задача построения звукоотражающей поверхности. По заранее спланированному характеру звукового поля для конкретной области моделируют формы отражающих поверхностей, изготавливают их и устанавливают в заданном порядке. Для точечного источника звука рассчитывается форма отражающей поверхности, находящаяся на заданном расстоянии от источника, и обеспечивающая формирование параллельного звукового потока в заданном направлении.

Кудрявцев А.Н., Мурин М.А., Раков А.С., Раков Д.С. «Ультразвуковая система обнаружения препятствий для беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы II Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VIII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 26–28 июня 2018 г., с. 656-662 (2018)

Рассмотрен процесс построения системы обнаружения препятствий в ближней зоне на основе использования системы ультразвуковых дальномеров. Приведены краткие сведения о физике процесса измерения расстояний с помощью ультразвуковых волн.

Милешин В.И., Мухамедзянова М.М., Панков С.В., Россихин А.А. «Использование гармонических методов для расчета тонального шума вентиляторов и компрессоров» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 97-98 (2019)

Одним из возможных подходов к увеличению скорости расчета тонального шума лопаточных машин является переход от методов расчета во временной области к методам расчета в частотной области. Гармонические методы, в рамках которых нестационарное поле течение ищется в виде заданного набора полей гармоник, доказали свою эффективность в применении к расчетам тонального шума вентиляторов, где они позволяют сократить расчетную область до одного межлопаточного канала на каждый венец. Также в ряде работ, в том числе выполненных авторами, было показано, что гармонические методы позволяют провести приближенный расчет тонального шума многоступенчатой турбомашины с приемлемой точностью и вычислительными затратами. При этом возможно использование гармонических методов, как в линейной, так и в нелинейной постановке. Одним из программных комплексов, в которых реализована возможность проведения расчетов тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области, является программный комплекс ЦИАМ 3DAS. Метод, используемый в программном комплексе, основан на разложении нестационарного трёхмерного вязкого потока в системе отсчета лопаточного венца на две части: на стационарный неоднородный трёхмерный вязкий поток и нестационарные трёхмерные возмущения. Невязкие уравнения для возмущений решаются с использованием численных схем вычислительной аэроакустики.В программном комплексе дискретизация по пространству построена на основе метода конечных объемов, с использованием обобщенной на метод конечных объемов DRP схемы (Dispersion Relation Preserving Scheme). Для дискретизации уравнений по времени используется шестишаговая схема Рунге–Кутты типа HALE-RK (High-accuracy large-step explicit Runge–Kutta) четвертого порядка. Для расчета акустических характеристик в дальнем поле используется метод, основанный на уравнении Фокс Вильямса–Хоукингса. Метод расчета тонального шума многоступенчатых лопаточных машин в частотной области, реализованный в программном комплексе ЦИАМ 3DAS, отталкивается от кинематических соотношений, описывающих зависимость полей течения в турбомашине от времени и азимутального угла. В рамках метода решение в лопаточном венце ищется в виде набора полей гармонических фрагментов – совокупностей возмущений в венце, имеющих одинаковую частоту и фазовый сдвиг между границами межлопаточного канала. Ранее авторами было показано, что течение в венце можно разложить по гармоническим фрагментам. При этом каждой из гармоник базовой частоты возмущений в венце соответствует конечное число гармонических фрагментов, определяемое геометрией турбомашины. Данный метод прошел апробацию на тестовых задачах, а также на задаче расчета тонального шума первой подпорной ступени вентилятора ТРДД на режиме «посадка». Было показано удовлетворительное соответствие как между результатами расчетов во временной и в частотной областях, а также между результатами расчетов и эксперимента. В работе описываются результаты применения метод расчета тонального шума лопаточных машин в частотной области к различным вентиляторам и компрессорам низкого давления. В тех случаях, когда это возможно, выполнено сопоставление полученных результатов с результатами экспериментов, выполненных на стенде ЦИАМ Ц-3А.

Козицин И.В., Чхартишвили А.Г., Марченко А.М., Норкин Д.О., Осипов С.Д., Утешев И.А., Гойко В.Л., Палкин Р.В., Мягков М.Г. «Моделирование политических взглядов российских пользователей социальной сети ВКонтакте» Математическое моделирование, 31, № 8, с. 3-20 (2019)

Предложены две модели машинного обучения для автоматического определения политических взглядов российских пользователей ВКонтакте, в основе которых лежит микроподход к анализу данных ВКонтакте. Результаты приложены к различным научным и прикладным сферам. Одна из них – мониторинг общественного мнения: в результате апробации на выборке, состоящей из 22 миллионов цифровых отпечатков аккаунтов совершеннолетних пользователей, были построены две оценки распределения симпатий соответствующих пользователей в преддверии выборов Президента РФ 2018 года. При использовании этих оценок для построения ретроспективного прогноза результатов выборов средние абсолютные ошибки составили 12 и 19.4% соответственно, причем в первом случае были верно расставлены три первых места. Кроме того, представлен подход к калибровке параметров математических моделей динамики мнений, а именно, величин, отвечающих за сами мнения пользователей. В основе данного подхода лежат оценки, генерируемые построенными алгоритмами.

Виноградов М.П., Милюков В.К., Миронов А.П., Мясников А.В. «Асимптотически оптимальный алгоритм для поиска и оценки моды шлихтера по долговременным деформационным данным» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 2, с. 89-94 (2019)

Мода Шлихтера (1S1) является самой длиннопериодной модой собственных колебаний Земли. Период этой моды зависит от разницы в плотности между внешним жидким и внутренним твердым ядром, что делает ее обнаружение очень важным для уточнения моделей Земли. Несмотря на многочисленные попытки обнаружения моды с использованием сети сверхпроводящих гравиметров, на данный момент подтвержденные экспериментальные данные о наблюдении моды Шлихтера отсутствуют, что связано с ее незначительной амплитудой на поверхности. В работе предлагается использовать для обнаружения моды Шлихтера данные лазерного интерферометра-деформографа Баксанской станции ГАИШ МГУ (Северный Кавказ) с длиной измерительного плеча 75 м. Для этого разработан асимптотически-оптимальный алгоритм для анализа данных с учетом их статистических свойств, выполнено моделирование обработки на искусственных данных для оценки величины возможного наблюдаемого эффекта и показателей обнаружения.