Ершов В.В., Пальчиковский В.В. «Лучевая антенна с возможностью быстрой перенастройки по числу каналов и координатам микрофонов» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 57-58 (2019)

Целью работы является разработка оптимизированной конструкции микрофонной антенны для измерения источников шума и проведение сравнительных испытаний созданной антенны и антенны подобного класса от производителя Br÷uel&Kjær (Дания). В работе описаны результаты отработки поиска оптимального расположения микрофонов, обеспечивающего максимальный динамический диапазон локализации источников шума в заданном диапазоне частот. Разработан алгоритм проведения оптимизации распределения микрофонов в плоской антенне. Написан соответствующий программный код с графическим интерфейсом. Отработка методов оптимизации позволила установить, что для обеспечения наилучшей разрешающей способности апертура антенны должна быть максимальной. Это достигается максимально удаленным от центра антенны расположением микрофонов. По отработанному алгоритму выполнено проектирование оптимизированной 9-лучевой 54-микрофонной антенны с увеличенной апертурой. После чего была разработана конструкция антенны, позволяющая изменять количество микрофонов и их положение по угловой и радиальной координате с точностью до 1° и 1 мм соответственно. Проведены испытания изготовленной оптимизированной антенны по измерению шума стационарных источников, а также шума чистой турбулентной воздушной струи в акустической заглушенной камере ПНИПУ. Также выполнены измерения шума указанных источников с помощью 9-лучевой 54-микрофонной антенны Br÷uel&Kjær. Представлены результаты обработки полученных в экспериментах данных по шуму стационарных источников и шуму струи. Обработка проведена в разработанном программном продукте. В основе обработки лежит процедура локализации источников шума методом Cross-spectral Beamforming. Сопоставление результатов обработки измерений шума показало, что созданная оптимизированная антенна по сравнению с антенной Br÷uel&Kjær позволяет лучше локализовывать источники шума во всем интересующем диапазоне частот, что выражается в более компактной области локализации звуковых источников на карте. На высоких частотах, в тех случаях, когда уровень паразитного шума сопоставим с уровнем излучения основного источника шума, оптимизированная антенна дает менее зашумленную карту локализации. Исследования выполнены на уникальной научной установке «Акустическая заглушенная камера с аэродинамическими источниками шума», регистрационный номер 500617.

Панов С.Н. «Акустическая локализация источников шума микрофонными антеннами» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 62-63 (2019)

Решение задач прикладной акустики требует частотной, временной и пространственной локализации источников шума. При исследовании шумообразования все большее применение находит использование портативных микрофонных антенн, использующих встроенные MEMS микрофоны с миниатюрными цифровыми усилителями с непосредственным вводом данных в ПК по USB портам. В докладе приводится обзор используемых в настоящее время систем локализации шума на основе микрофонных решеток, особенности конфигурации, основные параметры, специализированное программное обеспечение, алгоритмы обработки данных и основные применения. Приводится особенности двух систем локализации источников на основе использования MEMS микрофонных антенн.

Zhang Jun, Wang Xunnian, Chen Zhengwu, Zhang Junlong «A study of the localization and quantification of noise sources using an inflow-speaker calibration» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 64 (2019)

Aeroacoustic tests are preferred to be performed in open-jet wind tunnels. Shear layer causes phase and amplitude distortion of sound during the propagation of sound from the inside to the outside of open-jet flow. The phase and amplitude of sound must be corrected for accurate localization and quantification of sound sources using a microphone array. In this study, a new method of correcting shear-layer effect is proposed. The transfer function of sound is obtained using an inflow-speaker calibration. The cross- spectrum matrix of the measured sound pressure is then corrected according to the transfer function, which is later used as an input for the noise map generation using beamforming. Experiment studies were performed in the 0.55m by 0.4m aeroacoustic wind tunnel in China Aerodynamics Research and Development Center. A comparison study was made between the present method and the traditional shear-layer correction method, e.g., Amiet’s method. More accurate estimation of the location and amplitude of noise source were obtained using the proposed method.

Зверев А.Я. «Укрощенное эхо: к 30-летию создания акустического стенда АК-11.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 239-240 (2019)

Испытания на стенде АК-11 можно проводить не только используя проемы между камерами, но и в отдельных изолированных камерах.

Зябиров А.Х., Плешаков А.Н. «Акустическая охранная система» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 52-54 (2019)

Разработан макет акустической охранной системы. С целью создания высокочувствительного датчика акустических волн и организации радиоканала для обеспечения симплексной связи. Для передачи на расстояния информации. Данная система является эффективной заменой проводным системам. Разработанный комплекс также можно применять в охранных системах, в промышленной автоматике, телеметрии, медицине, автомобильной промышленности и других сферах.

Баринов И.Н., Таишев С.Р. «Моделирование пьезокерамических датчиков быстропеременных процессов» Инженерная физика, № 6, с. 9-15 (2019)

Представлен вывод модели пьезокерамического датчика быстропеременных процессов, построенной в математическом виде и основанной на структурной функциональной и математической функциональной моделях датчика. Рассмотрены вопросы, касающиеся метрологических характеристик пьезоэлемента, вывод функции преобразования пьезоэлемента, определения структуры образования погрешности, определение составляющих систематической погрешности от влияющих факторов. Разработанная метрологическая модель является важным этапом разработки и исследований как самих датчиков, так и информационно измерительных систем на их основе, позволяя обеспечить информационно энергетическую и физическую совместимость последних. Метрологическая модель позволяет установить связи между погрешностями датчика в целом и погрешностями его отдельных звеньев, обеспечивая информационно-энергетическую и физическую совместимость между ними.

Шейнман Е.Л. «Распознавание объектов и определение дистанции по эталонам базы данных спектров сигналов» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 12, № 2, с. 20-26 (2019)

Рассматривается совместное распознавание объекта и определение дистанции методом сравнения спектральной плотности давления шумового сигнала, наблюдаемого на определенной дистанции объекта, с эталонными спектральными плотностями давления шумовых сигналов объектов, хранящимися в базе данных. Решение задачи основано на минимизации меры близости между обнаруженным сигналом и эталонными, хранящимися в базе данных спектров сигналов. В статье проведен анализ основных известных методов оценки дистанции в режиме шумопеленгования и проведен сравнительный анализ различных мер близости для решения задач распознавания и оценки дистанции обнаруженного морского объекта. Рассматривались наиболее характерные меры, отражающие специфику различных видов расстояний: подобности и расстояния для числовых данных (Ружечки, Брея–Кёртиса, Канберры, Кульчинского), аналоги Евклидова расстояния (Евклидова метрика, метрика Манхэттена, расстояние размера Пенроуза, расстояние формы Пенроуза, Лоренцевское расстояние, расстояние Хеллинджера, расстояние Минковского, расстояние Махаланобиса или статистическое расстояние), корреляционные подобности и расстояния (корреляция Пирсона, подобность Орчини, нормированное скалярное произведение). Показана низкая эффективность корреляционных и ковариационных мер близости и целесообразность использования для решения рассматриваемой задачи разностных мер близости - аналогов Евклидова расстояния. Показано, что значения этих мер близости сильно зависят от уровня шумности объекта, что определяет необходимость сравнения измеренного сигнала и эталонных сигналов различных уровней шумности (построения сетки по шумности). Определены перспективные направления дальнейших исследований.

Фокин М.И., Дугаров Г.А., Дучков А.А. «Экспериментальные акустические измерения на песчаных неконсолидированных образцах, содержащих гидрат метана» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2019/4 (2019)

Рассматриваются результаты длительного эксперимента по изучению акустических свойств песчаного неконсолидированного образца, содержащего газовый гидрат метана. Эксперимент был разделен на два этапа: поддержание постоянных термобарических условий, соответствующих области стабильности гидрата метана и линейное изменение температуры образца. В результате было обнаружено два эффекта: падение скоростей как продольных, так и поперечных волн при длительной выдержке образца, содержащего гидрат метана, а также температурная зависимость акустических свойств – скоростей. С увеличением температуры наблюдается уменьшение значений скоростей с усилением этого эффекта при приближении к границе зоны стабильности гидрата метана. При длительной выдержке образца за примерно 400 ч скорости продольных и поперечных волн упали на 5.3 и 4.4% соответственно. Данные эффекты могут оказывать существенное влияние на интерпретацию результатов экспериментальных исследований гидратосодержащих образцов и должны быть учтены в ходе их проведения

Волобуев А.Н. «Особенности ультразвукового исследования структур с подвижными границами» Нано- и микросистемная техника, 21, № 7, с. 437-448 (2019)

Рассмотрен принцип ультразвукового исследования органов с подвижными границами. На основе модификации результатов теоретического анализа прохождения и отражения ультразвука от неподвижной границы раздела сред предложен приближенный метод решения задачи. Полученный результат с точностью до малых квадратичных слагаемых позволяет рассчитать отражение и прохождение ультразвука через подвижную границу раздела сред. Проведен анализ резонансных явлений в исследуемой задаче.

Качанов В.К., Соколов И.В., Концов Р.В., Тимофеев Д.В. «Использование алгоритма "фокусировка в точку" для безэталонного измерения скорости ультразвука при томографии строительных конструкций из бетона» Дефектоскопия, № 6, с. 20-29 (2019)

Отмечено, что в большинстве ультразвуковых томографов бетонных изделий при построении томограмм используют значение скорости объемных (продольных, поперечных) ультразвуковых волн, рассчитанное по легко измеряемой скорости поверхностных волн. Однако в строительных конструкциях, подверженных климатическим или иным воздействиям, состояние структуры бетона на поверхности и в глубине объекта контроля может сильно различаться, что приводит к погрешностям в определении объемной скорости ультразвука и, как следствие, к погрешностям в отображении дефектов и габаритов изделий. С целью повышения точности определения координат дефектов предложен новый безэталонный способ измерения скорости ультразвука в объеме крупногабаритных строительных конструкций с помощью ультразвуковых антенных решеток, использующих при построении томограмм алгоритм «фокусировка в точку» при условии, что в изделии присутствует точечный отражатель (например, технологическое отверстие).

Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х. «Безэталонный метод измерения толщины объекта контроля и скорости продольной и поперечной волны в нем по эхосигналам, измеренным антенной решеткой» Дефектоскопия, № 6, с. 40-52 (2019)

Предложен безэталонный метод определения скорости продольной и поперечной вертикально поляризованной волны и толщины объекта контроля, основанный на сравнении измеренных и рассчитанных эхосигналов, отраженных от границ объекта контроля при использовании антенной решетки на призме с нулевым углом наклона, работающей в режиме двойного сканирования. Приведены результаты численных и модельных экспериментов, подтвердившие работоспособность предложенного метода. С его помощью в модельном эксперименте удалось измерить толщину объекта контроля и скорость продольной и поперечной волны в нем с относительной погрешностью (точностью) около 0,25%. Предложенный метод может быть использован для измерения анизотропных свойств объекта контроля, что может дать информацию о его физико-механических свойствах.

Жуков А.Д., Григорьев М.В., Данилов В.Н. «Расчет акустического тракта для трещиноподобного коррозионно-механического дефекта» Дефектоскопия, № 7, с. 3-11 (2019)

Для предложенной ранее модели углового отражателя, в основании которого выпуклая цилиндрическая поверхность, предназначенного для имитации трещиноподобных коррозионно-механических дефектов, в приближении геометрической акустики получены формулы акустического внутритрубного инспекционного прибора (ВИП) высокого разрешения. По результатам моделирования показано влияние геометрических характеристик предложенной модели углового отражателя на амплитуду отраженных от его поверхности наклонно падающих поперечных волн в сравнении с регламентированной нормативно-технической документацией моделью углового отражателя, выходящего на плоскую поверхность.

Ганиев Р.Ф., Ревизников Д.Л., Сухарев Т.Ю., Украинский Л.Е. «Волновое перемешивание в системе подвижных коаксиальных цилиндров» Доклады академии наук, 486, № 1, с. 30-33 (2019)

Представлены результаты компьютерного моделирования перемешивания в системе подвижных коаксиальных цилиндров. Получены детальные пространственно-временные картины протекающих процессов и определены основные структуры в поле течения. На основе анализа особых точек векторного поля скоростей жидкости предложен способ профилирования ротора. Введены числа подобия, использование которых позволяет осуществить переход от лабораторных стендовых установок к реальным производственным аппаратам.