Бердников Л.Н., Князев А.Ю., Дамбис А.К., Кравцов В.В., Пастухова Е.Н., Катков И.Ю. «ПЗС наблюдения и изменяемость периода DV Единорога – переменной типа RR Лиры, подтип ab» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 196-209 (2019)

Получены 635 ПЗС кадров в фильтрах B, V и Ic для переменной типа RR Лиры (подтип ab) DV Единорога, расположенной в 1.9” от яркой звезды. Наблюдения выполнялись с помощью ПЗС камеры SBIG CCD ST-10XME на 76-см телескопе Южно-Африканской астрономической обсерватории. PSF-фотометрия позволила впервые получить надежные раздельные кривые блеска для обеих звезд и определить ихкоординаты. На основе всехимеющихся данныхпостроена диаграмма O–C, охватывающая интервал времени длительностью 110 лет, что позволило выявить как минимум три резкихизменения периода, произошедшие в эпохи около JD 2438000, 2453500 и 2456500. Эшельные спектры высокого разрешения, полученные на Южном Африканском большом телескопе (SALT), свидетельствуют о том, что DV Единорога является переменной типа RR Лиры подтипа ab толстого диска Галактики.

Дамдинов Б.Б. «Суспензии наночастиц ПВДФ: реологические и диэлектрические свойства» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 90 (2019). 106 с.

Проведено экспериментальное исследование полимерных наносуспензий по двум направлениям: электродинамическому и гидродинамическому. Предполагая, что суспензии способны к перестройке своей структуры при воздействии на них внешних электромагнитных и акустических полей. Предпочтение этому направлению было отдано в силу того, что на сегодняшний день описание взаимодействия сегнетоэлектрических частиц с окружающими её молекулами ПВДФ может быть успешным при наличии экспериментальных данных об электродинамических, гидростатических и гидродинамических параметрах полимерных суспензий. Исследования были направлены на экспериментальный анализ растворов и суспензий сегнетоэлектрических материалов электромагнитными и акустическими методами. Диэлектрическая проницаемость измерена методом с использованием активной методики ближнего поля, основанной на измерении импеданса границы воздух-жидкость и обработки этих измерений с помощью векторного анализатора. Этим методом можно исследовать кроме чистой воды различные суспензии, эмульсии, коллоидные растворы. Исследован комплексный модуль сдвига наносуспензий с помощью акустического резонансного и реометрического методов. В первом случае исследуемый объект помещается между пьезокварцевым кристаллом, колеблющимся на основной резонансной частоте и твердой накладкой. Компоненты комплексного модуля сдвига жидкости определяются по изменению акустических свойств пьезокристалла. Во втором случае исследуемый объект помещается между двумя круглыми пластинами, одна из которых совершает круговые смещения различной частоты и амплитуды. По измеренным зависимостям смещения от сдвигового напряжения рассчитываются действительный и мнимый модули сдвига. Исследования показали, что суспензии проявляют неньютоновское поведение, т.е. обладают вязкоупругими свойствами. Показано также, что измеренные значения действительного и мнимого модулей сдвига зависят от размеров и концентрации наночастиц. Ключевые слова: суспензии ПВДФ, вязкость, упругость, диэлектрическая проницаемость, электромагнитные и акустические методы

Иванов М.П., Бибиков Н.Г., Данилов Н.А., Соколов П.А., Романов Б.М., Красницкий Б.Ю., Стефанов В.Е. «Сравнительная оценка эхолокационных и коммуникационных сигналов дельфинов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 59 (2019). 106 с.

Передача информации посредством гидроакустических сигналов является весьма актуальной задачей. При использовании узкополосных систем гидроакустической связи возникает проблема безопасности, поскольку не обеспечивается секретность, конфиденциальность и скрытность при приеме/передаче информации и довольно легко осуществить подмену источника (низкая имитостойкость). Сверхширокополосное излучение, использующее биоподобные сигналы, создает условия высокой защиты канала приема/передачи, что является новым средством обеспечения скрытности. Наиболее удачными объектами для их имитации в подобных системах являются звуки дельфинов в открытом море и раков-щелкунов в шельфовой зоне. Анализ сигналов дельфинов при решении задачи поиска на больших дистанциях и работы дельфина во время провокации коммуникационного поведения показывает, что дельфины используют похожие пакеты ультракоротких импульсов. Представляется желательным создать алгоритм обработки последовательности пакетов, записанных в различных условиях лабораторного эксперимента, найти сходство, различия и закономерности использования дельфином пакетов импульсов. С помощью разработанного алгоритма обработки звуковых файлов нами выделены характерные последовательности сигналов, которые однозначно связаны с условиями лабораторного опыта. Это позволило найти закономерности и различия в пакетах сигналов, используемых дельфином в задачах поиска и коммуникации. Интервал между пакетами импульсов зависит от дальности до объекта поиска и, как правило, больше, чем время, необходимое для их анализа идеальному наблюдателю. В режиме вербального взаимодействия дельфины также используют пакеты ультракоротких импульсов. Пакеты коммуникационных сигналов изменяются по длительности (от 120 мс до 460 мс) и количеству (от 25 до 100 импульсов). Интервал между пакетами меняется по длительности, и соизмерим с длительностью излучаемых пакетов. Пакеты вербального взаимодействия, как правило, являются составными сигналами, в которых пакеты ультракоротких импульсов смешаны с длинными частотно модулированными импульсами. В условиях шельфа скрытную передачу гидроакустической информации, с использованием биоподобных сигналов, можно также создать на основе имитации коротких, широкополосных (больше 100 кГц) звуков раков-щелкунов, которые к настоящему времени становятся весьма обычными не только в тропических и субтропических акваториях, но и в умеренных европейских и дальневосточных водах. Ключевые слова: биоподобные сигналы, скрытность, пакеты эхолокационных и коммуникационных сигналов

Боровенко В.Н., Данилова М.И. «Оценка энергозатрат на поддержание параметров орбит лунной орбитальной станции» Космонавтика и ракетостроение, № 5, с. 5-12 (2019)

Представляются результаты исследований, касающихся оценки энергозатрат на поддержание и стабилизацию параметров орбит лунной орбитальной станции (ЛОС). Указывается, что в рамках работы международной группы ISS Capabilities Study Team ( IECST ) в части выбора орбиты для ЛОС сотрудниками Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) была предложена близкая к прямолинейной гало-орбита ( NRHO ). Проводится сравнение NRHO и высокоэллиптической полярной окололунной орбиты (ВЭПОЛО) в плане оценки затрат характеристической скорости на поддержание и стабилизацию орбитальных параметров.

Элиович Я.А., Таргонский А.В., Даринский А.Н., Просеков П.А., Писаревский Ю.В., Благов А.Е., Аккуратов В.И., Ломонов В.А., Кочарян В.Р., Мкртчян А.Р., Ковальчук М.В. «Многоволновое взаимодействие рентгеновских лучей в кристалле парателлурита при возбуждении ультразвуковых колебаний» Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 7, с. 9-16 (2019)

Проведено исследование многоволнового взаимодействия рентгеновских лучей в кристалле парателлурита (TeO₂) в условиях модуляции кристаллической решетки низкочастотными ультразвуковыми колебаниями. Показано, что с их помощью возможна реализация прецизионного сканирования или перестройки многоволновой области взаимодействия рентгеновских лучей.

Дегтярев В.П. «Генерация акустических колебаний в жидкости малоразмерным импульсным тепловым источником» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 11-12 (2019). 106 с.

Представлена физическая модель и конструкция малоразмерного теплового источника, возмущающего водную среду импульсным тепловым воздействием. Выполнено моделирование теплового и акустического полей в ближней зоне теплового источника. Рассмотрена зависимость параметров акустического поля от энергии и длительности теплового воздействия. Отмечен эффект возникновения низкочастотных акустических колебаний в водной среде после окончания теплового воздействия. Экспериментально исследована зависимость параметров низкочастотных колебаний от энергии импульсного теплового воздействия. Приведены рекомендации по прикладным применениям малоразмерных импульсных тепловых источников в гидроакустических системах. Ключевые слова: термоакустика, тепловой источник, акустическое поле, низкочастотные колебания

Дембелова Т.С., Макарова Д.Н., Бадмаев Б.Б., Вершинина Е.Д. «Исследование вязкоупругих свойств в суспензии наночастиц импедансным методом» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 89-90 (2019). 106 с.

Характерные особенности наносуспензий позволяют их использовать в создании микроэлектромеханических систем (МЭМС), при создании систем транспортировки тепловой энергии, в нанотехнологиях различного назначения, при разработке новых лекарственных препаратов, смазочных материалов, лаков и красок. Все это требует всесторонних исследований их физических и переносных свойств. В работе приведены результаты исследований низкочастотной (10⁵ Гц) сдвиговой упругости коллоидной суспензии наночастиц диоксида кремния SiO₂, с размерами наночастиц 100 нм в полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-2 (1,25 масс.%) импедансным (аналогичным методу Мэзона) методом. На горизонтальную поверхность пьезокварца в виде прямоугольного бруска наносится слой исследуемой жидкости. Размер пьезокварца составляет 35×12×6 мм³, масса 6,82 г., резонансная частота 72,3 кГц. При тангенциальных колебаниях пьезокварца на резонансной частоте слой жидкости испытывает деформации сдвига, и в ней распространяется сдвиговая волна. При полном затухании сдвиговой волны в толстом слое жидкости действительный Δf1 и мнимый Δf2 сдвиги резонансной частоты стремятся к предельным значениям. Если у исследуемой жидкости мнимый Δf2 и действительный Δf1 сдвиги частот равны, то жидкость ньютоновская. Если же Δf2>Δf1, то суспензия обладает сдвиговой упругостью. Результаты эксперимента показали, что предельное значение мнимого сдвига резонансной частоты для исследованной суспензии Δf1=12 Гц, а действительный сдвиг Δf1 пренебрежимо мал. Видно, что Δf2 намного больше Δf1. Это говорит о том, что испытуемая суспензия обладает низкочастотной сдвиговой упругостью при частоте эксперимента. Рассчитанные значения действительного модуля сдвига G1=0,22·10⁵ Па. Дальнейшие исследования показали, что с увеличением размеров наночастиц модуль сдвига суспензии растет, а с увеличением концентрации уменьшается. Таким образом установлено, что коллоидные суспензии наночастиц обнаруживают низкочастотную сдвиговую упругость. Ключевые слова: наносуспензия, пьезокварц, колебания, модуль

Демин И.Ю., Лисин А.А., Спивак А.Е., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В. «Физическое и численное моделирование, клинические исследования различных режимов эластографии сдвиговой волной мягких биологических тканей» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 61-62 (2019). 106 с.

Представлены результаты физического и численного моделирования распространения сдвиговых волн в мягких биологических тканях (метод эластографии сдвиговой волной). Физическое моделирование выполнено на акустической системе Verasonics с открытой архитектурой. В качестве фантомов были использованы калиброванные фантомы CIRS MODEL 049A ELASTICITY QA PHANTOM, фантомы молочной железы Blue Phantom, а также фантом, имитирующий скелетную мышцу (состоит из желатиновой основы и вмороженных в нее упругих струн). Для проведения численного моделирования распространения сдвиговых волн в мягких биологических тканях был использован программный пакет toolbox k-Wave для среды программирования MATLAB. Этот пакет дает возможность моделировать среду распространения через такие параметры, как плотность и скорость звука в данной среде. Совокупность этих факторов позволяет моделировать 2D и 3D пространства, при этом сохраняя высокую скорость вычислений. Для того, чтобы более наглядно визуализировать полученные результаты, было использовано программное обеспечение Autodesk Maya. Autodesk Maya – пакет для работы с 3d графикой и анимацией. Результаты численного моделирования были сопоставлены с результатами физического моделирования (на акустической системе Verasonics) распространения сдвиговых волн в фантомах CIRS. Параллельно калиброванные фантомы CIRS и Blue Phantom были использованы и для измерений на ультразвуковых системах экспертного класса. Исследования были выполнены на ультразвуковом сканере Acuson S2000 (Siemens, Германия) с методикой точечной эластографии сдвиговой волной (pSWE) и на сканере Aixplorer (SuperSonic Imagine S.A., Aixen-Provence, Франция) с методикой двухмерной эластографии сдвиговой волной (2dSWE). Было показано, что тестированные коммерческие сканеры и акустическая система Verasonics обладают сопоставимой высокой точностью точечной эластометрии сдвиговой волной при измерении модуля Юнга и скорости сдвиговой волны исследуемых фантомов. Исследованные датчики и сканеры больше ориентированы на измерение объектов с малыми значениями модуля Юнга, где наблюдается наибольшая точность измерений. Были разработаны формулы пересчета модулей Юнга и скорости сдвиговых волн, полученных на различных сканерах, что позволит проводить корректное сравнение данных различных режимов эластографии сдвиговой волной. Ключевые слова: сдвиговая эластография, фантомы, Verasonics, численное моделирование

Демкин В.П., Мельничук С.В., Удут В.В., Тютрин И.И., Руденко Т.В., Криницына Д.Б. «Определение вязкоупругих характеристик цельной крови на основе метода низкочастотной пьезотромбоэластографии» Известия вузов. Физика, 62, № 12, с. 55-62 (2019)

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование вязкоупругих свойств цельной крови при осциллирующих сдвиговых напряжениях. На основе ультразвуковой эластографии разработана математическая модель и метод вычисления комплексного коэффициента вязкости цельной крови в процессе ее коагуляции. Проведены расчеты комплексного показателя вязкости цельной крови и его реальной и мнимой частей. Вычисленный коэффициент вязкости крови в начале процесса ее свертывания хорошо согласуется с данными реометрических измерений. Полученные результаты подтверждают возможность использовать данный подход к определению вязкоупругих свойств цельной крови и анализу их динамики в процессе её коагуляции в режиме, максимально приближенном к in vivo исследованию.

Бойко А.В., Демьянко К.В., Иноземцев А.А., Кириловский С.В., Нечепуренко Ю.М., Падучев А.П., Поплавская Т.В. «Определение положения ламинарно-турбулентного перехода при численном моделировании обтекания пластины дозвуковыми и трансзвуковыми потоками» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 675-683 (2019)

Работа посвящена определению положения ламинарно-турбулентного перехода в дозвуковых и трансзвуковых двумерных пограничных слоях с помощью разработанного авторами оригинального программного комплекса LOTRAN 2.0, основанного на e^N-методе и использующего данные численного моделирования ламинарного обтекания, выполненного стандартными газодинамическими пакетами, основанными на осредненных по Рейнольдсу уравнениях Навье–Стокса. В качестве примера рассмотрено обтекание плоской пластины. Продемонстрирована согласованность расчетных и экспериментальных данных по положению ламинарно-турбулентного перехода. Получены новые данные по положению ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое плоской пластины для трансзвуковых режимов течения.

Дерусова Д.А., Вавилов В.П. «Резонансная ультразвуковая лазерная виброметрия разнородных дефектов в стеклопластике» Контроль. Диагностика, № 12, с. 24-28 (2019)

Установлено, что выявляемость дефектов в виде вставок из различных материалов в изделии из стеклопластикового композита при контроле методом ультразвуковой лазерной виброметрии зависит от типа материала вставки и ее расположения в изделии. Наилучшие результаты получены при двухстороннем доступе к объекту контроля с последующим синтезом данных вибросканирования.

Гурбатов С.Н., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Курин В.В., Тюрина А.В. «Экспериментальное исследование дифракции ударных акустических волн на краю экрана» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 70 (2019). 106 с.

Приведены результаты экспериментального исследования дифракции ударных акустических волн на краю экрана. Лабораторные эксперименты проводились в дегазированной дистиллированной воде при нормальных климатических условиях на установке, обеспечивающей позиционирование приемно-излучающей системы по трем линейным координатам с точностью не хуже 6 мкм. В качестве излучателей использовались поршневые преобразователи с рабочими частотами 1 и 2 МГц, диаметрами апертур от 1 см до 4 см. Амплитуда акустического давления на апертуре излучателей, составляла 1 МПа. Регистрация профиля акустической волны осуществлялась с помощью мембранного гидрофона имеющего практически равномерную характеристику чувствительности в полосе частот вплоть до 40 МГц. В качестве экранов, закрывающих половину площади волнового фронта падающего акустического пучка, использовались клинья, выполненные из различных упругих материалов: металлов, пластиков и пенопластов различной плотности и упругости, а, также дерево. Экраны располагались за последним дифракционным максимумом осевого распределения поля излучателя. В экспериментах подбирались такие значения чисел Рейнольдса, чтобы пилообразный профиль волны успевал полностью сформироваться до попадания пучка в экран, и чтобы интенсивные нелинейные взаимодействия в диафрагируемом интенсивном акустическом пучке продолжались и после преодоления экрана. В результате экспериментов удалось обнаружить некоторые особенности дифракции интенсивных акустических пучков. В частности, вблизи акустической оси излучателя регистрируются профили акустических волн имеющих спектральную характеристику с законом спадания гармоник существенно отличающимся от случая безграничного пространства. В поперечных распределениях амплитуд гармоник с номерами выше 7 наблюдался дополнительный экстремум, связанный как с дифракцией отдельных гармоник, так и с продолжающейся нелинейной генерацией кратных частоте накачки гармоник. Ключевые слова: дифракция, интенсивные акустические пучки, ударные волны

Вировлянский А.Л., Дерябин М.С. «Реконструкция поля излучателя звука в свободном пространстве по измерениям его поля в лабораторном бассейне» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 30 (2019). 106 с.

Показано, что комплексная амплитуда поля излучателя звука в свободном пространстве может быть восстановлена по измерениям поля, возбужденного этим излучателем в области с отражающими границами. Для решения задачи применен метод эквивалентных источников, в рамках которого поле излучателя аппроксимируется суперпозицией полей акустических монополей, расположенных в узлах кубической решетки. Ключевое предположение заключается в том, что один и тот же набор монополей с теми же самыми амплитудами моделирует поле излучателя и в свободном пространстве, и в бассейне с отражающими границами. Амплитуды монополей реконструируются по измерениям поля излучателя в бассейне. Решение этой обратной задачи требует знания функции Грина, то есть поля акустического монополя. Необходимые значения данной функции измеряются с использованием процедуры, которая названа калибровкой бассейна. Она заключается в том, что эталонный акустический монополь поочередно помещается в точки расположения эквивалентных источников и его сигналы, излучаемые из этих точек, регистрируются всеми приемниками. Амплитуды эквивалентных источников подбираются таким образом, чтобы суперпозиция их полей в точках приема наилучшим образом аппроксимировала измеренные в этих точках амплитуды сигналов от излучателя. После этого поле излучателя в свободном пространстве вычисляется с использованием найденных амплитуд эквивалентных источников и известного выражения для функции Грина. Работоспособность предложенного подхода продемонстрирована в лабораторном эксперименте с помощью комплекса автоматизированных акустических измерений. Ключевые слова: излучатель звука, реконструкция поля, метод эквивалентных источников, лабораторный бассейн

Карташова А.П., Пузин В.Б., Диаз А.А., Эстрада Р.З. «Наблюдения метеорного потока Геминид на Кубе в 2017 году» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 294-299 (2019)

Впервые метеорные наблюдения были проведены на территории Республики Куба (на территории заповедника Sierro del Rosario) в декабре 2017 г. Наблюдения проводились на одной станции с помощью широкоугольной метеорной установки. В результате за период 12–14 декабря 2017 u. было зарегистрировано 114 метеоров (ярче +1^m) и 79 из них было отождествлено с метеорным потоком Геминид.

Диденкулов И.Н., Корчагина Т.С., Прончатов-Рубцов Н.В. «Распределение пузырьков в проточном акустическом волноводе под действием радиационной силы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 72-73 (2019). 106 с.

В акустическом поле на пузырьки, помимо силы Архимеда, действует радиационная сила. При балансе радиационной силы и силы Архимеда пузырьки могут зависать (левитировать) в жидкости. При наличии течения жидкости на пузырьки дополнительно действует сила вязкого трения. В проточном акустическом резонаторе за счет радиационной силы возникает неравномерное распределение концентрации пузырьков, то есть наблюдается эффект чередующихся зон их сгущения и разрежения. В работе рассматривается действие радиационной силы на распределение концентрации пузырьков в акустическом волноводе, в котором присутствует течение жидкости. Учитываются все силы, действующие на пузырек. Рассматривается квазиравномерное движения пузырьков, которое возникает за счет баланса всех сил. Получены аналитические выражения для координат пузырьков и распределения их концентрации в волноводе. Численно исследованы различные режимы движения пузырьков. Рассмотренные эффекты могут найти применение в задачах управления движением пузырьков и малых частиц. Ключевые слова: проточный волновод, пузырьки, радиационная сила, распределение

Диденкулов И.Н., Сагачева А.А. «Распространение звука в суспензии с вращательными движениями частиц» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 91-92 (2019). 106 с.

Большинство природных жидкостей являются суспензиями. Частицы суспензии могут отличаться по плотности и сжимаемости от материнской среды и влияют на скорость и затухание звука. Считается, что в суспензиях частиц, которые имею нейтральную плавучесть, то есть средняя плотность и сжимаемость которых не отличается от параметров окружающей жидкости, рассеяния звука на препятствии не происходит. Однако, в случае, если центр масс частицы смещен, то есть не совпадает с точкой приложения силы Архимеда, то такая частица в акустическом поле совершает вращательные колебания. Вращательные колебания сопровождаются вязким трением и приводят к потере энергии акустической волны. Смещение центра масс частицы может быть вызвано неравномерным распределением плотности тела или точечным довеском массы на его поверхности, который в общем случае может быть как положительным, так и отрицательным (полость). Ранее этот эффект рассматривался для частиц сферической формы. В данной работе рассматриваются частицы стержнеподобной и дискообразной формы, характерные для многих сред, и анализируется распространение звука в суспензии таких частиц. Найдено решение задачи о вращательно-колебательных движениях стержнеподобных и дискообразных частиц со смещенным центром масс в поле акустической волны. Получены формулы, описывающие потери энергии акустической волны в суспензии взвешенных частиц. Произведены оценки величины дополнительного затухания звуковой волны за счет вязких потерь при угловых колебаниях частиц, которые демонстрируют, что данный механизм может приводить к заметному затуханию на высоких частотах. Дальнейшее изучение рассмотренного эффекта может оказаться полезным при интерпретации экспериментальных данных о распространении звука в различных суспензиях, которые встречаются как в природных средах, содержащих взвешенные минеральные частицы и разнообразные микроорганизмы, так и в технологических процессах. Ключевые слова: суспензия, частицы, вращательные колебания, вязкость, затухание звука

Шульц Р., Дитль П., Яшикова Д., Котек М., Копецкий В., Кисела Б. «Минимальное время регистрации для измерений скорости по изображениям частиц (PIV-метод) в резервуаре при перемешивании зубчатой крыльчаткой с высоким усилием сдвига» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 88-98 (2020)

Поле течения в механически перемешиваемом резервуаре часто исследуется PIV-методом (методом измерения скорости по изображениям частиц или, иными словами, с помощью трассерной визуализации). В опубликованных исследованиях время между регистрациями изображений изменяется от десятых долей секунды до нескольких секунд. Возникает вопрос: какое минимальное время регистрации необходимо для получения значимых данных? Настоящее исследование имеет целью определение минимального времени регистрации, которое требуется для получения согласованных результатов для поля скоростей, при использовании трассерной визуализации в резервуаре с жидкостью, перемешиваемой зубчатой крыльчаткой с высоким усилием сдвига. Полученные результаты помогают подобрать экспериментальные условия для PIV-измерений, которые гарантируют получение правильных данных для скорости. Эксперименты выполнены в цилиндрическом резервуаре с плоским дном внутренним диаметром 400 мм при наличии внутренних радиальных перегородок (дефлекторов) по всей высоте сосуда. Резервуар заполнялся тремя различными жидкостями и перемешивался зубчатой крыльчаткой (импеллером) диаметром 133 мм. Использовалась двумерная трассерная визуализация (PIV-метод) с разрешением по времени в диапазоне чисел Рейнольдса крыльчатки от 68000 до 221000. Статистический анализ радиальной и осевой компонент средней и пульсационных скоростей, измеренных в течении, нагнетаемом крыльчаткой, показал, что значение безразмерного минимального времени регистрации не зависит от числа Рейнольдса крыльчатки. Это значение равно Nt_Rmin=62 для средней радиальной скорости и пульсационных скоростей как в радиальном, так и осевом направлениях, тогда как большее время измерений, Nt_Rmin=174, требуется для получения согласованной средней осевой скорости при изменчивости ±2%. В качестве параметра масштабирования для оценки минимального времени регистрации изображений рекомендуется безразмерное число Nt_Rmin=const.

Малков О.Ю., Ковалева Д.А., Жуков А.О., Длужневская О.Б. «Оценка периода для визуальных двойных систем» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 244-250 (2019)

Орбитальный период достаточно легко определяется для всех наблюдательных типов двойных систем, кроме визуальных – самого представительного и самого многообещающего с точки зрения звездной статистики типа. Мы предлагаем новую методику оценки значения периода в условиях недостатка наблюдательных данных. Полученные результаты позволяют строить «бесшовные» распределения для двойных всех наблюдательных типов и изучать двойные системы на всем диапазоне фундаментальных параметров, определяющих их эволюцию.

Дмитриев А.В., Ершов А.А. «Определение размеров блоков мозаики и анизометрии чешуек искусственного графита по магнетосопротивлению» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 100-110 (2020)

Приведены результаты математического моделирования протекания электрического тока в пластинчатом поликристалле графита в магнитном поле. В отличие от простой модели с учетом только контактного сопротивления между чешуйками, в настоящей модели также учтено омическое сопротивление вдоль и поперек слоёв графита на основе цепочечной модели протекания электрического тока в поликристалле графита. В результате получена формула с уточненными поправочными коэффициентами, которая позволяет подобрать параметры поликристалла для расчета температурной зависимости УЭС и магнетосопротивления. Проведено сравнение с простой моделью, учитывающей только контактное сопротивление, различие составляет до 50% от прежней оценки. Отличие отнесено к особенностям подключения отдельных кристаллов в поликристалле. Это позволяет анализировать размеры кристаллов и их подключения в искусственном графите исходя из электрофизических свойств.

Дмитриев К.В., Липавский А.С., Панков И.А., Сергеев С.Н. «Экспериментальное исследование модовой структуры и собственных шумов мелкого водоёма» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22 (2019). 106 с.

Представлены результаты собственных экспериментов авторов по изучению характеристик шумовых сигналов в мелком водоёме. Водоём располагается в природном заказнике в Московской области, характеризуется низким уровнем антропогенных шумов, малой глубиной (порядка 1 м) и высоким уровнем донной и береговой реверберации. Авторов интересовала возможность выделения мод в таком водоёме при использовании одиночных гидрофонов в разной конфигурации расположения в водоёме в разные времена года, а также характеристики собственных шумов. Мелкая глубина водоёма приводит к высокой (порядка сотен Герц) частоте отсечки и к соответствующему изменению характера спектра распространяющихся в водоёме сигналов. Изучалась возможность использования получившего в последние годы распространение метода шумовой интерферометрии применительно к мелкой воде. Предполагается, что полученные результаты могут быть использованы при работе в узкой береговой зоне. Ключевые слова: акустика океана, акустическая томография, шумовая интерферометрия, шельф

Дмитриев К.В. «Разработка и испытания распределенной системы регистрации гидроакустических сигналов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 9 (2019). 106 с.

Возросший интерес к исследованию мелководных водоемов ставит задачу разработки малогабаритных и дешевых автономных комплексов, состоящих из гидроакустических антенн с несколькими приемными гидрофонами и синхронизированных между собой по времени регистраторов, осуществляющих оцифровку, предварительную обработку и запись сигналов. Несколько таких комплексов образуют единую систему, которая может быть использована для решения томографических задач как активного, так и пассивного типа. При разработке регистраторов учитывался ряд факторов, возникающих из-за особенностей поставленной задачи. Во-первых, низкое энергопотребление и, одновременно, возможность хранения большого объема данных. Это обеспечивает возможность проведения автономных измерений в течение продолжительного времени (от 3 суток), что особенно важно в пассивных схемах томографии. Во-вторых, синхронизация всех модулей по времени. Она достигается как за счет приема GPS сигнала, так и путем применения в каждом модуле калиброванных и термокомпенсированных часов реального времени. В-третьих, требуется большое число приемных каналов АЦП с большим динамическим диапазоном. Разработанные модули могут содержать от 1 до 16 независимых каналов АЦП с разрешением 24 бита. Уменьшение числа каналов позволяет снизить тактовую частоту и уменьшить энергопотребление устройства. В-четвертых, возможно проведение измерений в режиме накопления спектра шумовых источников. Это позволяет существенно уменьшить объем хранимых данных. Описанная система была создана и испытана в условиях водоемов Московской области и Арктики. Она включала в себя 6 автономных комплексов с антеннами, содержащими по 4 гидрофона. Получены первые результаты обработки записанных данных в активном и пассивном режимах. Ключевые слова: акустика океана, акустическая томография, шумовая интерферометрия, гидроакустическая антенна, регистратор сигналов

Абдуракипов С.С., Добросельский К.Г. «Экспериментальное исследование оптическим и статистическим методами крупномасштабных пульсаций потока при обтекании цилиндра» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 5-14 (2019)

С использованием оптического метода измерения полей скорости Particle Image Velocimetry (PIV) и статистического метода для анализа когерентных структур в турбулентных потоках Proper Orthogonal Decomposition (POD) проведено экспериментальное исследование пространственной структуры крупномасштабных пульсаций скорости при докавитационном и кавитационном обтекании цилиндра при числе Рейнольдса 280 000.

Гроховская А.А., Додонов С.Н. «Крупномасштабное распределение галактик поля HS 47.5-22. I. Методика анализа данных» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 404-413 (2019)

Представлены результаты методических работ по автоматическому анализу крупномасштабного распределения галактик. Выделение кандидатов в скопления и группы галактик проводилось с использованием двух взаимодополняющих методов определения карт контраста плотности в тонких слоях трехмерного крупномасштабного распределения галактик: фильтрующего алгоритма с адаптивным ядром и диаграмм Вороного. Разработанные алгоритмы были протестированы на 10 наборах данных модельного каталога MICE, кроме того были определены статистические параметры полученных результатов (полнота, чистота выборки и т.д.). Также полученные карты контраста плотности были применены для определения пустот-войдов.

Масда С.Г., Докобо Х.А., Хуссейн А.М., Мардини М.К., Аль-Амерьин Х.А., Кампо П.П., Хан А.Р., Патан Д.М. «Физические и геометрические параметры тройной системы HIP 109951» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 499-509 (2019)

Представлены точные определения физических и геометрических параметров тройной системы HIP 109951 (WDS J22161-0705AB), состоящей из компонентов A, Ba и Bb. Двойственность компонента B была недавно подтверждена по вариациям лучевых скоростей. Системы изучались с помощью комплексного метода, разработанного Аль-Вардатом для исследования тесных визуально-двойных систем, использующего метод бланкетированных моделей атмосфер Куруца (Atlas 9) вкупе с аналитическими расчетами геометрических параметров (методом, разработанным Докобо) тройной системы. Синтетические распределения энергии в спектре и синтетическая звездная фотометрия системы в целом и ее отдельных компонентов были сравнены с наблюдательными данными. Также приводятся положения компонентов.

Хилько А.И., Мерклин Л.Р., Плешков А.Ю., Бирюков Е.А., Долгачев А.И., Маев П.А., Смирнов И.П., Калинина В.И., Малеханов А.И. «Некоторые результаты экспериментов по когерентному зондированию морского дна в мелководном районе Черного моря в присутствии реверберационных помех и шумов судоходства» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 63 (2019). 106 с.

Анализируются результаты сейсмоакустического (СА) импульсного зондирования структуры морского дна в мелководном районе Черного моря в присутствии реверберационных помех и шумов судоходства при буксировке в подводном положении когерентного излучателя, работающего в режиме излучения ЛЧМ импульсов, и горизонтальной приемной решетки. Исследовано влияние пространственных флуктуаций гидрофонов при их буксировке с меняющейся во времени скоростью. Показано, что при характерной величине таких вариаций на уровне нескольких длин волн звукового поля зондирующего сигнала возникают интерференционные помехи, ослабляющие эффективность когерентного накопления СА сигналов. Рассмотрены возможности устранения таких помех. Особое внимание уделено влиянию помех реверберации, связанных с рассеянием зондирующих импульсов на ветровом волнении и неровностях донной поверхности, и шумов корабля-буксировщика, которые маскируют отклики, соответствующие отдельным границам донных слоев. Обсуждаются возможности подавления реверберационных помех путем использования излучающих решеток. Ключевые слова: морское дно, когерентный излучатель, сейсмоакустическое зондирование, реверберационные помехи

Чупин В.А., Будрин С.С., Долгих Г.И., Щербатюк А.Ф. «Исследование пространственно-временной структуры гидроакустического поля шельфовых зон» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 17 (2019). 106 с.

На основе применения берегового лазерного деформографа и автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА), оснащённого мобильной гидроакустической приёмной системой, состоящей из гидрофона 8104 фирмы Bruel & Kjaer, аналого-цифрового преобразователя, системы записи и хранения данных, изучены особенности распределения гидроакустического поля, создаваемого низкочастотным гидроакустическим излучателем на частоте 33 Гц, по шельфу убывающей глубины с определением зон наиболее эффективной трансформации гидроакустической энергии в сейсмоакустическую энергию. При обработке синхронных экспериментальных данных лазерного деформографа и АНПА определена доля гидроакустической энергии, уносимая в земную кору и литосферу в виде поверхностных и объёмных волн, изучены особенности влияния поверхностных морских волн и более низкочастотных гидросферных процессов на пространственно-временные амплитудно-фазовые вариации гидроакустического поля, создаваемого низкочастотным гидроакустическим излучателем. Ключевые слова: гидроакустическое поле, шельф, автономный необитаемый подводный аппарат, гидроакустический излучатель

Якушев В.В., Ананьев С.Ю., Уткин А.В., Жуков А.Н., Долгобородов А.Ю. «Скорость звука в ударно-сжатых образцах из смеси микро- и нанодисперсных порошков никеля и алюминия» Физика горения и взрыва, 55, № 6, с. 108-114 (2019)

Измерена скорость звука за фронтом ударной волны в прессованных образцах из микро- и нанодисперсной смесей порошков никеля и алюминия при давлениях 10, 30 и 60 ГПа с целью проверки возможности протекания реакции с образованием алюминида никеля в субмикросекундном диапазоне времени. Показано, что в области давления до 60 ГПа скорость звука в образцах из нанодисперсной смеси выше, чем в образцах из микродисперсной смеси. Причем при приближении к 60 ГПа скорости звука в обеих смесях с учетом погрешности практически выравниваются, что связано с плавлением образцов. На основании полученных данных сделан вывод об отсутствии заметного протекания реакции Ni+Al за время менее 1 мкс.

Карзова М.М., Юлдашев П.В., Леша Т., Драгна Д., Оливье С., Хохлова В.А., Блан-Бенон Ф. «Нелинейное отражение n-волны от шероховатых поверхностей в воздухе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 41-42 (2019). 106 с.

Развитие концепции создания малых гражданских сверхзвуковых самолетов бизнес-класса привело к возобновлению интереса к проблеме распространения волны звукового удара в неоднородной атмосфере и ее отражения от поверхности земли. При нерегулярном отражении акустических волн с ударными фронтами вблизи жесткой поверхности формируется “ножка” Маха. Процесс ее формирования зависит от структуры, импеданса и геометрии поверхности. В работе в лабораторном эксперименте исследовалось влияние размера зерна шероховатости поверхности на пространственно-временную структуру N-волны при ее отражении от данной поверхности в воздухе. N-волна длиной 1.4 см и амплитудой до 1.5 кПа создавалась искровым разрядным источником. Для восстановления профилей давления N-волны в точках, расположенных на различной высоте от отражающих поверхностей, использовался метод интерферометрии по схеме Маха–Цендера. Метод основан на измерении возмущения оптического показателя преломления среды при распространении сферически расходящейся N-волны, а затем восстановлении по нему профиля давления волны с помощью обратного преобразования Абеля. В качестве отражающих шероховатых поверхностей использовалось пять различных листов наждачной бумаги, скрепленных с плоской поверхностью, изготовленной из пластика. Размер зерна шероховатости варьировался от 50 до 500 мкм. Было показано, что с увеличением размера зерна шероховатости происходило уменьшение высоты “ножки” Маха. Если размер зерна в несколько раз превышал ширину ударного фронта N-волны, то формирования “ножки” Маха не наблюдалось, а отражение происходило регулярным образом. Вблизи шероховатой поверхности (до 2 мм) уровни давления были выше, чем в случае гладкой поверхности, а на профилях давления наблюдались периодические искажения с периодом, зависящим от размера зерна шероховатости. Результаты эксперимента были количественно подтверждены в численном моделировании уравнений Эйлера, где искровой источник имитировался гауссовским распределением энергии, а геометрия шероховатых поверхностей задавалась случайным образом с использованием гауссовской корреляционной функции с параметрами, полученными в микроскопических измерениях структуры поверхности. Результаты численного моделирования с точностью 10% описали экспериментально измеренные профили давления. Дополнительно в моделировании была показана периодическая структура фронтов, формирующихся за основной волной в результате ее дифракции на шероховатостях. Ключевые слова: N-волна, «ножка» Маха, шероховатость, нерегулярное отражение, интерферометр Маха–Цендера

Драченко В.Н., Кузнецов Г.Н., Михнюк А.Н. «Оценка пеленга, дальности и глубины движущегося источника с использованием векторно-скалярной антенны» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 32 (2019). 106 с.

Экспериментальное исследование выполнено в мелководном районе глубиной около 90 м на расстояниях от источника до приемной системы от 300 до 3000 м. Прием сигналов выполнялся 96-канальной вертикальной векторно-скалярной антенной цилиндрической формы. Антенна стационарно устанавливалась на глубине, которая измерялась с использованием встроенного в антенну датчика. Одновременно производились оценки температуры воды и ориентации антенны в пространстве, в том числе – истинного пеленга относительно магнитного меридиана. Это позволило в последующем получить несмещенные оценки пеленга. Источник с постоянной скоростью буксировался на заданной глубине, достигая минимального расстояния на траверзе, и удалялся по прямолинейной траектории. В конце траектории движения источник буксировался по дуге окружности. Широкополосные сигналы, излучаемые источником, регистрировались и обрабатывались для оценки дальности, глубины и пеленга на источник. Предварительно производился замер вертикального профиля скорости звука и анализировался по данным геологов наклон грунта. Эти характеристики использовались при обработке сигнала с целью выполнения согласованной с передаточной функцией волновода фильтрации. Принятые сигналы после формирования пространственного отклика и фурье-анализа подвергались корреляционной и кепстральной обработке, что позволило разрешить сигналы, принятые по разным лучам во временной области, и измерить с достаточной точностью разность временных задержек между принятыми сигналами. В основе согласованной фильтрации была использована минимизации невязки экспериментальных и расчетных значений временных задержек между принятыми лучами. Частотно-пространственная обработка производилась на выходе пространственных откликов, построенных с использованием группы вертикальных антенн. Для оценки пеленга использовались скалярные и векторно-скалярные поля, а также обработка по потоку мощности. Полученные оценки усреднялись и в последующем использовались для построения траектории движения и зависимости глубины источника от расстояния. Результаты экспериментов хорошо согласуются с исходными данными и заданными параметрами. Ключевые слова: векторно-скалярная антенна, движущийся широкополосный источник, оценка пеленга, дальности и глубины

Дубинов А.Е., Китаев И.Н. «Нелинейная теория обратных и боковых ионно-звуковых волн в плазме с однонаправлено движущимися ионами» Журнал технической физики, 90, № 1, с. 53-58 (2020)

Рассмотрены наклонные ионно-звуковые волны в плазме, в которой ионы движутся однонаправлено. В рамках линейной теории выведено двумерное дисперсионное соотношение и показано, что в системе возможны обратные и боковые волны. Развитая в работе нелинейная теория обратных и боковых волн базируется на выводе и анализе псевдопотенциала Сагдеева. Вычислены нелинейные профили обратной и боковой ионно-звуковых волн. Найдено, что профили обратной и боковой волн неотличимы от профиля обычной прямой ионно-звуковой волны. Ключевые слова: плазма, ионно-звуковая волна, обратная волна, боковая волна, псевдопотенциал Сагдеева.

Дубинский А.Ю., Резниченко Ю.С., Попель С.И. «К вопросу о формировании и эволюции плазменно-пылевых структур в ионосферах Земли и Марса» Физика плазмы, 45, № 10, с. 913-921 (2019)

Представлена самосогласованная модель формирования и эволюции плазменно-пылевых структур в ионосферах Земли и Марса. Проиллюстрировано, что в рамках данной модели удается показать образование слоистой структуры в результате эволюции пылевого облака в ионосфере Земли, обусловленной расщеплением первичного облака и характеризуемой скоплением пылевых частиц на высотах, соответствующих серебристым облакам и полярным мезосферным радиоотражениям. Характерное время формирования полярных мезосферных облаков в ионосфере Земли, полученное в рамках данной модели, соответствует результатам наблюдений. Показана возможность существования в марсианской ионосфере облаков, сформированных в пересыщенном углекислом газе и аналогичных серебристым облакам в земной ионосфере. Кроме того, показана возможность существования в ионосфере Марса явлений, аналогичных полярным мезосферным радиоотражениям на Земле. Для марсианской ионосферы получены теоретические значения характерных размеров пылевых частиц и их зарядов. Найденные теоретические значения согласуются с данными наблюдений.

Окунев В.Д., Самойленко З.А., Николаенко Ю.М., Дьяченко Т.А., Корнеевец А.С., Пушенко Е.И. «Формирование кластеров La0.7Sr0.3MnO3 в магнетронной плазме при воздействии ионно-звуковой волны на поток частиц» Письма в Журнал технической физики, 46, № 1, с. 47-51 (2020)

Изучена кинетика формирования кластеров в магнетронной плазме при движении потока частиц, полученного распылением мишени La_0.7Sr_0.3MnO₃ с последующим осаждением кластеризованных аморфных слоев на протяженную стеклянную подложку. Выявлено влияние ионно-звуковой волны на пространственную модуляцию локальной структуры и свойств кластеризованной среды при наличии в плазме разновалентных ионов марганца. Ключевые слова: магнетронная плазма, разновалентные ионы марганца, кластеризация потока частиц, ионно-звуковая волна.

Губанов Д.А., Дядькин А.А., Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Рыбак С.П. «Экспериментальное исследование влияния шероховатости сопла на параметры течения в слое смешения осесимметричной высокоскоростной дозвуковой струи» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 42-50 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования характеристик слоя смешения в начальном участке трансзвуковой струи, истекающей из конвергентных сопел с различной внутренней шероховатостью, при одинаковом значении числа Маха в ядре струи. Показано, что характеристики слоя смешения – радиальные профили измеренного полного давления и величины среднеквадратичных пульсаций полного давления, имеют автомодельный характер при удалении от среза сопла на величину более 1.5 выходного диаметра сопла. Показана возможность применения сопел с повышенной степенью шероховатости внутренней поверхности для исследования высокоскоростных струйных течений.