Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. «К проблеме исследования акустических и гидродинамических свойств среды, занимающей область в виде трехмерного прямоугольного клина» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 6, с. 90-96 (2019)
Рассматривается граничная задача для трехмерного уравнения Гельмгольца в области, представляющей собой прямоугольный клин бесконечной протяженности. Строится точное решение этой граничной задачи в виде упакованного блочного элемента, необходимое для исследования более сложных, в том числе смешанных задач для блочных структур. Сопряжение упакованных блоков в блочную структуру осуществляется путем построения фактор-топологий топологических пространств блоков, отношениями эквивалентности являются межблочные граничные условия.
Прикладная механика и техническая физика, 60, № 6, с. 90-96 (2019) | Рубрика: 07.02
Егерев С.В., Серебряный А.Н. «Неформальные и добровольческие проекты в акустике и океанологии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3 (2019). 106 с.
Быстрое развитие неформальных и добровольческих «распределенных» проектов связано с успехом новых информационно-коммуникационных технологий. Структура проектов основана на множестве «распределенных» добровольцев, поставляющих разнообразные данные в интересах немногочисленного ядра профессиональных ученых или, наоборот, обрабатывающих потоки данных, поступающих от профессионалов. Связующим звеном являются менеджеры, прошедшие специальную подготовку. Такие проекты в последние годы получили название «наука граждан». Океанология и акустика относятся к направлениям, в которых проекты науки граждан приносят ценные результаты. Доклад посвящен обобщению некоторых новых достижений. Первым проектом науки граждан в современном смысле, был масштабный океанологический проект Уильяма Уивелла 1835 года. В течение двух недель июня того года более тысячи добровольцев по обе стороны Северной Атлантики (девять государств и колоний) фиксировали параметры прилива. У. Уивелл собрал и обработал более миллиона синхронизированных наблюдений. Благодаря этому проекту появилась новая наука о приливах (tidology). Сегодня интересы распределенных добровольческих исследований сосредоточены, главным образом, на вопросах охраны рифов, мониторинге экологического состояния морей и океанов, особенно в прибрежных зонах, изучении социального самочувствия морских животных и выявлении зон скопления мусора. Добровольческие проекты с «акустическим содержанием» часто пересекаются с проектами т.н. «кооперативного зондирования». Выделяются две группы проектов: (а) мониторинг городских шумов и (б) запись образцов пения птиц (с возможной последующей обработкой сигнала на месте). В большинстве проектов обоих направлений в качестве приемника звука используются датчики смартфонов добровольцев в сочетании со специальными приложениями, хотя бывают и исключения. Есть и еще одно направление, предполагающее «добровольческое распределенное» использование автономных сетевых приемников звука для наблюдения природных явлений. Доклад фокусируется на участии в добровольческой программе грозопеленгации Blitzortung.org в части обеспечения акустической регистрации грома и поддержании потоковой передачи данных. Ключевые слова: наука граждан; кооперативное зондирование; добровольческий мониторинг прибрежных районов океана; распределенный мониторинг шумов окружающей среды
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3 (2019). 106 с. | Рубрика: 07.01
Егорова В.А., Воронин Ф.Н., Жуковский М.Е., Марков М.Б., Потапенко А.И., Усков Р.В., Бойков Д.С. «Модель радиационно-индуцированных термомеханических эффектов в гетерогенных мелкодисперсных материалах» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 85-99 (2020)
Разработана комплексная модель для суперкомпьютерного исследования параметров радиационно-индуцированных термомеханических полей в гетерогенных средах со сложной дисперсной структурой. Построен способ расчета параметров фотон-электронного каскада, генерируемого в объекте при взаимодействии излучения с веществом. Создана геометрическая модель среды с прямым разрешением ее микроструктуры. Составной частью геометрического описания среды является модель детектирующей системы для статистической оценки энерговыделения излучения. Основой для расчета термомеханических процессов выбрана система уравнений движения сплошной среды в переменных Эйлера в форме законов сохранения. Приведены результаты демонстрационных расчетов параметров термомеханических полей.
Математическое моделирование, 32, № 1, с. 85-99 (2020) | Рубрика: 06.18
Лупанова А.С., Егорова М.А. «Ультразвуковые вокализации в репертуаре самок домовой мыши (Mus musculus)» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 54 (2019). 106 с.
Одна из особенностей акустической коммуникации домовых мышей – это наличие в их репертуаре высокочастотных вокализаций. Целью настоящей работы стало исследование акустических характеристик ультразвуковых вокализаций самок домовой мыши (Mus musculus), излучаемых в принципиально разных поведенческих ситуациях: при контакте двух взрослых особей и при поиске потерявшихся детенышей. Всего было зарегистрировано более 1000 сигналов у восьми самок домовой мыши. Регистрацию вокализаций производили при помощи 6.5 мм конденсаторного микрофона 4135, предусилителя 2633, измерительного усилителя 2606 фирмы Bruel & Kjaer на звуковую карту (Roland UA-55 Quad-Capture) с частотой дискретизации 192 кГц. Видеорегистрация акустического поведения мышей осуществлялась с помощью веб-камеры (Logitech Pro9000, разрешение 1600×1200, 30 кадров в секунду) на персональный компьютер. Анализ акустической структуры вокализаций был произведен с помощью программы Avisoft SASLab Pro 5.2.07 в полуавтоматическом режиме. Спектрально-временной анализ вокализаций показал сходство акустической структуры ультразвуковых криков, сопровождающих оба типа поведения. Среди сходных характеристик – локализация частоты основного тона в области 70 кГц, средняя длительность крика около 40 мс, отсутствие разрывов в спектре и шумовых компонентов. Можно предположить, что ультразвуковые крики самок, излучаемые при поиске потерявшихся детенышей, адресованы не самому потомству, а скорее другим взрослым особям и служат призывом к поиску потерявшихся мышат. Ключевые слова: домовая мышь, акустическое поведение, ультразвуковые вокализации
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 54 (2019). 106 с. | Рубрика: 13.07
Егорова М.А. «Группирование и разделение звуковых событий в реакциях нейронов слуховой коры мыши на модели конспецифических вокализаций» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 60 (2019). 106 с.
Речь человека и коммуникационные сигналы животных структурированы во времени и образованы сериями звуковых компонентов, воспринимаемых как единое слуховое событие. Известно, что временной контекст сигналов (группирование и разделение последовательных звуковых компонентов) способствует их пониманию и запуску специфических поведенческих ответов (Bregman, 1990; Gaub, Ehret, 2005). В качестве одного из нейрофизиологических механизмов группирования и разделения звуковых компонентов, определяющих перцептуальную границу слуховых событий, предлагается нейрональная адаптация. В представленной работе мы тестировали гипотезу об участии нейрональной адаптации в обработке последовательностей коммуникационного сигнала мышей – крика дискомфорта мышат. В естественных условиях мышата излучают крик дискомфорта в виде серий из 2–5-ти сигналов, при этом мыши-матери воспринимают естественный крик и его модели, как значимые, если он следует сериями, как минимум, из четырех сигналов, разделенных интервалами 100–400 мс (Gaub, Ehret, 2005). Для обоснования гипотезы мы исследовали временную динамику постстимульной адаптации одиночных нейронов первичной слуховой коры мозга домовой мыши (Mus musculus), т.е. зависимость степени проявления адаптации от межстимульного интервала в последовательности звуков. Ответы нейронов регистрировали в условиях общей анестезии при предъявлении серий из четырех 100-мс тональных сигналов, частота которых соответствовала характеристической частоте нейрона, а уровень составлял 40 дБ над порогом его ответа. Интервал между тональными составляющими одной серии был одинаков, а в разных сериях варьировал от 0 до 1000 мс. Анализ полученных результатов продемонстрировал эффект адаптации в ответах всех исследованных нейронов первичной слуховой коры, выражавшийся в отсутствии или значительном снижении активности, вызванной следующими за 1-м компонентами серии звуков, при межстимульных интервалах 0–500 мс. Таким образом, временной диапазон проявления адаптации к серии сигналов на уровне популяции нейронов первичной слуховой коры мыши соответствует временному диапазону интервалов серии криков дискомфорта мышат, важному для запуска оптимального материнского поведения. 1. Bregman A.S. Auditory scene analysis. 1990. The MIT Press, Сambridge, MA. 2. Gaub S., Ehret G. J. Comp. Physiol. 2005. V. 191. P. 1131-1135. Ключевые слова: домовая мышь, первичная слуховая кора, нейроны, постстимульная адаптация, группирование и разделение слуховых событий
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 60 (2019). 106 с. | Рубрика: 13.08
Акимов А.Г., Егорова М.А. «Специализация нейронов слухового центра среднего мозга мыши с различными паттернами ответа при частотно-временной обработке коммуникационных сигналов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 60-61 (2019). 106 с.
Нейроны центрального ядра заднего холма среднего мозга домовой мыши по паттернам ответов могут быть отнесены к двум принципиально различным типам. Первый отличается тоническими характеристиками активности, т.е. импульсный ответ нейрона продолжается в течение всего действия акустического сигнала. Среди ответов нейронов центрального ядра преобладание тонической активности показано для тонических, фазно-тонических, паузных и позднелатентных разрядов (Ehret, 1997). Второй тип нейронов отличается фазными характеристиками активности, при которых ответ нейрона значительно короче длительности сигнала. Такие нейроны имеют фазный или пачечный разряд. Различия в характеристиках импульсной активности нейронов позволяют предполагать их функциональную специализацию в частотно-временной обработке звуков. В представленной работе исследовали специализацию нейронов с различными паттернами ответов к обработке моделей коммуникационного сигнала мышей – крика дискомфорта мышат. Крик состоит из трех основных гармоник, сосредоточенных в области 5, 10 и 15 кГц, мышата излучают его в виде серий из 2–5 сигналов (Егорова, Акимов, 2010; Gaub, Ehret, 2005). В экспериментах внеклеточно регистрировали ответы одиночных нейронов центрального ядра, вызванные моделями крика дискомфорта мышат и сериями моделей, состоящих из 4-х компонентов, следующих с разными межстимульными интервалами (0–1000 мс). У трети нейронов показано спектральное облегчение ответов на различные двух- и трехтоновые комбинации частотных составляющих крика. Более чем 80% таких комбинационно-чувствительных нейронов имели тонические характеристики активности, т.е. тонические, фазно-тонические, паузные и позднелатентные разряды. Исследование ответов нейронов на серии моделей крика дискомфорта показало, что при коротких межстимульных интервалах ответы на 2-й – 4-й сигналы в серии полностью подавлялись или значительно уменьшались у двух третей исследованных нейронов, т.е. проявлялась адаптация к сериям звуков. Такие нейроны имели фазные или пачечные разряды. Увеличение межстимульного интервала приводило к постепенному восстановлению ответа на следующие за первым сигналы. При этом временной диапазон проявления адаптации соответствовал временному диапазону интервалов 100–400 мс в серии криков дискомфорта мышат, важному для запуска материнского поведения (Gaub, Ehret, 2005). У трети нейронов адаптация не проявлялась. Для них был характерен тонический тип разряда. Ключевые слова: слух, средний мозг, частотно-временная обработка звуков, слуховая адаптация, паттерны ответов нейронов
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 60-61 (2019). 106 с. | Рубрика: 13.08
Хорунжий Г.Д., Егорова М.А. «Количественная оценка латентных периодов ответов в рецептивных полях нейронов задних холмов среднего мозга и слуховой коры мыши» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 61 (2019). 106 с.
Изучение частотного и временного механизмов анализа звука нейронами слуховых центров мозга млекопитающих остается актуальной задачей физиологии слуха. На сегодняшний день лишь в малом количестве работ сделана попытка сопоставить характеристики активности одиночных нейронов слуховых центров ствола мозга и слуховой коры (Ter-Mikaelian et al., 2007; Bajo, King, 2013). Настоящее исследование посвящено оценке вариабельности латентных периодов ответов в частотных рецептивных полях нейронов центрального ядра задних холмов среднего мозга и первичной слуховой коры наркотизированных домовых мышей. Латентный период ответа каждого нейрона на сигнал характерстической частоты (ХЧ) уровнем 30 дБ над порогом ответа сравнивали с минимальным и максимальным значениями латентностей во всем возбудительном рецептивном поле этого нейрона. Нейроны центрального ядра, принадлежавшие к трем описанным ранее функциональным группам (первично-подобные, тормозно-зависимые и V-образные, Вартанян и др., 2000; Egorova et al., 2001), различались по вариабельности латентностей в зависимости от частоты и интенсивности сигнала. V-образные нейроны отличались наименьшими величинами изменения латентных периодов ответов в рецептивных полях (в среднем 9±3.1 мс). Диапазон варьирования латентностей в области возбудительного ответа первично-подобных и тормозно-зависимых нейронов оказался значительно шире и составлял в среднем 16±4.4 мс и 18±8 мс, соответственно. По всей популяции нейронов центрального ядра уменьшение или увеличение латентных периодов ответов относительно измеренных при действии стимула ХЧ не превышало 45 мс. Разброс латентностей в рецептивных полях нейронов первичной слуховой коры был существенно больше, чем аналогичный показатель у нейронов центрального ядра, и достигал 60–80 мс. При этом две трети нейронов полей первичного и переднего слуховых полей коры имели V-образные рецептивные поля и фазные характеристики активности. Полученные данные подтвердили существование фундаментальных различий между нейронами слухового центра среднего мозга и слуховой коры по временным свойствам их активности, видимо, отражающих особенности процессов обработки звуковых сигналов на этих уровнях слуховой системы. Ключевые слова: слуховая система, одиночные нейроны, латентные периоды ответов
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 61 (2019). 106 с. | Рубрика: 13.08
Егорян А.Д., Крайко А.Н. «Сравнение воздушно-реактивных двигателей с медленным и детонационным горением» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 123-137 (2020)
Сравниваются прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД) разных схем с медленным и детонационным горением. Стационарные и нестационарные процессы в них описываются простыми моделями газо- и термодинамики, детонационной волны, торможения воздуха в воздухозаборнике и разгона продуктов сгорания в сверхзвуковых частях сопел. В рамках таких моделей при фиксированном показателе адиабаты характеристики каждого двигателя зависят от двух параметров – числа Маха полета и безразмерной удельной теплоты горения горючей смеси. Сравнение, проведенное для всех их реальных величин с анализом термодинамических циклов и одномерными нестационарными расчетами (для двигателей с горением в движущихся детонационных волнах), подтвердило важность учета нестационарных процессов в камерах сгорания. Выполненное сравнение актуально из-за частых утверждений о возможном значительном увеличении тяговых характеристик при замене прямоточных двигателей с медленным горением при постоянном давлении (ПВРД) на двигатели с горением в пульсирующих или вращающихся детонационных волнах (Pulse-Detonation Engine (PDE) или Rotating Detonation Engine (RDE)). Обычно эти утверждения делаются на основе сравнения термических коэффициентов полезного действия (кпд) и рассчитанных по ним удельных тяг и импульсов. При нестационарном течении в камере сгорания пересчет тяг и импульсов по термическому кпд завышает их значения. Справедливость этого для многокамерных PDE подтвердили нестационарные расчеты. При мгновенном открытии и закрытии входа в детонационные камеры и мгновенном без энергозатрат инициировании детонационной волны тяга PDE, начиная с небольших сверхзвуковых чисел Маха полета, получается меньше тяги ПВРД. Аналогичный пересчет для RDE незаконен из-за перехода во вращающуюся неинерциальную систему координат.
Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 123-137 (2020) | Рубрика: 08.08
Елкин Д.Н., Зацепин А.Г., Саловатова Л.И. «Лабораторное исследование влияния рельефа наклонного дна и его шероховатости на вдольбереговое даунвеллинговое течение и связанный с ним придонный экмановский слой» Процессы в геосредах, № 4, http://journal.geomediacenter.ru/pgm-4-22-2019 (2019)
В бассейне, расположенном на вращающейся платформе, проведены лабораторные опыты по исследованию динамики даунвеллингового прибрежного течения над наклонным дном, при наличии шероховатости дна и препятствия на нем в виде невысокого вдольсклонового барьера. Течение создавалось с помощью источника постоянного расхода воды той же плотности (баротропный случай) или меньшей плотности (бароклинный случай) по сравнению с водой в бассейне. Установлено, что не только в баротропном, но и в бароклинном случае, при определенных условиях, происходит формирование придонного экмановского слоя с нисходящим переносом воды прибрежного даунвеллингового течения. В бароклинном случае, придонный экмановский слой испытывает конвективную неустойчивость. Шероховатость и особенности рельефа дна влияют на характеристики течения, как в баротропном, так и в бароклинном случаях. В бароклинном случае шероховатость дна значительно интенсифицирует конвективную неустойчивость придонного экмановского слоя, как в случае рельефа с препятствием, так и без препятствия. Ключевые слова: даунвеллинговые прибрежные течения, стратификация вод, наклонное дно, рельеф с особенностью, экмановский придонный слой, лабораторное моделирование, вращающаяся платформа, шероховатость дна, конвективная неустойчивость, перемешивание.
Процессы в геосредах, № 4, http://journal.geomediacenter.ru/pgm-4-22-2019 (2019) | Рубрика: 07.22
Ембулаев В.Н. «Разработка математической модели расчёта поездок пассажиров на маршруте по данным входа и выхода» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 86-96 (2019)
Случайная величина поездок пассажиров между двумя любыми остановочными пунктами на маршруте (корреспонденции пассажиров) представляет собой дискретную величину. Для каждого значения дискретной случайной величины вычисляется её вероятность. В качестве решения задачи определения числа корреспондирующих пассажиров между двумя остановочными пунктами на маршруте принимается то значение случайной величины, вероятность которого максимальна.
Математическое моделирование, 31, № 12, с. 86-96 (2019) | Рубрика: 17
Суханов Д.Я., Росляков С.Н., Емельянов Ф.С. «Левитация и управление упорядоченной группой частиц и прямолинейных структур в ультразвуковом поле» Акустический журнал, 66, № 2, с. 154-162 (2020)
Предлагается метод управления упорядоченной группой левитирующих в ультразвуковом поле частиц и структур из прямолинейных отрезков. Рассматривается ультразвуковое поле в воздухе на частоте 40 кГц и частицы размерами меньше четверти длины волны либо тонкие цилиндрические объекты диаметром меньше четверти длины волны. Ультразвуковое поле формируется с помощью четырех фазированных решеток излучателей, которые размещены встречно по боковым граням прямоугольного параллелепипеда. Излучатели формируют распределение поля стоячих волн на плоскости, что обеспечивает левитацию частиц в прямоугольной сетке в плоском слое. Путем численного моделирования и экспериментально показано, что полученное распределение стабилизируется и частицы остаются неподвижными в локальных минимумах потенциала Горькова. Кроме того, путем регулирования разности фаз встречных излучателей обеспечивается контролируемое перемещение группы частиц в горизонтальной плоскости. А изменение плоскости фокусировки боковых излучателей обеспечивает контролируемое перемещение группы частиц по вертикали. Экспериментально показано, что в рассматриваемом распределении поля возможна левитация не только малоразмерных частиц, но и структур, собранных из прямолинейных отрезков длиной много больше длины волны.
Акустический журнал, 66, № 2, с. 154-162 (2020) | Рубрика: 05.09
Гусев Г.Н., Епин В.В. «Моделирование вибрационного воздействия от транспортной нагрузки на жилое здание. Численная модель, натурный эксперимент» Научно-технический вестник Поволжья, № 12, с. 188-190 (2019)
Описан натурный эксперимент по анализу вибрационного отклика пятиэтажного жилого здания на заданную транспортную нагрузку. Создана численная математическая модель системы «здание–грунтовое основание–источник вибрационного воздействия». На основе данных эксперимента и модели проведена оценка технического состояния строительного объекта. Представленный алгоритм оценки может являться инструментом прогнозирования изменения напряженно-деформированного состояния системы и выявления дефектов в несущих конструкциях.
Научно-технический вестник Поволжья, № 12, с. 188-190 (2019) | Рубрика: 10.06
Епифанов В.П., Сазонов К.Е. «Влияние стоячих волн на локальную прочность моделированного ледяного поля» Доклады академии наук, 489, № 6, с. 564-569 (2019)
Рассматриваются два сценария влияния стоячих волн на прочностные свойства льда, лежащего на поверхности жидкости: в процессе намораживания ледяного поля и в результате потери устойчивости, которая вызвана обжатием по стенкам бассейна из-за расширения воды при замораживании. Полученные экспериментальные профили твёрдости ледяного поля свидетельствуют о формировании периодических структур, характерных для волнового процесса. Показано, что в обоих случаях возникающие в бассейне стоячие волны изменяют прочностные характеристики ледяного покрова.
Доклады академии наук, 489, № 6, с. 564-569 (2019) | Рубрика: 07.14
Лысенко В.И., Смородский Б.В., Ермолаев Ю.Г., Яцких А.А., Косинов А.Д. «Эксперименты по ламинаризации сверхзвукового пограничного слоя вдувом инородного газа» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 26-38 (2019)
Проведены экспериментальные исследования влияния распределенной инжекции тяжелого газа (гексафторида серы, SF6) в пристенный подслой сверхзвукового (при числе Маха M=2) пограничного слоя плоской пластины на его устойчивость к искусственным (контролируемым) возмущениям. Впервые в экспериментах с контролируемыми возмущениями получено, что такой вдув тяжелого газа приводит к стабилизации пограничного слоя, проявляющейся в уменьшении скоростей роста возмущений. Получено хорошее согласование экспериментальных данных с результатами расчетов по линейной теории устойчивости.
Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 26-38 (2019) | Рубрика: 08.15
Сапожников О.А., Кравчун П.Н., Гусев В.А., Ермолаева Е.О. «Исследования по акустике на физическом факультете Московского университета (к 75-летию кафедры акустики физического факультета Московского университета)» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 2 (2019). 106 с.
К началу учебного 1943/1944 года после возвращения Московского университета из эвакуации приказом Всесоюзного Комитета по делам Высшей школы при СНК СССР был утверждён перечень кафедр МГУ (общим числом 131), включавший и нашу кафедру. Одной из главных заслуг профессора С.Н. Ржевкина, заведующего кафедрой с осени 1943 г. и до весны 1975 г., было создание первой в университетах страны кафедры акустики, на которой с момента основания и до нашего времени проводятся исследования мирового уровня. В период 1975–1987 гг. заведующим кафедрой был В.А. Красильников – заслуженный профессор Московского университета, основатель научной школы по нелинейной и физической акустике и волнам в турбулентных средах. Более 30 лет кафедрой акустики руководит академик РАН О.В. Руденко. На кафедре продолжаются исследования в классических для нее направлениях, а также сформированы новые направления акустики мощного ультразвука и медицинской акустики, физики нелинейных волн. В разные годы были удостоены Государственных премий СССР: В.А. Буров, Л.К. Зарембо, В.А. Красильников, О.В. Руденко; Государственной премии РФ – О.В. Руденко; Ломоносовской премии – Л.К. Зарембо и В.А. Красильников, О.В. Руденко и О.А. Сапожников; премии РАН им. Л.И Мандельштама – В.А. Красильников. Сотрудниками кафедры были защищены 12 докторских диссертаций. В настоящее время на кафедре решаются задачи гидро- и аэроакустики, акустики органных и концертных залов, медицинского ультразвука, нелинейной диагностики, акустики метаматериалов, создания нелинейных математических моделей и нелинейной динамики, обратных задач рассеяния. Проводятся измерения в реверберационной камере, в гидробассейне, на акустическом полигоне. На кафедре действуют Испытательная лаборатория «Акустического и вибрационного контроля физического факультета МГУ» на базе заглушенной камеры и «Центр коллективного пользования физического факультета МГУ по нелинейной акустической диагностике и неразрушающему контролю», а также Информационный центр «Акустика». Недавно была образована Лаборатория медицинского и промышленного ультразвука. О развиваемых в настоящее время исследованиях и современном состоянии учебной работы на кафедре, а также некоторые исторические материалы, можно прочитать в двух книгах, вышедших к 60- и 70-летнему юбилеям кафедры, а также на сайте кафедры. Ключевые слова: кафедра акустики физического факультета МГУ, история акустики. Литература: 1. Руденко О.В. Кафедре акустики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова – 50 лет. «Акустический журнал» 1994. т. 40. № 5. С. 877-878. 2. Кафедре акустики физического факультета 60 лет. Отв. редактор В.А. Гордиенко. М.: 2003. 130 с. 3. Гусев В.А., Ермолаева Е.О., Можаев В.Г. Об основателе научной школы по нелинейной и физической акустике и волнам в турбулентных средах профессоре В.А. Красильникове. «Известия ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика». 2012. Т. 20. № 6. С. 82-117. 4. Кафедра акустики сегодня. К 70-летию кафедры акустики физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Отв. редактор О.А. Сапожников. М.:, 2013, 100 с. 5. Гусев В.А., Ермолаева Е.О. К 125-летию со дня рождения основателя и заведующего кафедрой акустики физического факультета МГУ профессора С.Н. Ржевкина. «Ученые записки физического факультета Московского Университета». 2016. № 4. С. 164002-1–164002-14. 6. http://acoustics.phys.msu.ru/
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 2 (2019). 106 с. | Рубрики: 01 03
Гусев В.А., Ермолаева Е.О. «К 125-летию со дня рождения основателя и заведующего кафедрой акустики физического факультета МГУ профессора С.Н. Ржевкина» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 164002-1_-164002-14 (2016)
Статья посвящена научной и педагогической деятельности основателя и заведующего кафедрой акустики физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова с 1943 по 1975 гг. профессора Сергея Николаевича Ржевкина. Ключевые слова: Кафедра акустики физического факультета Московского университета, история акустики, физическая акустика, архитектурная акустика, гидроакустика, ультразвук, электроакустика, акустические шумы
Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 164002-1_-164002-14 (2016) | Рубрика: 03
Ерофеев А.В., Аносов А.А., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ А.А., Щербаков М.И. «Измерение температуры внутренних органов тела человека методом пассивной акустической термометрии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 55-56 (2019). 106 с.
Цель исследования. Измерение температуры внутренних органов в норме и при воздействии на организм человека активных физических и химических средств.
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 55-56 (2019). 106 с. | Рубрики: 06.18 15.01
Ерофеев В.И., Леонтьева А.В., Шекоян А.В. «Ударные волны в термоупругой среде с точечными дефектами» Журнал технической физики, 90, № 1, с. 26-32 (2020)
Изучено распространение плоских продольных волн в безграничной среде с точечными дефектами, находящейся в нестационарном неоднородном температурном поле. Рассмотрена самосогласованная задача, учитывающая как влияние акустической волны на образование и перемещение дефектов, так и влияние дефектов на особенности распространения акустической волны. Показано, что в случае отсутствия диффузии тепла система уравнений сводится к нелинейному эволюционному уравнению относительно смещений частиц среды. Уравнение можно считать формальным обобщением уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса. Методом усеченных разложений найдено точное решение эволюционного уравнения в виде стационарной ударной волны с монотонным убыванием. Отмечено, что диссипативные эффекты, обусловленные наличием дефектов, преобладают над дисперсией, связанной с миграцией дефектов в среде. Ключевые слова: термоупругая волна, стационарная ударная волна, точечные дефекты, эволюционное уравнение.
Журнал технической физики, 90, № 1, с. 26-32 (2020) | Рубрика: 08.10
Ерофеев В.И., Павлов И.С. «Распространение акустических и ротационных волн в трехмерной кристаллической среде из сферических частиц» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 85-86 (2019). 106 с.
Создание перспективных конструкционных материалов с необычными свойствами является весьма актуальной научной задачей XXI века. Свойства таких материалов определяются их структурой на микро- и наномасштабах. Проводить их исследования целесообразно с помощью акустических волн, которые, в отличие от электромагнитных волн и рентгеновского излучения, могут распространяться в толще среды, куда последние не проникают. Акустические волны являются собственными колебаниями материала и несут информацию о его геометрической структуре и физических свойствах, правда, в зашифрованном виде. Для расшифровки этой информации возникает необходимость разработки структурных моделей, которые, в отличие от феноменологических, позволяют установить взаимосвязь между макропараметрами среды и параметрами ее микроструктуры. Разработана трехмерная математическая модель кристаллической среды, представляющей собой кубическую решетку из сферических частиц, обладающих тремя трансляционными и тремя ротационными степенями свободы. Частицами такой среды могут быть, например, фуллерены. Считается, что каждая частица взаимодействует с 20 ближайшими соседями по решетке. Это взаимодействие моделируется системой упругих пружин и описывается квадратичным потенциалом. Выведены линейные уравнения в частных производных, описывающие распространение и взаимодействие волн различных типов в данной кристаллической среде. Найдены и проанализированы соотношения между скоростями акустических волн и параметрами микроструктуры (размер частиц, жесткости пружин) такой среды. Показано, как по измерению скоростей акустических волн, распространяющихся вдоль разных кристаллографических направлений, определить упругие модули материала. Прозрачность связи микроструктуры с “феноменологией”, заложенная в такой модели, открывает большие возможности для решения задач параметрической идентификации и целенаправленного проектирования материалов с заданными физико-механическими свойствами. Ключевые слова: акустические волны, кристаллическая среда, параметры микроструктуры
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 85-86 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.16
Ерофеев В.И., Леонтьева А.В. «Несинусоидальные продольные волны в стержне, погруженном в нелинейно-упругую среду» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 72 (2019). 106 с.
Распространение продольных волн в стержне (модель Миндлина–Германа), погруженном в нелинейно-упругую среду, описывается нелинейной системой двух уравнений второго порядка. Система сводится к одному уравнению четвертого порядка относительно продольного смещения частиц стержня. Рассматривая различные случаи соотношения жесткости стержня и жесткости внешней среды, в которую помещен стержень, получаем три предельных случая. Если жесткость внешней среды существенно превосходит жесткость стержня, то эволюционное уравнение представляет собой нелинейное эволюционное уравнение для внутренних волн во вращающемся океане – уравнение Островского. Уравнение не имеет точных решений, но допускает качественное исследование при равенстве нулю старшей производной. Найдено решение для нелинейных периодических стационарных волн. Во втором случае, если жесткость внешней среды существенно уступает жесткости стержня, то эволюционным уравнением является уравнение, которое отличается от уравнения Островского в нелинейной части. Показано, что в этом случае возможно распространение солитонов классического профиля. В последнем случае, если жесткости внешней среды и стержня имеют один порядок, отмечено, что нелинейные стационарные волны не распространяются. Ключевые слова: продольная волна; стержень Миндлина–Германа; нелинейно-упругая среда; эволюционное уравнение Островского; периодическая волна; солитон.
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 72 (2019). 106 с. | Рубрики: 05.01 05.04
Ерофеев Д.В. «Влияние крупномасштабной неоднородности скорости солнечного ветра на распределение направлений вектора межпланетного магнитного поля» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 50-63 (2019)
По данным с часовым разрешением, полученным в околоземной гелиосфере в 1965–2014 гг., рассчитаны статистические характеристики углов, описывающих направление межпланетного магнитного поля (ММП): среднеквадратичные отклонения азимута и наклонения, коэффициенты асимметрии их распределений, а также коэффициент корреляции этих углов. Показано, что все перечисленные характеристики изменяются в цикле солнечной активности, причем часть изменяет знак при изменении направления полярного магнитного поля Солнца. Результаты обработки экспериментальных данных сравнивались с моделью, которая описывает перенос неоднородным солнечным ветром крупномасштабных возмущений силовых линий магнитного поля. Сравнение показало, что изменение характеристик углового распределения ММП в солнечном цикле, вероятно, происходит вследствие появления крупномасштабного широтного градиента скорости солнечного ветра в периоды минимумов солнечной активности. Существенное влияние на угловое распределение ММП оказывают также долготный градиент скорости в хвостовых частях высокоскоростных потоков и кратковременные локальные вариации градиентов скорости.
Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 50-63 (2019) | Рубрика: 18
Лозников В.М., Ерохин Н.С. «Оценка переменности потока суммы электронов и позитронов космических лучей» Физика плазмы, 45, № 10, с. 903-912 (2019)
Сделана численная оценка переменности потока суммы электронов и позитронов (e++e–) космических лучей (КЛ) по данным спутниковых экспериментов Fermi-LAT, AMS-02, DAMPE. Показано, что переменность спектра КЛ (e++e–) в энергетическом диапазоне >30 ГэВ достоверна. Наблюдается корреляция между достоверностью переменности для каждой пары спектров и величиной разности среднемесячных чисел солнечной активности, усредненных за интервал наблюдения. Модель серфотронного ускорения космических лучей (КЛ) в ближайшей окрестности Солнечной системы (на периферии гелиосферы и в ближайших межзвездных облаках) может объяснить существование наблюдаемой переменной компоненты потока (e++e–) КЛ на временной шкале от ∼1 месяца до ≤1 года.
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.
Математическое моделирование, 32, № 1, с. 100-110 (2020) | Рубрика: 17
Еселевич В.Г. «Диамагнитные структуры – основа квазистационарного медленного солнечного ветра» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 36-49 (2019)
Приведенные в данном обзоре результаты отражают основы современного понимания природы структур медленного солнечного ветра (СВ) на всем протяжении от Солнца до орбиты Земли. Известно, что источником медленного квазистационарного СВ на Солнце являются пояс и цепочки корональных стримеров. Пояс стримеров охватывает все Солнце в виде волнообразной поверхности (юбки) и представляет собой последовательность пар лучей повышенной яркости (концентрации плазмы) или два близко расположенных ряда лучей. Нейтральная линия радиальной компоненты глобального магнитного поля Солнца проходит между лучами каждой из пар вдоль пояса. Продолжением пояса стримеров в гелиосфере является гелиосферный плазменный слой (ГПС). Более детальный анализ данных космических аппаратов Wind и IMP-8 показал, что участки ГПС на орбите Земли регистрируются как последовательность диамагнитных трубок с плазмой повышенной концентрации и пониженным значением межпланетного магнитного поля (ММП). Они являются продолжением лучей повышенной яркости пояса стримеров вблизи Солнца. Их угловой размер примерно сохраняется на всем пути от Солнца до орбиты Земли. Каждая диамагнитная трубка ГПС обладает тонкой внутренней структурой на нескольких масштабах, или фрактальностью. Другими словами, диамагнитная трубка представляет собой набор вложенных друг в друга диамагнитных трубок, угловой размер которых может изменяться почти на два порядка. Этим последовательностям диамагнитных трубок, составляющих основу медленного СВ на орбите Земли, было дано более общее название – диамагнитные структуры (ДС). В заключительной части данной статьи дан сравнительный анализ нескольких событий, основанный на результатах этого обзора. Он позволил понять морфологию и природу происхождения нового термина «диамагнитные плазмоиды» СВ (локальные усиления плотности плазмы), который появился в ряде статей, опубликованных в 2012–2018 гг. Проведенный анализ впервые показал, что диамагнитные плазмоиды СВ являются мелкомасштабной составляющей фрактальных ДС медленного СВ, рассмотренных в данном обзоре.
Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 36-49 (2019) | Рубрика: 18
Михалев А.В., Белецкий А.Б., Васильев Р.В., Еселевич М.В., Иванов К.И., Комарова Е.С., Подлесный А.В., Подлесный С.В., Сыренова Т.Е. «Долгоживущие метеорные следы» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 130-139 (2019)
Представлены данные регистрации долгоживущих (∼20–40 мин) метеорных следов (ДМС). Описана группа метеорных следов типа уединенных волн, расширяющихся с околозвуковыми скоростями. Данные радиозондирования указывают на присутствие ионизационных следов длительностью ∼7–8 мин. Рассматривается также одно событие с обычной формой и динамикой метеорного следа. Такие обычные метеорные следы формируются под действием ветровых потоков на высотах свечения метеоров. Описывается пространственно-временная структура зарегистрированных метеорных следов. В частности, для события 18 ноября 2017 г. характерный размер области расширяющегося следа достиг ∼400 км, при этом область сохранила полу-овальную форму. Метеорный след распространялся преимущественно в горизонтальной плоскости на высотах ∼86–91 км. Рассматриваются возможные механизмы образования распространяющихся с околозвуковыми скоростями ДМС. Выполнена оценка изменения скорости метеорных частиц размерами от 1 мкм до 10 мм для высот ∼70–120 км в случае горизонтального движения частиц. В результате было показано, что режим движения метеорной частицы без торможения на характерном временном масштабе ∼103 с на высотах 70–90 км может реализовываться только для достаточно крупных частиц более 100 мкм. Обсуждаются механизмы и спектральный состав свечения ДМС.
Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 130-139 (2019) | Рубрика: 18
Есипов И.Б., Кенигсбергер Г.В., Попов О.Е., Поддубняк В.Я., Михеев В.И. «Эксперименты по оценке характеристик донной реверберации и влиянию батиметрической рефракции на азимутальные углы прихода сигналов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 12 (2019). 106 с.
Рассмотрены результаты экспериментальных работ на акватории Чёрного моря по измерению характеристик донной реверберации при расположении излучателя и приёмной системы на расстоянии от 80 до 1600 м от береговой черты при глубине места от 13 до 36 м. Излучались импульсы различной длительности с линейной частотной модуляцией и тональные в диапазоне частот 1500–15000 Гц. Методом измерения задержек приходов сигналов на три приёмника вычислялись азимутальные углы и углы места для отражений от дна. По времени распространения сигнала определялись расстояния. В результате было показано, что точки наиболее мощных отражений в основном соответствуют диапазону глубин от 5 м до береговой черты в интервале азимутальных углов до 150°. Для разнесённых точек излучения и приёма были проведены оценки изменения азимутальных углов прихода прямых сигналов из-за влияния батиметрической рефракции. Ключевые слова: донная реверберация, батиметрическая рефракция, азимуты прихода сигналов
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 12 (2019). 106 с. | Рубрика: 07.14
Есипов И.Б., Попов О.Е., Солдатов Г.В. «Сжатие сигнала параметрической антенны в подводном звуковом канале в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3-4 (2019). 106 с.
Обсуждаются результаты экспериментального исследования применения параметрической антенны для возбуждения частотно-модулированным акустическим сигналом подводного звукового канала в мелком море. Акустический сигнал длительностью 1 мсек генерировался параметрической антенной в частотном диапазоне 7–15 кГц. Высокая направленность излучения параметрической антенны обеспечивала одномодовое возбуждение подводного звукового канала в мелком море во всем частотном диапазоне. Показано, что частотно модулированный сигнал меняет свою форму при распространении в волноводе из-за волноводной дисперсии. Экспериментально наблюдалось сжатие частотно модулированного сигнала при распространении в мелком море. Сигнал имел направленность 2° при дальности распространения до 500 толщин волновода. Сжатие широкополосного сигнала в волноводе повышает соотношение между сигналом и шумом, тем самым повышает эффективность акустического зондирования мелкого моря. Обсуждается эффективность применения параметрических антенн для создания виртуальных акустических рубежей в мелком море. Ключевые слова: параметрическая антенна, подводный звуковой канал, волноводная дисперсия
XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3-4 (2019). 106 с. | Рубрика: 07.19
Ефанов В.В., Карчаев Х.Ж., Колмыков В.А., Ширшаков А.Е. «На Марс вместе (к вопросу реализации российско-европейского проекта "ЭкзоМарс – 2020")» Космонавтика и ракетостроение, № 5, с. 119-134 (2019)
Даётся характеристика совместного российско-европейского эксперимента «ЭкзоМарс – 2020». Представляются используемые российские служебные системы и научные приборы. Описывается комплекс наземной экспериментальной отработки и приводятся результаты испытаний.
Космонавтика и ракетостроение, № 5, с. 119-134 (2019) | Рубрика: 18
Сизова М.Д., Ефремова Е.В., Верещагин С.В. «Фотографические наблюдения кометы Джакобини–Циннера в Звенигородской обсерватории» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 337-342 (2019)
Подготовлен архив сканов фотопластинок, полученных по наблюдениям кометы 21P/Giacobini–Zinner в период c 14 авг. по 18 окт. 1985 г. на астрографе «Цейсс-400/2000». Полученные фотопластинки (41) отсканированы и размещены на сайте Института астрономии РАН (ИНАСАН) в виде архива с открытым доступом. Отобраны изображения достаточные по длительности экспозиции и качеству для изучения деталей строения кометы. Сделана оценка пространственных размеров комы. Ряд отобранных изображений позволит провести более детальные исследования.
Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 337-342 (2019) | Рубрика: 18