Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Рамазанов И.С., Чернова В.В. «Акустико-эмиссионная методика браковки дефектов кольцевого сварного шва в процессе многопроходной сварки» Дефектоскопия, № 12, с. 26-35 (2019)

Предложена методика браковки кольцевых сварных швов, основанная на анализе основных параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ), регистрируемых в процессе многопроходной сварки. Точность локации сигналов АЭ, регистрируемых от дефектов, и их фильтрация от шумов и помех обеспечивались применением модифицированного табличного метода и браковочной сетки. С использованием энергии и амплитуды локализованных сигналов АЭ выполнен расчет нормированных коэффициентов, по которым оценивалось качество сварного шва при сварке. Определены пороговые значения нормированных коэффициентов, при превышении которых проводилась браковка сварного шва. С использованием рассматриваемой методики выявлены дефекты в кольцевых сварных швах и показана возможность определения степени опасности дефектов в режиме реального времени.

Кабанцова О.И., Почекутова И.А., Малаева В.В., Костив А.Е., Коренбаум В.И. «Удельные полосовые энергии шумов форсированного выдоха в оценке реакции человека на функциональные пробы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 53-54 (2019). 106 с.

Форсированный выдох (ФВ) – манёвр, позволяющий выявлять даже незначительные отклонения вентиляционной функции легких. Авторами ранее разработана перспективная в диагностических целях система акустических параметров ФВ, которая включает в себя двухсотгерцовые полосовые энергии шумов ФВ, регистрируемые в диапазоне 200–2000 Гц над трахеей, в том числе и удельные полосовые энергии, нормированные на суммарную энергию шумов в полосе 200–2000 Гц. Целью данной работы является исследование возможностей использования удельных полосовых энергий трахеальных шумов ФВ в качестве параметра для оценки реакции человека на функциональные пробы. В качестве функциональных воздействий рассматриваются физические – постуральное моделирование невесомости (n=11), погружение под воду в водолазном снаряжении замкнутого цикла (n=25), и медикаментозные – ингаляция бронхорасширяющего препарата (n=32). Шумы ФВ регистрировались над трахеей при помощи электретного микрофона со стетоскопической насадкой до и после функциональных проб. Далее определялись полосовые энергии в 200 Гц полосах частот, нормированные на суммарную энергию шумов в полосе 200–2000 Гц (AR_200-400, AR_400-600,…, AR_1800-2000). Статистическая значимость различий между значениями параметров до и после пробы оценивалась с помощью непараметрического статистического теста Вилкоксона. Результаты статистического анализа показали, что при постуральном моделировании невесомости у испытуемых на третьи сутки эксперимента наблюдается значимое (p<0.05) снижение среднечастотного параметра AR800-1000 и повышение высокочастотных параметров AR_1400-1600 и AR_1600-1800. При ингаляции бронхорасширяющего препарата также наблюдается существенное повышение параметра AR_1600-1800, в то время как при погружении под воду в водолазном снаряжении замкнутого цикла наблюдается значимое снижение параметра AR_1400-1600. В качестве обоснования полученных результатов предложена акустическая модель, основанная на оценке влияния сужения просвета крупных и мелких дыхательных путей бронхиального дерева на линейную скорость воздушного потока и интенсивность шумов. Таким образом, удельные полосовые энергии шумов ФВ средне и высокочастотного диапазонов оказались чувствительны к рассмотренным типам физических и медикаментозных воздействий. При воздействии различных типов функциональных проб наблюдаются разнородные изменения этих акустических параметров, что сулит определенные диагностические перспективы. Ключевые слова: форсированный выдох, акустика, шумы дыхания, обработка сигналов

Нафиков Р.М., Фасеева Г.Р., Лысогорский Ю.В., Захаров Ю.А., Кабиров Р.Р. «Акустическое тестирование в технологии производства строительной керамики с упрочняющими добавками» Журнал технической физики, 90, № 2, с. 305-311 (2020)

Интерпретировано поведение звукового спектра свободных колебаний цилиндрических образцов керамики для светло-желтого лицевого кирпича в зависимости от условий обжига, а также от упрочняющих добавок мелкодисперсных отходов стекловолокна. Выявлена корреляция частот и времени релаксации колебаний с внутренними дефектами и прочностью на сжатие и изгиб. Предложена методика тестирования, снижающая издержки промышленного масштабирования такой технологии упрочнения строительной керамики. Ключевые слова: строительная керамика, акустический контроль, прочность, дефектность.

Беседина А.Н., Кабыченко Н.В., Павлов Д.В., Волосов С.Г. «Инструментальные методы расширения амплитудно-частотной характеристики геофона» Сейсмические приборы, 55, № 3, с. 5-23 (2019)

Для решения различных инженерных задач часто требуется регистрация сигналов в диапазоне 0.1–2000 Гц. Нижняя граница этого диапазона выходит за пределы рабочей полосы геофонов. В данной работе рассмотрено расширение частотных характеристик геофона двумя способами: путем перемножения передаточных функций и путем введения отрицательного сопротивления. Оценены пределы применимости этих методов. Верхний предел скорости, регистрируемой геофоном, определяется зазором, в котором катушка смещается относительно рамки датчика. Нижний предел зависит от общего инструментального шума измерительного канала, основной вклад в который вносят броуновский шум механической колебательной системы и шум измерительной схемы. Прототип устройства был построен на основе перемножения передаточных функций. С помощью лабораторных измерений на вибрационном столе и записей микросейсмического шума было показано, что модифицированный геофон работает как датчик скорости с собственной частотой 2 Гц. Это значение зависит от микросейсмических условий места размещения измерительной системы. При регистрации сейсмичности с помощью модифицированного геофона удалось зарегистрировать массовые взрывы в камерах шахты и карьерные взрывы в диапазоне частот до 2 Гц. Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что модифицированный геофон можно использовать для мониторинга локальной и региональной сейсмичности в качестве аналога короткопериодных сейсмометров.

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.

Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. «Результаты экспериментальных исследований влияния многолучевого распространения акустических сигналов с ЛЧМ на работу системы позиционирования подводного аппарата в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 18 (2019). 106 с.

Приведены результаты экспериментальных исследований амплитудных и фазовых характеристик сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в интерферометрической системе позиционирования подводного аппарата (ПА). Сигналы с ЛЧМ применяются в системах позиционирования для увеличения энергетики и помехозащищенности. Исследования проведены в мелководном водоеме в условиях многолучевого распространения сигналов маяка –ответчика на ПА к антеннам интерферометра. Высокоточные измерения дальности до маяка обеспечиваются широкой полосой девиации ЛЧМ сигнала и оптимальной обработкой, а угла – размером базы интерферометра. Увеличение точности угловых измерений в системах позиционирования достигается фазоразностными вычислениями сигналов с антенн интерферометра. Поскольку для обеспечения высокой энергетики база ЛЧМ сигнала достигается большой длительностью, то интерферометром принимаются и сигналы рассеянные дном и водной поверхностью, искажающие и зашумляющие интерференционную картину. Анализ экспериментальных распределений модуля мощности сигналов, принимаемых антеннами интерферометра, выявил присутствие отражений от дна и поверхности воды, при этом фазы принятых сигналов носят не случайный характер, а характерную структуру. Проведено математическое моделирование распространения сигналов с ЛЧМ в мелком водоеме, позволяющее объяснить фазовую структуру сигналов, принятых антеннами интерферометра. Сравнение результатов моделирования и экспериментальных измерений подтвердило когерентность сигналов маяка и зеркальных отражений от поверхности дна и воды, что определяет неслучайное поведение фазы сигналов, принятых интерферометром. При этом выявлена связь изменений фазограмм с изменениями глубины водоема в точке зеркального отражения. Полученные результаты имеют важное научное и практическое значение при планировании исследований в мелком море и при проектировании систем подводной навигации, локации и связи. Ключевые слова: гидроакустические системы, ЛЧМ сигналы, корреляционная обработка сигналов, позиционирование подводного аппарата, мелкое море

Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю., Казначеев И.В., Казначеева Е.С. «Интерферограмма низкочастотного звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 7-8 (2019). 106 с.

Приведены результаты обработки натурного эксперимента, когда на стационарных трассах интенсивные внутренние волны приводили к значительной горизонтальной рефракции и взаимодействию мод акустического поля источника. Двукратным преобразованием Фурье интерферограммы на голограмме получены области локализации спектральной плотности, обусловленные невозмущенным и возмущенным полями. Фильтруя эти области, и применяя к ним обратные двукратные преобразования Фурье, реконструированы интерферограммы этих полей, что позволило восстановить передаточную функцию невозмущенного волновода и временную изменчивость среды. По записи голограммы возмущенного поля оценена скорость распространения интенсивных внутренних волн. Изложен алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Вариации показателя преломления океанической среды, вызванные гидродинамическим возмущением, инициируют изменения горизонтальных волновых чисел (в широком смысле и амплитуд мод) по отношению к невозмущенным значениям. Это приводит к тому, что результирующая интерферограмма, определяемая разностью горизонтальных волновых чисел, будет представлять собой линейную суперпозицию двух независимых интерферограмм, порожденных невозмущенным и рассеянным полями. Двукратное преобразование Фурье интерферограммы, в силу линейности, формирует на голограмме две независимые локализованные области в форме фокальных пятен. Одна из них, обусловленная невозмущенным полем, концентрируется преимущественно в направлении оси времени, а вторая, вызванная гидродинамическим возмущением, – в направлении оси частоты. Фильтрация областей локализации дает возможность разделить голограммы этих полей. Применение к ним обратного двукратного преобразования Фурье позволяет реконструировать их интерферограммы. В первом случае интерферограмма формируется интерференцией мод невозмущенной среды, во-втором случае – возмущенной среды. При известном спектре источника появляется возможность восстановления передаточной функции невозмущенного волновода и диагностирования временной изменчивости среды. В условиях взаимодействия мод акустического поля источника, вызванного проявлением интенсивных внутренних волн, на основе голографического метода экспериментально продемонстрировано восстановление передаточной функции невозмущенного волновода и возможность наблюдения временной изменчивости среды. Метод основан на записи исходной фурье-голограммы, формируемой невозмущенным и рассеянным полями. Голограмма представляет собой раздельные локализованные области спектральных плотностей, отвечающих отсутствию и наличию возмущения. Считывание этих областей обратным двукратным преобразованием Фурье позволило получить интерферограммы невозмущенного и рассеянного полей. По записи голограммы рассеянного поля оценена скорость распространения возмущения. В работе описан алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Ключевые слова: звуковое поле, океанический волновод, интерференционная структура, акустическая голография, передаточная функция

Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю., Казначеев И.В., Казначеева Е.С. «Интерферограмма низкочастотного звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 7-8 (2019). 106 с.

Приведены результаты обработки натурного эксперимента, когда на стационарных трассах интенсивные внутренние волны приводили к значительной горизонтальной рефракции и взаимодействию мод акустического поля источника. Двукратным преобразованием Фурье интерферограммы на голограмме получены области локализации спектральной плотности, обусловленные невозмущенным и возмущенным полями. Фильтруя эти области, и применяя к ним обратные двукратные преобразования Фурье, реконструированы интерферограммы этих полей, что позволило восстановить передаточную функцию невозмущенного волновода и временную изменчивость среды. По записи голограммы возмущенного поля оценена скорость распространения интенсивных внутренних волн. Изложен алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Вариации показателя преломления океанической среды, вызванные гидродинамическим возмущением, инициируют изменения горизонтальных волновых чисел (в широком смысле и амплитуд мод) по отношению к невозмущенным значениям. Это приводит к тому, что результирующая интерферограмма, определяемая разностью горизонтальных волновых чисел, будет представлять собой линейную суперпозицию двух независимых интерферограмм, порожденных невозмущенным и рассеянным полями. Двукратное преобразование Фурье интерферограммы, в силу линейности, формирует на голограмме две независимые локализованные области в форме фокальных пятен. Одна из них, обусловленная невозмущенным полем, концентрируется преимущественно в направлении оси времени, а вторая, вызванная гидродинамическим возмущением, – в направлении оси частоты. Фильтрация областей локализации дает возможность разделить голограммы этих полей. Применение к ним обратного двукратного преобразования Фурье позволяет реконструировать их интерферограммы. В первом случае интерферограмма формируется интерференцией мод невозмущенной среды, во-втором случае – возмущенной среды. При известном спектре источника появляется возможность восстановления передаточной функции невозмущенного волновода и диагностирования временной изменчивости среды. В условиях взаимодействия мод акустического поля источника, вызванного проявлением интенсивных внутренних волн, на основе голографического метода экспериментально продемонстрировано восстановление передаточной функции невозмущенного волновода и возможность наблюдения временной изменчивости среды. Метод основан на записи исходной фурье-голограммы, формируемой невозмущенным и рассеянным полями. Голограмма представляет собой раздельные локализованные области спектральных плотностей, отвечающих отсутствию и наличию возмущения. Считывание этих областей обратным двукратным преобразованием Фурье позволило получить интерферограммы невозмущенного и рассеянного полей. По записи голограммы рассеянного поля оценена скорость распространения возмущения. В работе описан алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Ключевые слова: звуковое поле, океанический волновод, интерференционная структура, акустическая голография, передаточная функция

Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю., Ткаченко С.А., Казначеева Е.С. «Локализация источника звука в отсутствие информации о передаточной функции волновода» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 8-9 (2019). 106 с.

Проанализирована разрешающая способность голографического метода локализации источника звука по его шумовому полю. Представлены два варианта реализации метода, которые для определения координат источника не требуют знания характеристик среды распространения. Они решают проблему идентификации малошумного источника в акваториях, в которых невозможно проведение акустической калибровки. Получена оценка максимальной дальности применимости метода, позволяющая оптимизировать обработку сигнала источника. Под адаптацией голографического метода понимается возможность нахождения коэффициентов, определяющих пространственные и частотные масштабы изменчивости передаточной функции волновода, посредством измерения связанных с ними величин на фоне малого входного отношения с/п в отсутствие знания передаточной функции волновода. Такими измеряемыми величинами являются пеленг и частотный сдвиг интерференционных максимумов волнового поля. Описаны два варианта определения этих коэффициентов, реализуемые с использованием двух векторно-скалярных приемников, разнесенных на некоторое горизонтальное расстояние. Таким образом, в работе проанализированы и продемонстрированы возможности реализации голографического метода локализации источника звука. На основе критерия Рэлея сформулированы условия разрешения соседних фокальных пятен голограммы. В зависимости от передаточной функции волновода они накладывают ряд ограничений на выбор ширины полосы и время наблюдения, а также на радиальную скорость и удаленность источника, обеспечивающих применимость метода. Предложены два варианта реализации метода, не требующих информации о передаточной функции волновода. Методы реализуются на основе измерений пеленга и частотных сдвигов интерференционных максимумов между двумя разнесенными векторно-скалярных приемников. Эти измерения, на этапе обнаружения, позволяют определять характеристики передаточной функции волновода, связывающие положения максимумов фокальных пятен с радиальной скоростью и удаленностью источника. В зависимости от входного отношения с/п, времени наблюдения и определяемой характеристики передаточной функции среды получена оценка максимальной удаленности источника, при которой сохраняется работоспособность метода. Результаты анализа проиллюстрированы числовыми оценками для низкочастотной области шумового источника, которые позволяют сформулировать требования к практическим схемам реализации метода. Ключевые слова: звуковое поле, океанический волновод, интерференционная структура, акустическая голография, передаточная функция

Кайсин С.С., Караченцев И.Д. «Звездообразование в близких карликовых галактиках» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 1-12 (2019)

Представлены измеренные потоки и изображения в эмиссионной линии Hα для 66 близких объектов, наблюдавшихся на 6-метровом телескопе БТА САО РАН. Три из них: IC 2233, UGC 4704, NGC 3432 – являются спиральными галактиками поздних типов, шесть относятся к удаленным шаровым скоплениям М31, а остальные являются карликовыми галактиками. Измеренные Hα-потоки использованы для оценки интегральных и удельных темпов звездообразования. На выборке из более 500 галактик Местного объема рассмотрены некоторые основные особенности звездообразования у карликовых галактик и спиралей поздних типов.

Караченцев И.Д., Кайсина Е.И. «Карликовые галактики в Местном объеме» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 119-137 (2019)

Представлен обзор наблюдательных данных о выборке Местного объема (МО), которая содержит около 1000 галактик в пределах 11 Мпк вокруг Млечного Пути. Карликовые галактики со звездными массами M_×/M_⊙<9 dex составляют 5/6 этой выборки. Почти для 40% из них расстояния измерены с высокой точностью с помощью космического телескопа им. Хаббла. В настоящее время МО является наиболее представительной и наименее искаженной селекцией выборкой карликовых галактик, которая пригодна для проверки стандартной парадигмы ΛCDM на самых малых космологических масштабах. Мы обсуждаем H II-свойства карликовых галактик в различном окружении, а также темпы звездообразования в них, полученные по данным FUV- и Hα-обзоров. Некоторое внимание уделено барионной зависимости Талли–Фишера для карликовых галактик малых масс. Мы также отмечаем, что карлики МО являются важными «пробными частицами» при определении полной массы близких групп и самого близкого скопления Virgo.

Калашник М.В., Чхетиани О.Г. «Оптимальные возмущения в развитии неустойчивости свободного слоя сдвига и системы из двух встречных струйных течений» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 28-41 (2020)

Развивается аналитический подход к определению оптимальных возмущений, пригодный для течений с кусочно-постоянным распределением завихренности. Подход опирается на уравнение баланса энергии возмущений и явные выражения для скорости роста энергии или отношения конечной и начальной энергий. Соответствующие выражения являются функциями начальных параметров и из исследования этих функций на экстремум находятся параметры оптимальных возмущений. В рамках подхода рассмотрены классическая задача Рэлея о неустойчивости свободного слоя сдвига и задача о неустойчивости системы из двух встречных струйных течений во вращающемся слое мелкой воды. Проведено сопоставление параметров оптимальных возмущений с параметрами растущих нормальных мод.

Замураев В.П., Калинина А.П. «Управление формированием околозвуковой области в осесимметричном сверхзвуковом потоке с помощью струи и пристеночного подвода энергии» Инженерно-физический журнал, 93, № 1, с. 143-150 (2020)

Изучено управляющее воздействие дросселирующей струи и пристеночных источников энергии на ударно-волновую структуру сверхзвукового течения в осесимметричном канале с целью создания протяженной околозвуковой области. Исследуемая система моделирует элемент камеры сгорания прямоточного двигателя, в котором осуществляется предварительное торможение потока. Подвод тепла происходит в импульсно-периодическом режиме, давление в газогенераторе изменяется также периодически. На основе нестационарных уравнений Эйлера определен диапазон мощности в безразмерных переменных, соответствующий устойчивому околозвуковому режиму. Для сравнения рассмотрено горение топливной газообразной смеси, которая втекает через щель, расположенную выше по потоку от управляющей струи. Нестационарные расчеты проведены на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и модели турбулентности κ-ω SST. Показано, что с помощью поперечной управляющей струи воздуха можно реализовать управляемое энерговыделение и получить околозвуковой режим, как и при моделировании на основе уравнений Эйлера.

Смирнов И.П., Калинина В.И., Хилько А.И. «Послойная реконструкция геофизических параметров осадочных слоев дна мелкого моря» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 63 (2019). 106 с.

Исследован метод повышения точности и устойчивости определения геоакустических параметров морского дна, основанный на их послойной реконструкции с использованием параметрических моделей формирования сейсмоакустических (СА) импульсов, отраженных от упругого слоистого полупространства, при зондировании дна когерентными сигналами. Приводятся результаты анализа эффективности предлагаемых алгоритмов, выполненного методом численного стохастического моделирования. Исследована устойчивость и точность решения задачи СА зондирования морского дна в зависимости от параметров моделей сигналов и шумов, а также от характеристик решающего правила. Установлено, что развитая в рамках приближения геометрической акустики физико-математическая модель формирования СА сигналов позволяет использовать взаимосвязь параметров отдельных донных слоев для сужения интервала поиска решения в многомерном пространстве параметров слоистого дна при их послойной реконструкции. Показано, что рост ошибки оценивания параметров верхних донных слоев понижает точность оценок параметров более глубоких слоев. Ключевые слова: реконструкция, морское дно, когерентный излучатель, сейсмоакустическое зондирование, стохастическое моделирование.

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

Калинюк И.В., Маленко Ж.В., Ярошенко А.А. «Сейсмоакустические поля давления от источника в упругом полупространстве» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 17 (2019). 106 с.

Звуковые волны в морской среде, генерируемые геоакустической эмиссией (ГАЭ) в твердом грунте, несут ценную геофизическую информацию, на основании которой можно сделать кратковременные прогностические выводы относительно потенциально опасных сейсмических явлений. Геоакустическая эмиссия является следствием геодинамики твердой среды, которая проявляется в виде акустических шумов. Источниками ГАЭ могут быть микротрещины, которые в результате накопления упругих напряжений, согласно модели лавинно-неустойчивого трещинообразования, объединяются в более крупные трещины и формируют магистральный разрыв. При изучении распространения звуковых волн, вызванных ГАЭ, источники находятся в упругой среде или на его границе. В работе приведено описание акустических волн, возникающих в жидкости, созданных источником в упругой среде. Кроме продольных волн в жидкости распространяются поверхностные и «вытекающие» волны, а также при определенных условиях существует боковая волна. Рассматриваются трёхслойные физические модели с промежуточным слоем слабо консолидированных осадков. Выводится интегральное представление акустического поля в жидкости с источником в упругом полупространстве. Исследуются корни дисперсионного уравнения. Изучается влияние параметров среды на профили мод. Приводится численно-аналитическое решение спектральной задачи для произвольного профиля скорости звука с дном в виде упругого полупространства. Рассчитаны сейсмоакустические поля давлений для переменного профиля скорости звука с источником в упругом полупространстве. Ключевые слова: геоакустическая эмиссия, звуковые волны, поле давлений, упругое полупространство, слабоконсолидированные осадки

Каменский В.Г. «Капиллярно-гравитационные волны в области переходов в ленгмюровских монослоях» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 3, с. 561-566 (2020)

На примере конкретных экспериментальных данных рассмотрено поведение капиллярно-гравитационных волн в областях резкого изменения поверхностного натяжения (фазовых переходах в пленках). Классическая теория поверхностных волн применена к системам с модельной зависимостью поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активных веществ. Показано, что в областях резкого изменения поверхностного натяжения сдвиг частоты остается малым при всех реализуемых в экспериментах длинах волн и величинах поверхностного натяжения. В то же время в этих областях возникает заметное увеличение затухания по сравнению со случаем постоянных величин поверхностного натяжения, что может служить средством экспериментального обнаружения таких переходов.

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.

Канаков В.А., Миронов Н.А. «Выбор наилучшей конфигурации микрофонной решетки для выделения речевых сообщений из помех» Радиотехника, № 8, с. 13-19 (2019)

Постановка проблемы. Работа посвящена актуальной проблеме обеспечения безопасности в местах массового скопления людей. В настоящее время большое число исследований направлено на разработку систем акустического мониторинга, которые позволяют выделять речевые сообщения из различных точек пространства наблюдения. Задачи по выделению голоса определенного человека на фоне большого числа речевых помех от сторонних источников решаются применением микрофонных решеток. Геометрия микрофонных решеток очень многообразна и задача об оптимальной конфигурации решетки в общем виде не решена. Цель. Сравнить эффективность выделения голоса одного человека из смеси голосов четырех разных людей тремя различными конфигурациями многопозиционных систем из десяти ненаправленных микрофонов. Результаты. В первой конфигурации микрофоны размещены по одной стороне пространства наблюдения, во второй размещение угловое, а в третьей конфигурации размещение микрофонов происходит по периметру пространства наблюдения. Критериями качества являются объективная оценка разборчивости и отношение сигнал/помеха выделенного из смеси голосов речевого фрагмента полезного источника. Представлены результаты расчета для двух различных взаимных расположений полезного источника и источников помех. В ходе исследования доказано, что наилучшей из рассмотренных конфигураций для выделения речевых сообщений из сторонних распределенных в пространстве речевых помех для ограниченного пространства является конфигурация с размещением микрофонов по периметру помещения. Практическая значимость. Результаты данной работы могут быть полезны специалистам, занимающимся разработкой акустических систем наблюдения.

Лаврова М.А., Канев Н.Г. «Экспериментальное исследование рассеивателей звука различной формы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 38-39 (2019). 106 с.

Представлены результаты исследования звукорассеивающих свойств трех видов рассеивателей, имеющих пирамидальную, кубическую и полусферическую формы. Проведены сравнительные измерения рассеивающих элементов, а также влияние их концентрации, т.е. количества элементов на единицу площади, на эффективность рассеяния. Для ее характеристики введены два параметра: коэффициент рассеяния поверхности и безразмерное сечение рассеяния одного элемента. В масштабном эксперименте используется модель помещения, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда с размерами 0,7×0,4×0,4 м, две непараллельные стенки которого покрыты звукопоглощающим материалом. Третья стенка размером 0,4×0,4 м, перпендикулярная поглощающим стенкам, является тестовой, на ней располагаются испытуемые элементы. В таком помещении звуковое поле анизотропно: поток звуковой энергии перпендикулярен тестовой стенке, т.е. измерение рассеивающих свойств производится для нормального падения звуковых волн. Характерный размер рассеивающих элементов составляет около 3см, измерения выполняются на частотах 4 кГц и 8 кГц. Для определения коэффициентов рассеяния тестовой стенки измеряется кривая затухания звука, которая аппроксимируется известной теоретической зависимостью. Измеренный коэффициент рассеяния позволяет определить эквивалентную площадь рассеяния, а также сечение рассеяния отдельного элемента. Получены зависимости звукорассеивающих свойств для трех форм рассеивателей при различной их концентрации: от 2 до 121 элементов на тестовой поверхности. Во всех случаях элементы распределены равномерно по поверхности. Установлено, что при малой концентрации (2–20 рассеивателей на тестовой стенке) наиболее эффективны кубические рассеиватели, а наименее эффективны – пирамидальные. С ростом концентрации элементов сечение рассеяния пирамидальных элементов увеличивается, а сечение рассеяния кубических и полусферических элементов достигает некоторого предельного значения. Полученные результаты полезны для практических случаев, когда требуется обеспечить эффективное рассеяние звуковых волн, направленных нормально к поверхности. Форма, размеры и расположение рассеивателей на поверхностях помещений могут быть оптимизированы для достижения максимального рассеяния звука. Ключевые слова: коэффициент рассеяния звука, акустические рассеиватели, недиффузное звуковое поле, сечение рассеяния

Канев Н.Г., Московец М.Е. «Негативное влияние конструкции плавающего пола при вибрационном воздействии в зданиях» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 99 (2019). 106 с.

Движение рельсового транспорта вызывает интенсивные колебания грунта, которые передаются на конструкции зданий, расположенные вблизи путей наземных видов транспорта и тоннелей метрополитена, и может приводить к повышенному вибрационному и шумовому воздействию на людей в этих здания. Передача вибрационного воздействия на человека происходит, как правило, через пол помещений. В работе приведены результаты экспериментального исследования влияния конструкции плавающего пола на передачу вибрации. Рассмотрены две широко используемые на практике конструкции плавающих полов: в первом случае стяжка выполнена по точечным упругим опорам из вспененного полиуретана, во втором – по сплошному упругому слою из стекловолокнистых плит. Источником вибрационного воздействия были трамваи и поезда метрополитена. В обоих случаях измерялись уровни виброускорения на поверхности плавающего пола и на основании, на котором выполнен плавающий пол. По результатам измерений было установлено, что уровни виброускорения на поверхности плавающего пола выше, чем на основании, в частотном диапазоне 16–31.5 Гц, в котором находятся характерные резонансные частоты рассмотренных конструкций плавающих полов. При этом усиление вибрации в некоторых третьоктавных полосах частот достигает 10–12 дБ. На частотах выше 50 Гц, напротив, наблюдается ослабление вибрации. Таким образом, несмотря на эффективность плавающих полов для звуко- и виброизоляции, при определенных условиях их применение может приводить к увеличению вибрационного воздействия на низких частотах. На основании результатов работы сделаны два основных вывода. Во-первых, типовые конструкции плавающих полов неэффективны для снижения повышенного вибрационного воздействия, создаваемого рельсовым транспортом, и не могут использоваться для решения этой проблемы. Во-вторых, рассмотренные конструкции плавающего пола для звукоизоляции в жилых помещениях или в помещениях с рабочими местами в зданиях, расположенных в непосредственной близости к рельсовым путям и тоннелям метрополитена, должны применяться с учетом их негативного влияния на вибрационное воздействие в низкочастотном диапазоне.

Роденков В.Н., Жадов Я.С., Канев Н.Г. «Защита здания от одновременного вибрационного воздействия трамваев и поездов метрополитена» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 103 (2019). 106 с.

Рассмотрена проблема защиты нового жилого здания в г. Москве от вибрации рельсового транспорта. Источниками вибрации являются трамваи и метрополитен мелкого заложения, оказывающие воздействие на здание одновременно. Трамвайные пути находятся на расстоянии около 7 м от здания, тоннели метрополитена на расстоянии 30 м. Колебания грунта, вызванные движением транспорта, предаются на конструкции здания и приводят к повышенному шумовому и вибрационному воздействию на людей, находящихся в здании. Предельно допустимые параметры шума и вибрации устанавливаются санитарно-гигиеническими требованиями. В настоящей работе приведены результаты натурного обследования вибраций, создаваемых трамваем и метро на территории застройки, прогноза шума и вибрации в проектируемом здании, решения по виброзащите здания. Установлено, что мероприятия по виброзащите для рассматриваемого здания являются обязательными. Выполнен расчет передачи вибрации через фундаментную плиту и подземные части стен здания. Показано, что вибрационное воздействие от трамваев и подвижных составов метрополитена мелкого заложения на фундаментную плиту не приводят к превышению нормативных значений уровней шума и вибраций в жилых помещениях. Основное вибрационное воздействие передаётся на боковую поверхность подземной части здания и является причиной повышенного шума и вибраций в помещениях внутри здания. Разработано проектное решение для защиты здания от вибрационного воздействия рельсового транспорта, которое представляет собой отсечение фундамента от грунта по его периметру упругим слоем. Приводятся результаты измерений уровней вибраций на конструкциях возведенного здания: проведена оценка выполнения санитарно-гигиенических требований и проанализированы особенности передачи вибрации по конструкции здания. Ключевые слова: вибрация, виброзащита, рельсовый транспорт, виброизоляция зданий.

Лившиц А.Я., Пономарев А.М., Канев Н.Г. «Акустика концертного зала «Зарядье" в Москве» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 4 (2019). 106 с.

В 2018 г. в Москве был открыт новый концертный комплекс «Зарядье», построенный на территории одноименного парка. В состав комплекса входит два концертных зала: Большой на 1600 мест и Малый на 400 мест. Основное назначение залов – проведение концертов классической и современной музыки, при этом современная механизация залов позволит проведение самых различных по формату мероприятий. В настоящей работе приводится описание акустики Большого зала: характеристики объемно-планировочного решения и результаты акустического обследования зала, проведенного в феврале 2019 года в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р ИСО 3382-1-2013. Основной акустический параметр зала – время реверберации – имеет значение 2.8 с на частотах 500–1000 Гц в зале без зрителей. На частотах 125–250 Гц время реверберации также близко к 2.8 с, поэтому значение параметра BR (bass ratio) составляет примерно 1. Приведены измеренные импульсные отклики, по которым определено запаздывание первого отражения относительно прямого звука, часто обозначаемое ITDG, которое составило 31 мс. Также представлены результаты измерений индекса музыкальной ясности C80, индекса передачи речи STI, акустической поддержки сцены ST, спада громкости звука при удалении от источника. Выполнен прогноз времени реверберации для заполненного зала, которое составляет около 2 с на частотах 500-1000 Гц. Проведено сопоставление акустических параметров Большого зала с классическими концертными залами, имеющими высокую акустическую репутацию, а также с современными концертными залами.

Канев Н.Г. «Акустика общественных помещений большой вместимости» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 36 (2019). 106 с.

Рассмотрены проблемы акустики помещений большого объема с массовым пребыванием людей. Для некоторых типов таких помещений существуют нормативные требования по времени реверберации и предельно-допустимому уровню шума, но для большинства помещений отсутствуют даже рекомендации по оптимальным акустическим параметрам. В отсутствие звукопоглощающей отделки помещения являются акустически дискомфортными из-за избыточной гулкости, повышенного уровня шума и низкой разборчивости объявлений, транслируемых через систему оповещения. В последнем случае негативная акустика влияет не только на комфорт, но и на безопасность посетителей. В настоящей работе приводятся результаты исследования акустики общественных зон крупных торговых центров, а также примеры мероприятий по коррекции их акустики. Основным источником шума являются сами посетители: при максимальном заполнении уровень шума в общественных зонах составляет 70–75 дБА, что значительно превышает уровень шума от других источников. Время реверберации помещений без специальной акустической отделки достигает 5–6 с, после акустической коррекции оно снижается до 2 с. Приводятся результаты измерений коэффициента звукопоглощения, усредненного по внутренней поверхности помещения, для типовых ограждающих конструкций без акустической отделки. Ключевые слова: акустика помещений, акустический комфорт, время реверберации

Антоновская Г.Н., Капустян Н.К., Федоренко Е.В. «Возможности сейсмической аппаратуры в задачах оценки состояния железнодорожных насыпей» Сейсмические приборы, 55, № 3, с. 61-73 (2019)

Рассмотрена связь свойств грунтов основания железнодорожных путей с параметрами сейсмических записей движения состава. На экспериментальных примерах и с использованием математического моделирования показана возможность при обработке сейсмических записей выявления на ранней стадии изменений в несущей способности основания из-за возможной деградации прочностных и деформационных свойств грунтов. Рассмотрены практические вопросы использования сейсмических датчиков разного типа и их расположения для мониторинга земляного полотна железной дороги. Ключевые слова: низкочастотные вибрации железнодорожного полотна, диагностика, сейсмическая аппаратура, устойчивость земляного полотна, моделирование

Соколовская Ю.Г., Подымова Н.Б., Карабутов А.А. «Проверка выполнения локальных соотношений крамерса-кронига для коэффициента затухания и фазовой скорости продольных акустических волн в полимерных композиционных материалах с использованием лазерного оптико-акустического метода» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 76-77 (2019). 106 с.

Известно, что частотные зависимости коэффициента затухания и фазовой скорости акустических волн связаны между собой дисперсионными соотношениями Крамерса–Кронига, являющимися следствием фундаментального принципа причинности. Приближенные локальные соотношения для ограниченной частотной полосы могут быть получены из общих нелокальных соотношений при условии отсутствия резких скачков и резонансов затухания и дисперсии фазовой скорости акустических волн в исследуемой полосе частот. Затухание акустических волн в среде может быть вызвано поглощением, рассеянием или совокупностью этих механизмов. При этом дисперсионные соотношения должны выполняться вне зависимости от особенностей конкретного физического механизма, приводящего к затуханию и дисперсии акустических волн в среде. Целью работы является экспериментальная проверка выполнения соотношений Крамерса–Кронига в материале, в котором реализуется сразу два механизма потерь энергии акустической волны – рассеяние и поглощение. В качестве такого материала были выбраны углепластики – композиты на основе полимерной матрицы и углеродных волокон. Для измерения коэффициента затухания и фазовой скорости продольных акустических волн в исследуемых образцах использовался метод широкополосной лазерной оптико-акустической спектроскопии. Данный метод дает возможность создавать короткие и мощные широкополосные зондирующие акустические импульсы, что позволяет получать частотные зависимости коэффициента затухания и фазовой скорости в диапазоне от единиц до десятков мегагерц для сильно поглощающих и рассеивающих ультразвук гетерогенных материалов. Получены зависимости коэффициента затухания и фазовой скорости от частоты в спектральном диапазоне 1–10 МГц для образцов полимерной матрицы и углепластиков с различным значением пористости. Показано, что соотношения Крамерса–Кронига между затуханием и фазовой скоростью продольных ультразвуковых волн будут выполняться для всех исследованных образцов независимо от конкретного механизма уменьшения энергии исходной акустической волны при ее распространении в материале. Ключевые слова: широкополосная акустическая спектроскопия, лазерный оптико-акустический метод, продольные акустические волны, фазовая скорость

Воробьев Р.И., Сергеичев И.В., Карабутов А.А., Миронова Е.А., Саватеева Е.В., Ахатов И.Ш. «Применение оптоакустического метода для оценки влияния пустот на трещиностойкость конструкционных углепластиков» Акустический журнал, 66, № 2, с. 148-153 (2020)

Представлены результаты экспериментального анализа влияния объемного содержания пустот в интервале 0.25–5% на трещиностойкость конструкционных углепластиков. Для получения вариации объемного содержания пор образцы изготавливались методом вакуумной инфузии с вариацией глубины вакуума от –760 до –150 мм рт. ст. Объемное содержание пор определялось методами оптоакустической структуроскопии, сканирующей электронной микроскопии и химическим травлением для получения сравнительных данных. Получены экспериментальные зависимости характеристик межслоевой трещиностойкости от объемного содержания пустот при статическом и циклическом нагружении образцов в режиме нормального отрыва.

Тарасов Н.И., Поляков С.В., Карамзин Ю.Н., Кудряшова Т.А., Подрыга В.О., Пузырьков Д.В. «Моделирование потока вязкой несжимаемой жидкости с помощью квазигидродинамической системы уравнений» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 33-43 (2019)

Рассматривается проблема моделирования потока вязкой несжимаемой жидкости с помощью квазигидродинамической системы уравнений. Использование данного подхода позволяет избежать неустойчивости при расчете давления при использовании классической постановки уравнений Навье–Стокса, проявляющейся при использовании ячеистых численных схем. Для численной реализации КГД уравнений использовался метод конечных объемов по центрам ячеек, в случае двумерной задачи – квадратных, в случае трехмерной задачи – кубических. В качестве тестовых расчетов было проведено две серии расчетов в областях сложной геометрии для нескольких чисел Рейнольдса, а также проведено сравнение результатов с программным пакетом ANSYS CFX. Сравнение показало высокое качество результатов численного моделирования при использовании КГД системы уравнений.

Тихонов Н.А., Галазутдинова О.А., Каратаева Г.М. «Расстояние до гигантской эллиптической галактики М 87 и размер её звёздной подсистемы» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 276-288 (2019)

На основе архивных снимков космического телескопа Хаббла проведена звездная фотометрия девяти полей вокруг гигантской эллиптической галактики M 87 из скопления галактик в Деве. На полученных диаграммах Герцшпрунга–Рессела видны населенные ветви красных гигантов и AGBзвезд. Найдено изменение положения границы ветви красных гигантов (TRGB-скачка) в зависимости от расстояния до центра галактики. Это можно интерпретировать как влияние высокометалличных красных гигантов на процедуру измерения TRGB-скачка, либо как существование вокруг M 87 слабого газопылевого облака, протяженностью по радиусу до 10 при поглощении в фильтре I до 0.2^m вблизи центра галактики. Среднее значение модуля расстояния по удаленным от центра M 87 полям равно (m–M)=30.91±0,08, что соответствует расстоянию D=15.4±0.6 Мпк. Показано, что звезды поля, расположенного между галактиками M 86 и M 87 на расстояниях 37 и 40”, не являются межгалактическими звездами, а принадлежат галактике M 87, т.е. звездное гало этой галактики хорошо видно на расстоянии 190 кпк от ее центра. Измерены расстояния до четырех карликовых галактик: P4anon, NGC 4486A, VCCA039 и dSph-D07, изображения которых видны в исследуемых полях. Три первые галактики являются спутниками M 87, а dSph-D07 расположена дальше и принадлежит группе M 86.

Кайсин С.С., Караченцев И.Д. «Звездообразование в близких карликовых галактиках» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 1-12 (2019)

Представлены измеренные потоки и изображения в эмиссионной линии Hα для 66 близких объектов, наблюдавшихся на 6-метровом телескопе БТА САО РАН. Три из них: IC 2233, UGC 4704, NGC 3432 – являются спиральными галактиками поздних типов, шесть относятся к удаленным шаровым скоплениям М31, а остальные являются карликовыми галактиками. Измеренные Hα-потоки использованы для оценки интегральных и удельных темпов звездообразования. На выборке из более 500 галактик Местного объема рассмотрены некоторые основные особенности звездообразования у карликовых галактик и спиралей поздних типов.

Караченцев И.Д., Кайсина Е.И. «Карликовые галактики в Местном объеме» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 119-137 (2019)

Представлен обзор наблюдательных данных о выборке Местного объема (МО), которая содержит около 1000 галактик в пределах 11 Мпк вокруг Млечного Пути. Карликовые галактики со звездными массами M_×/M_⊙<9 dex составляют 5/6 этой выборки. Почти для 40% из них расстояния измерены с высокой точностью с помощью космического телескопа им. Хаббла. В настоящее время МО является наиболее представительной и наименее искаженной селекцией выборкой карликовых галактик, которая пригодна для проверки стандартной парадигмы ΛCDM на самых малых космологических масштабах. Мы обсуждаем H II-свойства карликовых галактик в различном окружении, а также темпы звездообразования в них, полученные по данным FUV- и Hα-обзоров. Некоторое внимание уделено барионной зависимости Талли–Фишера для карликовых галактик малых масс. Мы также отмечаем, что карлики МО являются важными «пробными частицами» при определении полной массы близких групп и самого близкого скопления Virgo.

Лезова И.Е., Карбань О.В., Таранов А.В., Хазанов Е.Н., Чарная Е.В. «Кинетические характеристики фононов и структурные неоднородности твердых растворов моноалюминатов Y_1-xEr_xAlO₃» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 1, с. 90-96 (2020)

Исследованы особенности низкотемпературной теплоемкости, транспортные характеристики фононов в области гелиевых температур и наноструктурные неоднородности в монокристаллах твердых растворов эрбиевых моноалюминатов YAlO₃:Er, синтезированных методом направленной кристаллизации.

Гузилова Л.И., Кардашев Б.К., Печников А.И., Николаев В.И. «Упругость и неупругость объемных кристаллов нитрида галлия» Журнал технической физики, 90, № 1, с. 138-142 (2020)

Приведены результаты акустического исследования упругих и микропластических свойств двух типов больших образцов квазиобъемного GaN, полученных методом хлорид-гидридной эпитаксии. Первый тип – это поликристаллические образцы, текстурированные вдоль одного из кристаллографических направлений, второй – монокристаллы с характерными V-образными дефектами. Полученные результаты сопоставлены с литературными данными и проанализированы на основе существующих теоретических представлений о влиянии дислокаций и границ зерен на акустические и механические свойства кристаллов. Ключевые слова: нитрид галлия, предел упругости, модуль Юнга.

Панов А.Д., Бурсов Н.Н., Бескин Г.М., Эркенов А.К., Филиппова Л.Н., Филиппов В.В., Гиндилис Л.М., Кардашев Н.С., Кудряшова А.А., Стариков Е.С., Вилсон Дж., Пустильник Л.А. «Наблюдения по программе SETI на телескопе РАТАН-600 в 2015 и 2016 гг.» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 252-264 (2019)

В 2015–2016 гг. в САО РАН на радиотелескопе РАТАН-600 проводились регулярные наблюдения по программе SETI. Объектами поиска сигналов искусственного происхождения были около 30 солнцеподобных звезд и два шаровых скопления с высокой металличностью. Основной идеей, положенной в основу этих исследований, были многократные повторяющиеся наблюдения (мониторинг) одних и тех же объектов. Данные анализировалисьтремя способами: проводился поиск одиночного сильного сигнала, оценивался усредненный за все время наблюдений поток излучения, анализировалиськорреляции сигналов разных частот. Накопление информации за два года наблюдений позволило провести поиск слабых сигналов с уровнем обнаружения в несколько миллиянских на волнах 2.7 и 6.3 см. Усредненные по всему набору данных ограничения для мощности сигналов внеземных цивилизаций лежат практически у всех объектов в интервале 10¹⁶–10²⁰ Вт, верхние же пределы для светимости в единичных наблюдениях (время прохождения диаграммы 7–19 секунд) составляют 10¹⁷–10²¹ Вт, при этом эффективные изотропные излучаемые мощности их гипотетических передатчиков не превышают 2·10⁹–2·10¹³ Вт, что близко к данному параметру для крупнейших наземных планетарных радаров. Полученные ограничения на светимость свидетельствуют об отсутствии радиоизлучения собственно и у наблюдавшихся солнцеподобных звезд, стационарного в среднем за время наблюдений и вспышечного в отдельных сеансах.

Юлдашев П.В., Карзова М.М., Хохлова В.А. «Моделирование волны звукового удара в неоднородной атмосфере на основе однонаправленного параболического волнового уравнения» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 42 (2019). 106 с.

Полет сверхзвуковых самолетов сопровождается непрерывной генерацией ударной волны, расходящейся от траектории движения в виде конуса Маха. На земле такая ударная волна амплитудой около 100 Па воспринимается как резкий импульсный шум. По этой причине полеты гражданской сверхзвуковой авиации через густонаселённые территории были запрещены. В настоящее время интерес к сверхзвуковым полетам возобновился и планируется создание малоразмерных летательных аппаратов бизнес-класса. Ожидается, что производимый ими шум будет существенно меньше, чем у полноразмерных лайнеров предыдущего поколения. Важным физическим явлением, которое необходимо учитывать при оценке уровня шума на поверхности земли, является взаимодействие волны с турбулентными неоднородностями атмосферы. Рефракция на случайных неоднородностях скорости звука приводит к появлению случайных областей фокусировки и дефокусировки, с соответствующим увеличением и уменьшением амплитуды. Таким образом, с некоторой вероятностью номинальный уровень шума может быть превышен. Целью данной работы было создание численной модели распространения ударной волны через случайно-неоднородный турбулентный слой на основе модифицированного параболического уравнения ХЗК для нелинейных импульсов, а также оценка статистики параметров ударных импульсов после прохождения слоя. В работе численная модель для уравнения ХЗК была реализована в двумерной геометрии. Модель учитывает дифракцию, рефракцию на неоднородностях показателя преломления, термоязкое и релаксационное поглощение. Численное решение строилось на основе метода расщепления по физическим факторам и конечно-разностных схем для отдельных операторов упомянутых выше физических эффектов. В качестве начального условия задавалась плоская N-волна с амплитудой 20 Па и длительностью 100 мс, что соответствует малоразмерным летальным аппаратам. Пространственное распределение показателя преломления генерировалось методом случайных Фурье-мод с использованием фон Кармановского спектра неоднородностей с интегральным масштабом L₀=100 м. Максимальное расстояние распространения в глубину слоя принималось равным 2 км. Для набора статистики моделирование было проведено с достаточно длинными реализациями турбулентного слоя. Показано, что наличие неоднородностей, характерных для реальной атмосферы приводит к существенному искажению поля плоской волны и появлению областей, в которых амплитуда увеличивается более чем в полтора раза, по сравнению с номинальным уровнем. Ключевые слова: волна звукового удара, турбулентность, уравнение ХЗК

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

Николаева А.В., Карзова М.М., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Сапожников О.А. «Экспериментальное изучение акустической радиационной силы фокусированного пучка, действующей на упругую сферу в жидкости» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 49-50 (2019). 106 с.

Целью работы является повышение точности метода измерения акустической радиационной силы, действующей со стороны фокусированного ультразвукового пучка мегагерцового диапазона частот на сферический упругий рассеиватель миллиметрового размера в жидкости. Ультразвуковой пучок генерируется одноэлементным пьезокерамическим преобразователем (частота 1,072 МГц, фокусное расстояние 70 мм, диаметр 100 мм), который располагается на дне бассейна с водой. Сферические рассеиватели диаметром от 2 до 6 мм, изготовленные из нейлона, стекла или нержавеющей стали, помещаются вдоль вертикально ориентированной оси излучателя. Каждый рассеиватель закрепляется в специально сконструированной раме с 3-х уровневой ловушкой из тонких лесок. Метод определения радиационной силы основан на балансе между силой тяжести, силой Архимеда и радиационной силой и измерении порогового значения силы, при котором баланс нарушается. Измерения проводятся следующим образом: начальная мощность пучка выбирается достаточно высокой, чтобы переместить рассеиватель к верхнему уровню ловушки. Затем постепенное уменьшение мощности, приводящее и к уменьшению радиационной силы, осуществляется до тех пор, пока шарик не начнёт отрываться от верхних лесок и двигаться вниз. Это пороговое значение мощности соответствует условию равенства радиационной силы и разности силы тяжести и силы Архимеда. Значение акустической мощности в проведенных экспериментах не превышает 40 Вт, а соответствующая радиационная сила – 4 мН. Также по известным параметрам рассеивателя (диаметр, плотность, скорость продольных и поперечных волн) и известному угловому спектру пучка радиационная сила рассчитывается численно. Угловой спектр определяется по измерениям акустической голограммы (поперечного распределения амплитуды и фазы акустического давления). Экспериментальные и теоретические результаты хорошо согласуются в области перед и за фокусом со средней ошибкой измерения 10%. Показано, что если ширина пучка в фокусе намного меньше диаметра рассеивателя, то наиболее эффективное силовое воздействие происходит в области до и после точки фокуса, где ширина пучка превышает размеры рассеивателя. Ключевые слова: акустическая радиационная сила, фокусированный пучок, экспериментальные измерения.

Юлдашев П.В., Карзова М.М., Мездрохин И.С., Росницкий П.Б., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «HIFU BEAM: программный комплекс с графическим интерфейсом для моделирования сфокусированных аксиально-симметричных ультразвуковых пучков в слоисто-неоднородной нелинейной среде» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 51 (2019). 106 с.

Для реализации неинвазивного хирургического воздействия ультразвукового пучка на различные органы применяются излучатели различной геометрической формы, размера и мощности. Фокусировка пучка при этом обычно обеспечивается выбором поверхности излучателя в виде сегмента сферической поверхности заданного радиуса кривизны. К таким излучателям относятся, например, одноэлементные преобразователи, многоэлементные кольцевые решетки или рандомизированные решетки с элементами различной геометрической формы. Во многих случаях поле таких многоэлементных излучателей при фокусировке в центр кривизны может быть с высокой точностью аппроксимировано полем одноэлементного сферического излучателя. Для планирования воздействия фокусированного ультразвука на организм и обеспечения безопасности и эффективности такого воздействия общей задачей является определение параметров ультразвукового поля различной мощности при распространении как в воде, так и в ткани. Для решения этой задачи часто применяется численное моделирование ультразвуковых пучков на основе уравнений нелинейной акустики. Целью работы было создание программы с графическим интерфейсом, предназначенной для моделирования нелинейных полей, создаваемых осесимметричными ультразвуковыми излучателями на основе параболического уравнения (ХЗК) и широкоугольного параболического уравнения (ШПУ) при фокусировке поля в плоскослоистой среде. Графический интерфейс программы выполнен в среде MATLAB. В качестве модели излучателя используется многоэлементный преобразователь в виде сферического сегмента с кольцевыми элементами равной площади и заданным зазором между ними. Кроме геометрических параметров пользователем задаются частота и полная акустическая мощность излучателя. Также возможна фазировка элементов для электронного смещения фокуса вдоль оси пучка. В качестве модели среды распространения задается набор из плоскопараллельных слоев, ориентированных перпендикулярно оси излучателя. Для каждого слоя задаются скорость звука, плотность, коэффициент нелинейности, а также параметры термовязкого и степенного закона поглощения, характерного для биологических тканей. Уравнения ХЗК и ШПУ решаются численно с использованием метода расщепления по физическим факторам и различных конечно-разностных схем для операторов дифракции, нелинейности и поглощения. В программе обеспечивается вывод и просмотр результатов моделирования, таких как пространственные распределения положительного и отрицательного пиковых давлений, интенсивности, мощности тепловых источников, амплитуд гармоник, а также профилей давления. Ключевые слова: уравнение ХЗК, широкоугольное параболическое уравнение, ультразвуковая хирургия

Карицкая Е.А., Бочкарев Н.Г. «К вопросу о "часовом механизме" в рентгеновской системе Her X-1=HZ Her» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 227-232 (2019)

Представлен обзор наших работ, в которых модель дискретного перетекания вещества в рентгеновской двойной Her X-1, предложенная Кроса и Бойнтоном, получила дальнейшее развитие и интерпретируются различные наблюдательные факты.

Карлов С.А., Сульженко В.А., Яковлев А.В. «Акустико-эмиссионный контроль качества сварных швов объектов морской техники» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S1, с. 130-136 (2019)

Рассматриваются возможности применения метода акустической эмиссии для оценки технического состояния объектов морской техники, в том числе методология и результаты контроля судовых трубопроводных систем при их пневматических испытаниях, контроль качества сварных соединений корпусных конструкций непосредственно в процессе их изготовления.

Левкина П.А., Бахтигараев Н.С., Рыхлова Л.В., Горшков А.П., Карпов Н.В., Сергеев А.В., Тарадий В.К., Чазов В.В. «О популяции малоразмерных фрагментов космического мусора геостационарной зоны» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 312-317 (2019)

В рамках международной программы «Астрономия в Приэльбрусье» на наблюдательном комплексе телескопа Zeiss-2000 Терскольской обсерватории осуществляются исследования заселенности геостационарной зоны малоразмерными объектами космического мусора при помощи оптических измерений. Телескоп Zeiss-2000 с двухметровой апертурой является крупнейшим телескопом, регулярно используемым для исследований космического мусора. Во время наблюдений в фотометрические ночи обнаруживаются 4–5 ранее не наблюдавшихся фрагментов от 17-й до 21-й звездной величины. В работе приводятся параметры орбит и физические характеристики малоразмерных фрагментов, обнаруженных при наблюдениях в Терскольской обсерватории в октябре 2018 г.

Антонюк К.А., Валявин Г.Г., Валеев А.Ф., Карпов С.В., Пить Н.В., Аитов В.Н., Фатхуллин Т.А., Галазутдинов Г.А., Танашкин А.С., Антонюк О.И., Ихсанов Н.Р. «Поиск и исследование фотометрической переменности у магнитных белых карликов WD 2047+372 и WD 0009+501» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 184-191 (2019)

Представлены результаты длительных фотометрических наблюдениймагнитных белых карликов WD 2047+372 и WD 0009+501, которые проводятся для поиска и изучения регулярнойпеременности блеска этих звезд. По данным в полосе V фильтра Джонсона у конвективно спокойного белого карлика WD 2047+372 обнаружены признаки нерегулярнойпеременности на временах от часов до 1–3 днейс характерными амплитудами около 0.005^m. Эта переменность может быть обусловлена как нерегулярными собственными пульсациями звезды или даже наличием дебрис-диска, так и причинами неустановленнойинструментальнойприроды. Регулярных измененийблеска WD 2047+372 на уровне, превышающем 0.005^m, не найдено. В отличие от WD 2047+372, у конвективно активного магнитного белого карлика WD 0009+501 наблюдается стабильная на шкале порядка десяти и более лет фотометрическая переменность, связанная с собственным вращением объекта и коррелирующая с переменностью его магнитных свойств. Амплитуда переменности – порядка 0.01^m. На основании сравнения результатов наших наблюденийэтих двух объектов сделан вывод о фотометрической переменности у магнитных белых карликов, находящихся в конвективнойтемпературнойзоне. Отмечается стабильность переменности на длительных промежутках времени (годы, десятки и более лет).

Карташев В.Г., Качанов В.К., Соколов И.В., Фадин А.С., Тимофеев Д.В. «Выбор шага перемещения раздельно-совмещенного преобразователя при ультразвуковом контроле изделий из сложноструктурных материалов с неплоской поверхностью» Дефектоскопия, № 12, с. 16-25 (2019)

Отмечено, что при ультразвуковом контроле изделий из сложноструктурных материалов для выделения полезного эхосигнала из структурного шума используется пространственно-временная обработка сигналов, осуществляемая, как правило, с применением ультразвуковых антенных решеток. Если же поверхность изделия неплоская, то в этом случае следует использовать антенну с синтезированной апертурой, представляющую собой раздельно-совмещенный преобразователь (РС ПЭП), перемещающийся по поверхности изделия с шагом d. Для определения оптимального шага перемещения d, при котором достигается максимальное соотношение сигнал/структурный шум, установлена зависимость величины взаимной корреляции реализаций структурного шума от расстояния между двумя положениями РС ПЭП, по которой был определен оптимальный шаг перемещения РС ПЭП, зависящий от размера апертуры преобразователя.

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.

Карташова А.П., Болгова Г.Т. «Анализ спорадического метеорного фона по наблюдениям ИНАСАН» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 300-305 (2019)

Представлены результаты телевизионных наблюдений спорадического фона в период 2012–2017 гг. Проведен анализ полученных параметров спорадических метеорных частиц.

Захаров Ю.И., Захаров В.Ю., Картышев О.А. «Имитационное моделирование процесса образования и распространения звука авиационного источника» Научный вестник ГосНИИ ГА, № 27, с. 35-47 (2019)

Рассматриваются проблемы оценки, анализа и прогнозирования акустического режима приаэродромных территорий, подверженных внешнему неблагоприятному воздействию шума авиационного источника. Предлагается простой интегральный метод акустического расчета звуковых полей авиационного источника с использованием разработанной имитационной модели представления процесса образования и распространения шума такого источника для проведения акустического расчета его звуковых полей. Используются известные принципы прикладной акустики, на основе которых, в рамках исходных граничных условий энергетической теории звука, рассматриваются возможные аспекты выполнения акустического расчета звуковых полей авиационного источника на основе предложенной имитационной модели процесса образования и распространения шума на местности. Описываются результаты практического использования предлагаемого метода расчета звуковых полей для ориентировочной оценки максимальных и эквивалентных (L_Ri(Амах), L_Ri(Aэкв.)) уровней авиационного шума с расстоянием (Ri) на приаэродромных территориях. Также на основе таких исходных данных, как уровни звука (звукового давления) в источнике его возникновения (L₀) и требуемые уровни звука в объектах защиты (L_Ri), с учетом геометрических параметров самого источника, определяются численные значения расстояний (Rj) от, собственно, источника до объектов защиты. Приводятся практические примеры акустического расчета, делаются выводы о пригодности метода для предварительной, оперативной ориентировочной количественной оценки ожидаемых значений авиационного шума на территории и обследуемых объектах защиты. Показана реализация метода компьютерной программой AcousticLab.

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.

Ищенко А.Н., Акиншин Р.Н., Борисенков И.Л., Глазунов А.А., Жильцов К.Н., Касимов В.З., Тырышкин И.М., Чупашев А.В. «Математическое моделирование движения суперкавитирующих ударников при подводном старте» Инженерно-физический журнал, 93, № 1, с. 161-169 (2020)

Работа посвящена исследованию высокоскоростного движения суперкавитирующих кинетических ударников в воде с учетом внутрибаллистических процессов в пороховой камере и за срезом канала баллистической установки, динамики суперкаверны, а также взаимодействию ударников с подводными преградами. Процесс суперкавитирующего движения при подводном старте моделируется на основе решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса с уравнениями турбулентности и уравнением кавитации для многофазной среды. Для исследования напряженно-деформированного состояния и возможного разрушения твердых тел при взаимодействии с подводными преградами различного типа проводится математическое моделирование на основе упругопластической модели среды. Диапазон исследуемых скоростей составляет 50–850 м/с.

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

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.

Малков О.Ю., Князев А.Ю., Катков И.Ю. «Соотношение масса-светимость быстро и медленно вращающихся звезд» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 257-263 (2019)

При сравнении радиусов компонентов затменных/спектроскопических двойных и одиночных звезд были обнаружены значительные расхождения для звезд спектральных классов B0V-G0V. Эта разница может объясняться синхронизацией и связанным с ней замедлением вращения таких компонентов в тесных системах. Предполагается, что компоненты долгопериодических затменных систем не синхронизованы с орбитальным вращением и, следовательно, вращаются быстро и эволюционируют подобно одиночным звездам. Данные только об этом типе двойных могут использоваться для построения соотношения масса-светимость для диапазона умеренных масс. Мы представляем здесь предварительные результаты пилотных спектроскопических наблюдений десятка таких систем, начатых на SALT/HRS с целью построить для них кривые лучевых скоростей и определить параметры компонентов. Это позволит сконструировать корректное, применимое к одиночным звездам, соотношение масса-светимость и пересмотреть вид начальной функции масс на диапазоне M/M⊙>2.7.

Кацнельсон Б., Годин О., Qyanchu Zhang «Флуктуации подводного шума в мелком море, обусловленные нелинейными внутренними волнами в эксперименте Shallow Water 2006» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 12-13 (2019). 106 с.

В работе представлены результаты исследования флуктуаций шума, записанного одиночными гидрофонами(SHRU) и L-образной антенной (HVLA: 70 м вертикальная и 450 м горизонтальная части) в эксперименте Shallow Water 2006, проведенным на Атлантическом шельфе США. Область эксперимента характеризуется заметной активностью внутренних волн; в частности, примерно дважды в сутки пакеты нелинейных внутренних волн (НВВ) состоящие из нескольких (до 10–12) отдельных пиков (солитонов) с амплитудой до 10–15 м генерируются в области бровки шельфа и распространяются по направлению к берегу. В процессе своего движения указанные пакеты НВВ проходят пять одиночных гидрофонов и антенну, расположенных приблизительно вдоль линии, перпендикулярной берегу с расстояниями 5–8 км между ними. На этом участке также располагалась система термисторных цепочек, позволяющих восстановить характер движения и эволюцию формы НВВ. В работе показано, что при прохождении пакета НВВ в окрестности SHRU возникают флуктуации широкополосного шума с амплитудой на 20–40 дБ больше, чем фоновые значения. Ширина и расположение максимумов на спектрограмме акустического сигнала точно соответствуют временному интервалу и положению солитонов в пакете НВВ. Проанализирована связь шума с пакетами НВВ в четырех эпизодах генерации внутренних волн с 17 по 22 августа 2006 г. Авторы связывают возникновение шума с движением частиц воды по примерно эллиптическим траекториям, сопровождающим НВВ, и, соответственно, вызывающим взмучивание осадков, частицы которых в свою очередь, генерируют шум при столкновениях. Рассмотрено изменение интенсивности и спектра шума на разных гидрофонах, в зависимости от амплитуды НВВ в данном месте. Ключевые слова: нелинейные внутренние волны, шум в мелком море

Ужанский Э., Кацнельсон Б., Луньков А., Островский И. «Флуктуации звукового поля в озере в присутствии внутренней волны Кельвина. Теория и эксперимент.» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 13-14 (2019). 106 с.

Представлены результаты экспериментальных исследований и теоретического моделирования пространственно-временной изменчивости звукового поля в мелководном волноводе (озеро Кинерет, Израиль) в присутствии внутренних волн Кельвина (ВВК). Измерения звукового поля проводились с помощью вертикальной антенны длиной 37 м, имеющей 10 гидрофонов на расстояниях 3м между ними, закрепленной на заякоренной платформе примерно в центре озера (самое глубокое место). ЛЧМ сигналы с частотной полосой 300–2000 Гц и длительностью 5 сек излучались на расстоянии 5.5 км от антенны вдоль трассы, направленной от периферии к центру в течение более 24 часов (периода ВВК). Движение ВВК регистрировалось с помощью трех вертикальных термисторных цепочек, расположенных вдоль указанной трассы и закрепленных в местах с глубинами 10м, 20м и 37 м. С их помощью определены фаза ВВК и их амплитуда, а также изменчивость профиля скорости звука по крайней мере вдоль акустической трассы. Полученные акустические данные свидетельствуют о связи пространственно-временных флуктуаций звукового поля на антенне с вариациями водного слоя, обусловленными ВВК. Моделирование звукового поля проводилась с помощью модового разложения и метода Параболического Уравнения в рамках модели звукового канала с измеренными в том числе ранее реальными характеристиками волновода (параметры дна и профиля скорости звука). Результаты моделирования находятся в согласии с данными наблюдений. Ключевые слова: внутренние волны Кельвина, мелкое море

Кацнельсон Б.Г., Луньков А.А., Шабанова Т.М. «Модовая структура низкочастотного звукового поля в волноводе с тонким слоем газонасыщенных осадков» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 16 (2019). 106 с.

В рамках модовой теории проведен анализ распространения акустических волн в мелководном волноводе с тонким газонасыщенным слоем, толщина которого много меньше длины звуковой волны и скорость звука в котором много меньше скорости звука в воде. Найдены комплексные собственные значения и собственные функции нормальных волн (мод) для волноводов с различными параметрами этого слоя. В низкочастотном диапазоне (до 100 Гц) была выявлена однозначная зависимость коэффициентов затухания волноводных мод от толщины слоя осадков. На основании этой особенности путём сопоставления модельных и экспериментальных кривых затухания различных мод была решена обратная задача по определению толщины газонасыщенного слоя в пресноводном озере Кинерет. В качестве низкочастотных акустических сигналов были использованы дискретные составляющие шума небольшого судна, которое двигалось с постоянной скоростью по направлению к приёмной вертикальной антенне, перегораживающей весь волновод. Результат оценки показал, что толщина газонасыщенного слоя в центральной части озера Кинерет не превышает 0.5 м, что удовлетворительно согласуется с данными КТ-анализа замороженных проб донного грунта. Ключевые слова: модовая теория, газонасыщенные осадки, подводные шумы

Ярина М.В., Кацнельсон Б.Г., Годин О.А. «Частотно-временной анализ модового состава звукового поля в условиях пространственно-временной изменчивости мелководной среды в эксперименте SWARM`95 c использованием warping-преобразования» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 13 (2019). 106 с.

Представлены результаты исследования фильтрации мод, полученные с использованием преобразования деформации (Warping Transform – WT) в частотно-временной области для звукового поля, записанного с помощью одиночных гидрофонов. Результаты сравниваются с полученными на основе «стандартной» методики пространственно-временной фильтрации с использованием линейной вертикальной антенны, в том числе применительно к данным эксперимента SWARM’95, проведенным на Атлантическом шельфе США. Анализируются данные, полученные, как в отсутствие, так и в присутствии нелинейных внутренних волн (НВВ) на акустической трассе длиной 15 км. В данном эксперименте использовались широкополосные сигналы (30–250 Гц) от пневмопушки и частотно-модулированные сигналы (50–300 Гц, источник J15). Прием осуществлялся на две вертикальные антенны (WHOI, NRL), угол между акустическими трассами примерно 30 градусов. Рассматривается период времени, когда в результате горизонтальной рефракции, вызванной движущимися внутренними волнами, имели место флуктуации интенсивности на вертикальной антенне WHOI (фокусировка/дефокусировка в горизонтальной плоскости), зависящие от параметров НВВ, номера моды и частоты, и, соответственно, вызывающих изменение модового состава, в частности, в указанной частотной области вторая и третья моды имеют наибольший показатель преломления в горизонтальной плоскости и испытывают, соответственно, наибольшие флуктуации. Анализ проводится для различных положений НВВ и глубин пневмопушки (выше и ниже термоклина). Обсуждаются возможности использования WT для решения обратной задачи – определения параметров среду по данным зондирования. Ключевые слова: частотно-временной анализ, warping transform, эксперимент SWARM’95

Карташев В.Г., Качанов В.К., Соколов И.В., Фадин А.С., Тимофеев Д.В. «Выбор шага перемещения раздельно-совмещенного преобразователя при ультразвуковом контроле изделий из сложноструктурных материалов с неплоской поверхностью» Дефектоскопия, № 12, с. 16-25 (2019)

Отмечено, что при ультразвуковом контроле изделий из сложноструктурных материалов для выделения полезного эхосигнала из структурного шума используется пространственно-временная обработка сигналов, осуществляемая, как правило, с применением ультразвуковых антенных решеток. Если же поверхность изделия неплоская, то в этом случае следует использовать антенну с синтезированной апертурой, представляющую собой раздельно-совмещенный преобразователь (РС ПЭП), перемещающийся по поверхности изделия с шагом d. Для определения оптимального шага перемещения d, при котором достигается максимальное соотношение сигнал/структурный шум, установлена зависимость величины взаимной корреляции реализаций структурного шума от расстояния между двумя положениями РС ПЭП, по которой был определен оптимальный шаг перемещения РС ПЭП, зависящий от размера апертуры преобразователя.

Муратова Н.О., Муратов А.А., Кашапова Л.К. «Результаты работы нового спектрополяриметра для наблюдения солнечного радиоизлучения в диапазоне 50–500 МГц» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 3-10 (2019)

Наземные наблюдения в метровом радиодиапазоне представляют большой интерес для понимания процессов, происходящих в короне Солнца. Мы представляем основные принципы работы, схему и результаты первых наблюдений Солнечного спектрополяриметра метрового диапазона (ССМД), запущенного для наблюдения Солнца в диапазоне 50–500 МГц в апреле 2016 г. Основной задачей при конструировании прибора было создание современного цифрового спектрополяриметра, способного измерять полный вектор Стокса для спорадических явлений, наблюдаемых в диапазоне 50–500 МГц. Для приема радиоизлучения используется логопериодическая скрещенная антенна, принимающая горизонтальную и вертикальную поляризационные компоненты одновременно. Основой ССМД является цифровая часть, алгоритм работы которой построен на базе архитектуры FX-коррелятора. В основе получения динамических амплитудных спектров (зависимость амплитуды от частоты и времени) лежит алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ), реализованный по принципу поточной схемы и работающий в режиме реального времени. ССМД имеет 4608 частотных каналов, при ширине канала 97.66 кГц и шаге 97.66 кГц временное разрешение составляет 1 с. Спектрополяриметр покрывает широкий диапазон 50–500 МГц и позволяет получать полный вектор Стокса. На сегодняшний день с помощью ССМД проводятся регулярные наблюдения двух параметров вектора Стокса (I и V). Начиная с 2016 г. получены наблюдения ряда интересных явлений, произошедших во время солнечных вспышек, составляется каталог наблюдений. Мы планируем улучшение временных и частотных характеристик, запись полного вектора Стокса, а также калибровку инструмента. Идет работа над обеспечением доступа к данным в сети Интернет.

Кузнецова И.Е., Анисимкин В.И., Колесов В.В., Кашин В.В., Юдин С.Г., Смирнов А.В. «Влияние освещенности на акустические волны в структуре «пьезоэлектрическая пластина – пленка фталоцианина Алюминия»» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 33-34 (2019). 106 с.

В последние годы разработка фотодетекторов на основе органических пленок привлекает все большее внимание исследователей. Это связано с их механической гибкостью, большой площадью поверхности детектирования и низкой стоимостью при производстве. В известных работах сообщается о резистивных датчиках, использующих в качестве сенсорной пленки фталоцианины различных металлов. Работы, в которых рассматривается возможность создания на основе фталоцианинов акустических фотодетекторов – отсутствуют. В настоящей работе проведен теоретический анализ влияния освещенности на характеристики акустических волн в структуре «пластина LiNbO₃-пленка фталоциананина алюминия (PTC Al)» с учетом нагрева подложки во время эксперимента. Также проведено экспериментальное исследование влияния света в диапазоне 350–1000 нм на фазовый и амплитудный отклики акустических волн в вышеуказанной структуре. Линия задержки с длиной волны 1.2 мм на поверхности пластины LiNbO₃ толщиной 380 мкм была создана при помощи проводящих чернил на основе наночастиц серебра методом печати на струйном принтере. Были измерены температурные коэффициенты задержки (TCD) акустических волн высших порядков, возбуждающихся в такой пластине и выбрана волна, характеризующаяся практически нулевым ТКЗ с частотой 8.23 МГц и скоростью 10142 м/с. Это позволило нивелировать эффект нагрева подложки при ее облучении. Проведенные эксперименты показали возможность разработки акустического фотодетектора селективно чувствительного к различным длинам волн видимого диапазона света, и характеризующегося высокой скоростью срабатывания. Ключевые слова: акустический фотодетектор, фталоцианин алюминия, видимый свет, струйная печать, пьезоэлектрическая пластина

Журавлева Е.С., Кедринский В.К «Фокусировка цилиндрической волны разрежения в слое двухфазной жидкости со свободной поверхностью» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 84 (2019). 106 с.

Рассматривается формирование ударной волны (УВ) и волны разрежения (ВР) при импульсном нагружении слоя жидкости со свободной поверхностью. Инициирование УВ выполняется заданием импульса массовой скорости поршня, соосного с осью симметрии, в форме экспоненты с диапазоном максимальных скоростей от 20 до 200 м/с. Постоянная экспоненты варьируется до 40 мкс. Радиус слоя жидкости изменялся от 1 до 10 см. Численный анализ формирования УВ выполнялся для двух состояний жидкости – чистой и дистиллированной воды с микропузырьками свободного газа. Согласно экспериментальным данным радиус микропузырьков имеет порядок 1.5 микрона, их концентрация Ko=10^–5, а плотность совместно с микротвердымя частицами достигает 10⁶ см^–3. Двухфазная матмодель представлена в виде системы Иорданского–Когарко–ван Вийнгаардена (ИКванВ) для средних значений массовой скорости, плотности и давления, которая включала уравнение для концентрации свободного газа типа уравнения Рэлея. Численный расчет выполнялся в два этапа: 1 – расчет формирования, распространения, отражения УВ от свободной поверхности (формирование ВР) и фокусировка ВР на ось симметрии в однофазной чистой жидкости, 2 – в процессе формирования ВР в расчет включалась система ИКванВ, которая рассчитывала и формирование кавитационной пузырьковой зоны при фокусировке ВР на ось симметрии, и динамику структуры ВР. Для чистой жидкости рассчитывались распределения максимальных амплитуд УВ вдоль радиуса до свободной поверхности ВР от свободной поверхности до поверхности поршня. При этом полученные распределения максимальных амплитуд УВ и ВР оказались практически симметричными относительно радиуса. Было показано, что от поршня вдоль радиуса амплитуда УВ в процессе распространения уменьшается, достигая асимптотики r^–0.72. Распространение ВР к оси симметрии носит кумулятивный характер, а за ее фронтом регистрируется интенсивный рост объемной концентрации газовой фазы. Выполнены расчеты влияния на ее рост амплитуды УВ-нагружения (от 40 до 200 м/с) и роли начальных данных состояния воды, увеличения постоянной спада экспоненты до 40 мкс. Обнаружен рост K вплоть до 15% при начальных данных: Ro=7 мкм и концентрации Ko=10^–3.

Крейчи С.А., Кедрова Г.Е. «Интерференция тюркоязычных фонетических систем при изучении русского языка» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 24 (2019). 106 с.

Интерференция фонетических систем разных языков часто является существенным препятствием для безакцентного произношения при изучении иностранного языка. В данной работе исследовалось влияние фонетической организации устной речи носителей тюркских языков на произношение звуков и реализацию интонации в русской речи тюркоязычных студентов, изучающих русский язык как иностранный. В качестве звукового материала использовались записи чтения сбалансированного словаря из 1,5 тысяч наиболее часто употребляемых русских слов, чтение анкетных вопросов и спонтанных ответов на них, находящиеся в базе данных звучащей русской речи, разработанной в лаборатории фонетики и речевой коммуникации филологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Анализ отклонений от русской произносительной нормы проводился как на сегментном, так и на супрасегментном уровне. В качестве образца для сравнения использовался аналогичный звуковой материал, начитанный носителями русского языка с нормативным литературным произношением. Выделены основные акустические и артикуляторные признаки интерференции при произнесении отдельных звуков русской речи и их сочетаний, а также отличительные особенности просодической реализации русской синтагмы под влиянием эквивалентных высказываний на родном языке у носителей тюркских языков. Ключевые слова: тюркоязычный, интерференция, фонетические системы, безакцентный, спонтанная речь, артикуляторные признаки, просодическая реализация, синтагма.

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

Кержаков Б.В., Кулинич В.В. «Оценка влияния геоакустических характеристик мелководного волновода на точность восстановления координат источника тональных сигналов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 15 (2019). 106 с.

Представлены результаты исследования влияния геоакустических характеристик волновода (донных осадков и гидрологии) на точность восстановления координат точечного источника тональных сигналов в зависимости от глубины и дальности в регулярном мелководном волноводе. В качестве контролируемой величины при оценках точности определения координат задается целевая функция, строящаяся на основе использования разностей вертикальных угловых спектров звукового поля источника излучения в опорном волноводе и угловых вертикальных спектров расчетных моделей волноводов при вариации величин рассогласования вертикального распределения скорости звука в водном слое и геоакустических параметров донных осадков относительно опорного волновода. Опорный волновод характеризуется водным слоем и двухслойным жидким дном с подстилающим полупространством с заданными акустическими характеристиками осадков и мощностью слоев. Оценка глубины и дальности источника сигналов производилась на основе минимизации целевой функции методом быстрого отжига в сочетании с методом прямого поиска Хука-Дживса. Приводятся оценки ошибок определения координат источника как при совместном рассогласовании гидрологии и геоакустических характеристик дна волновода, так и при их раздельном рассогласовании. При этом, выбор донных параметров расчетных моделей волноводов проводился путем случайного их перебора с равномерным распределением в заданных областях. Вертикальное распределение скорости звука в водном слое варьировалось в соответствии с возможными гидродинамическими возмущениями водной среды в мелководных районах. Сравнительные оценки приводятся для двух типов гидрологий с положительной и с отрицательной рефракцией звуковых волн на различных дистанциях и глубинах расположения источника в канале. Одновременно с этим рассматривается возможность уменьшения влияния дна путем фильтрации волноводных мод. Ключевые слова: волновод, угловой спектр, координаты источника

Пудовкин А.А., Кешков Д.И., Китанов М.Ю., Кузнецов Г.Н., Кутаков С.И., Майзель А.Б., Смагин Д.А., Сухарцов А.А. «Поглощение шума при его активном гашении в воздуховоде» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 100-101 (2019). 106 с.

Подавление широкополосных шумов и вибраций является одной из актуальных акустических задач. Наиболее сложная задача – ослабление низкочастотных сигналов, особенно в широкой полосе. Рекомендуется на низких частотах из-за недостаточной эффективности пассивных поглотителей использовать активные методы и технические средства. В работе решается эта задача применительно к воздуховоду, в котором распространяются широкополосные сигналы.

Цзюн Ю.-С., Ким Ч.-Ц., Юнь Ч.-Ю. «Влияние резонатора Гельмгольца на работу генератора гартмана с соплом с большой степенью расширения» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 6, с. 17-24 (2019)

С использованием модели турбулентности выполнено численное моделирование влияния емкости резонатора Гельмгольца на работу генератора Гартмана при большом значении отношения давления в сопле к давлению на выходе из него. Проведено сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными. В результате численного моделирования установлено, что при использовании резонатора Гельмгольца частота колебаний генератора Гартмана и амплитуда его колебаний меньше, чем при использовании резонатора в виде прямолинейной трубы. Изолинии числа Маха и ячеистая структура ударных волн в области между соплом и резонатором практически одинаковы как в случае резонатора Гельмгольца, так и в случае резонатора в виде прямолинейной трубы, однако возвратное течение для резонаторов этих двух типов различное. Основная частота колебаний существенно зависит от диаметра задней камеры резонатора Гельмгольца.

Губенко В.Н., Кириллович И.А. «Модуляция спорадических Е-слоев мелкомасштабными атмосферными волнами в высокоширотной ионосфере Земли» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 116-129 (2019)

Радиозатменные измерения спутника CHAMP (Challenging Minisatellite Payload) были использованы нами для исследования спорадических Е-слоев (высоты 90–130 км) в высокоширотной ионосфере Земли. Разработан новый метод определения характеристик внутренних атмосферных волн, базирующийся на использовании наклонных спорадических Е-слоев ионосферы Земли в качестве детектора. Метод основан на том, что внутренняя волна, распространяющаяся через изначально горизонтальный спорадический E-слой, вызывает вращение градиента плотности плазмы в направлении волнового вектора, что приводит к установлению плоскости слоя параллельно фазовому фронту волны. Разработанный метод позволяет исследовать взаимосвязи между мелкомасштабными внутренними волнами и спорадическими Е-слоями в ионосфере Земли и существенно расширяет возможности традиционного радиозатменного мониторинга атмосферы. Показано, что исследуемые внутренние атмосферные волны имеют периоды от 35 до 46 мин и вертикальные фазовые скорости от 1.2 до 2.0 м/с, что хорошо согласуется с результатами независимых экспериментов и данными моделирования спорадических Е-слоев на высоте ∼100 км в полярной шапке Земли.

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.

Вишневецкий В.Ю., Кириченко И.А., Марколия А.И., Сизов И.И., Старченко И.Б., Строчан Т.П. «Системный анализ особенностей работы параметрического профилографа при вертикальной схеме профилирования слоистой структуры ДНА» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 69-70 (2019). 106 с.

Развитие методов исследования Мирового океана приводит к повышению уровня требований к техническим средствам, расширению круга решаемых задач по изучению водной среды и повышению точности измерений. Одним из наиболее перспективных инструментов исследования морских ресурсов является параметрическая антенна (ПА) и гидроакустические средства, созданные на ее основе. При разведке донных отложений стремятся детерминировать границы слоистой структуры. Применение кепстрального анализа акустического сигнала, прошедшего через систему донных слоев, позволяет выделить моменты прихода составляющих отражений. Таким образом, решается задача временного разделения сигналов. В работе рассмотрены особенности работы параметрического профилографа при вертикальном зондировании системы донных слоев. Исследована теоретическая модель, описывающая влияние N границ раздела, находящихся в области нелинейного взаимодействия, на поле давления волны разностной частоты. Модель прошла экспериментальную апробацию в условиях гидроакустического бассейна для случая двух границ. Показано, что изменение положения границ раздела оказывает значительное влияние на отраженное поле: при увеличении расстояния происходит обужение поперечного распределения аддитивного отраженного поля, отраженное поле с расстоянием убывает медленнее и изменение пространственного расположения границ не приводит к появлению боковых лепестков в отраженном поле. Исследовано применение кепстрального анализа эхосигналов от слоистой структуры с целью повышения разрешающей способности профилографа по дистанции. Спектр эхосигнала, отраженного от двух границ раздела, не позволяет непосредственно определить момент прихода эхосигнала. Наблюдаемые искажения спектра эхосигнала обусловлены искажением формы волны, отраженной от обеих границ раздела. Наличие высокочастотной компоненты в спектре эхосигнала, обусловленное присутствием исходных волн накачки, не затрудняет вычисление кепстра низкочастотного импульса. Введение фильтрации высокочастотных волн позволило очистить кепстр низкочастотного эхоимпульса от кепстра исходных волн накачки. Показано, что кепстр низкочастотного эхоимпульса позволяет однозначно определить момент прихода эхосигнала от второй границы раздела при отношении амплитуды сигнала от первой границы к амплитуде сигнала от второй границы меньшем 30 дБ, а при перекрытии эхоимпульсов меньшем 90%. Ключевые слова: параметрическая антенна, донные слои, граница раздела, кепстр, разрешающая способность

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Гришин А.А., Яковлева Е.В. «Вибрации обтекаемой пластины с одиночным отверстием» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 211-219 (2019)

Объект и цель научной работы. Исследование вибрации обтекаемой «скользящим» потоком пластины с одиночным отверстием, имеющим один и тот же размер вдоль потока и неодинаковый размер поперек потока. Материалы и методы. Измерения спектров вибрации пластины при последовательно увеличиваемой ширине отверстия. Основные результаты. Определены условия возникновения интенсивных максимумов вибрации (автоколебаний) обтекаемой пластины с отверстием разной ширины. Заключение. Установлено, что расширение отверстия приводит к появлению в спектре вибрации пластины дополнительных интенсивных максимумов, в том числе на частотах, отличающихся от частот Струхаля.

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Петров А.А., Савенко В.В. «Снижение вибраций и звукоизлучения корпусной пластины резонансным пластинчатым вибропоглотителем» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 220-230 (2019)

Объект и цель научной работы. Исследование эффективности снижения вибраций и звукоизлучения корпусной пластины посредством закрепленного на ней резонансного пластинчатого вибропоглотителя (РПВ). Материалы и методы. Расчетные оценки частот и форм колебаний пластинки РПВ двух типов: со свободными кромками и с жестким креплением в геометрическом центре пластинки к корпусной пластине. Измерения спектров вибрации и звукоизлучения макета корпусной пластины при отсутствии и наличии закрепленного на ней РПВ одного из двух типов. Эффективность вибропоглотителей определена по разнице соответствующих уровней вибрации и звукоизлучения корпусной пластины. Основные результаты. Установка РПВ второго типа с точечным креплением к корпусной пластине с выбранными согласно расчетам размерами приводит к значительному, в сравнении со случаем контакта с ней всей поверхности пластинки РПВ первого типа, уменьшению уровней низшего резонансного максимума в спектре вибрации и звукоизлучения корпусной пластины. Настройка низшей собственной частоты изгибных колебаний РПВ на частоту указанного максимума существенно повышает его эффективность по сравнению с ненастроенным РПВ. Заключение. Показана возможность существенного уменьшения уровней вибрации и звукоизлучения корпусной пластины посредством закрепленного на ней РПВ с жестким креплением в геометрическом центре пластинки РПВ.

Топчиева А.П., Павлюченков Я.Н., Акимкин В.В., Кирсанова М.С. «Моделирование инфракрасных спектров областей HII» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 15-20 (2019)

Массивные звезды формируют возле себя области ионизованного (HII) водорода. Расширяясь со временем, области HII оказывают существенное влияние на межзвездную среду. Важную информацию о структуре этих объектов несут наблюдения в инфракрасном (ИК) диапазоне, однако интерпретация ИК спектров областей HII остается сложной задачей, что связано с богатством физических процессов, ответственных за формирование ИК спектра. В данной работе исследована зависимость ИК спектра излучения рассматриваемого объема области HII от его расстояния до звезды и от содержания полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в общей массе пыли. Представлены также результаты моделирования ИК излучения на основе нашей химико-динамической модели области HII.

Николаев А.Л., Мазина С.Е., Гопин А.В., Саранцев А.В., Кирюхин О.В., Петров В.Г. «Разработка подходов к созданию методологии комбинированного применения ультразвука и ионизирующего излучения в медицине» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 50-51 (2019). 106 с.

Основным направлением в медицине в последнее время является создание и развитие схем комбинированной терапии. Этот подход особенно популярен в терапии онкологических заболеваний. При этом схемы терапии включают различные физические воздействия, в частности ультразвук и ионизирующее излучение. В сонодинамической терапии используется ультразвук средней интенсивности (до 5 Вт/см2) в сочетании с соносенсибилизаторами – веществами, локально усиливающими действие ультразвука. Сонодинамическая терапия постепенно входит в медицинскую практику, гамма–терапия давно и успешно применяется в лечении злокачественных опухолей. Таким образом, оба метода по отдельности широко применяются в медицине. Однако, в настоящее время физико-химическая и биофизическая база их комбинированного применения отсутствует. Не существует и подходов к разработке методологии исследования их сочетанного действия. Вместе с тем, результатом применения комбинации ультразвука с ионизирующим излучением, кроме аддитивного эффекта может явиться и супераддитивный. Такое предположение основывается на отличии факторов, разрушающих опухоль при радиационном и ультразвуковом воздействии. Целью работы являлось исследование эффектов комбинированного действия ультразвука и гамма излучения на объекты разного уровня структурной сложности (молекула, биомолекула, клетка). Для исследования были выбраны: октанатриевая соль окта-4,5-карбоксифталоцианина кобальта III (терафтал), фермент – щелочная фосфатаза и бактерии Lactobacillus casei. В работе использовали ультразвук с частотой 0,88 МГц, интенсивностью 2 Вт/см² и гамма излучение (¹³⁷Cs,) с мощностью дозы 2,3 Гр/мин. В результате исследования выявлено наличие супераддитивного эффекта изменения структурно зависимых параметров у фермента щелочной фосфатазы и бактерий Lactobacillus casei. Установлено, что величина эффекта зависит от структурной сложности объекта, порядка воздействия, величин поглощённых доз и наличия сенсибилизатора. Показано, что для клеток значимым параметром, определяющим их устойчивость к комбинированному воздействию, является размер. Полученные результаты указывают на перспективность развития исследований комбинированного действия ультразвука и ионизирующего излучения для решения ряда задач медицины.

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.

Кислицын А.А., Орлов Ю.Н. «Моделирование эволюции выборочных распределений случайных величин с помощью уравнения Лиувилля» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 111-128 (2020)

Рассматривается разностная аппроксимация одномерного уравнения Лиувилля для моделирования эволюции выборочной плотности распределения нестационарного временного ряда, оцениваемой по гистограмме. Показано, что изменение выборочной плотности распределения на некотором промежутке времени может быть численно описано как решение уравнения Лиувилля, если начальная плотность распределения строго положительна во внутренних классовых интервалах. Построен алгоритм определения соответствующей скорости и показан ее механико-статистический смысл как полугруппы, эквивалентной по Чернову средней полугруппе, генерирующей эволюцию функции распределения.

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.

Пудовкин А.А., Кешков Д.И., Китанов М.Ю., Кузнецов Г.Н., Кутаков С.И., Майзель А.Б., Смагин Д.А., Сухарцов А.А. «Поглощение шума при его активном гашении в воздуховоде» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 100-101 (2019). 106 с.

Подавление широкополосных шумов и вибраций является одной из актуальных акустических задач. Наиболее сложная задача – ослабление низкочастотных сигналов, особенно в широкой полосе. Рекомендуется на низких частотах из-за недостаточной эффективности пассивных поглотителей использовать активные методы и технические средства. В работе решается эта задача применительно к воздуховоду, в котором распространяются широкополосные сигналы.

Назаров В.Е., Кияшко С.Б. «Стационарные и самоподобные волны в стержне с разномодульной нелинейностью, диссипацией и дисперсией» Журнал технической физики, 90, № 1, с. 11-17 (2020)

Исследовано распространение продольных упругих волн в стержне с разномодульной нелинейностью, линейной диссипацией и геометрической дисперсией фазовой скорости. Получены аналитические и численные решения для профилей стационарных волн и самоподобных периодических волн и импульсных возмущений, распространяющихся в таком стержне без изменения формы; проведен их графический анализ. Ключевые слова: разномодульная нелинейность, диссипация, дисперсия, упругие волны.

Антипушин Ю.М., Клименкова О.И. «Системы охлаждения – как источники шумового воздействия. Мероприятия по снижению шума» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 105 (2019). 106 с.

В последнее время для создания микроклимата в помещениях в летнее время стали широко применяться системы охлаждения. Наиболее мощные, к которым относятся чиллеры и драйкулеры, часто являются источниками повышенного шума как на прилегающих нормируемых территориях, так и в помещениях окружающих зданий. В данной работе авторы постарались разработать обобщенный метод расчетов мероприятий по снижению шума от систем охлаждения в помощь организациям, которые занимаются разработкой проектов по охране окружающей среды и проектов санитарно-защитных зон. Ключевые слова: звуковая мощность, звуковое давление, допустимые уровни шума, обесшумливающие мероприятия, экраны.

Андреева И.Г., Клишова Е.А., Гвоздева А.П., Голованова Л.Е. «Метод оценки временных показателей пространственного слуха при сенсоневральной тугоухости 2-3 степени» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 59-60 (2019). 106 с.

При пресбиакузисе наряду с повышением порогов слуха на высоких частотах изменяется кодирование надпороговых сигналов, в результате может нарушаться не только работа высокочастотного бинаурального механизма пространственного слуха, но и монаурального механизма оценки изменений громкости. Таким образом, оба механизма, используемые слуховой системой для оценки расстояния до источника звука при пресбиакузисе, должны функционировать иначе, чем в норме. В работе описан метод оценки временных характеристик пространственного слуха и представлены результаты его применения на примере группы из 25 пациентов в возрасте 63–83 лет с сенсоневральной тугоухостью (потеря слуха 41–62 дБ). Исследование было проведено методом постоянных рядов с применением моделирования движения звуковых источников в условиях помещения с малым временем реверберации. Для реализации методики была выполнена оценка акустических характеристик помещения и проведена их коррекция. С применением пары динамиков создавали приближающиеся и удаляющиеся звуковые образы разной длительности в диапазоне частот 0.2–8 кГц. Исследование выполняли в два этапа: предварительный и основной. На предварительном этапе пациенту разъясняли задачу и оценивали его способность определять направление движения длительных звуковых сигналов (приближение или удаление). В случае успешного выполнения задания на втором этапе оценивали временные показатели слухового восприятия. Пациентов разделили на две группы. В анамнезе у первой группы отсутствовали острые нарушения мозгового кровообращения, черепно-мозговые травмы и острый инфаркт миокарда, пороги по длительности составили 300–800 мс, тогда как в норме порог был равен 150 мс. У пациентов второй группы в анамнезе было выявлено одно из вышеперечисленных заболеваний. В этой группе пороги оказались существенно больше по величине или не могли быть измерены. Таким образом, пациентам с сенсоневральной тугоухостью требовалось больше времени для правильной оценки направления движения звуковых образов, чем испытуемым с нормальным слухом. Нарушения восприятия могли быть обусловлены суммарным эффектом изменения надпорогового кодирования звуковых сигналов и снижения порогов слуха, которое приводит к выключению высокочастотного бинаурального механизма. Для второй группы значительное снижение способности оценивать направление движения могло быть обусловлено вовлечением в патологический процесс центральных отделов слуховой системы. Ключевые слова: сенсоневральная тугоухость, пространственный слух, слуховое восприятие движения, оценка расстояния

Брысев А.П., Клопотов Р.В., Макалкин Д.И. «Наблюдение особенностей деструктивного воздействия мощного сфокусированного ультразвукового пучка мегагерцового диапазона на гипсовый фантом почечного камня» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 80-81 (2019). 106 с.

Ппредставлены результаты наблюдений деструктивного воздействия мощных сфокусированных ультразвуковых импульсов на гипсовые фантомы почечных камней. Описывается экспериментальная установка, позволяющая при несущей частоте ультразвуковых импульсов 1.8 МГц получать в воде экстремально большие значения пиковых перепадов акустического давления в фокусе, доходящие до 50 МПа. С этой целью в качестве оконечного в тракте возбуждения излучающей пьезопластины использовался усилитель OM3500HF фирмы OM-POWER с выходной мощностью 3.5 кВт. Параметры поля сфокусированного ультразвукового пучка измерялись широкополосным (до 30 МГц) звукопрозрачным мембранным PVDF-гидрофоном GEC Marconi с диаметром пьезоактивной зоны 0.5 мм. Гидрофон перемещался с помощью позиционирующей системы Velmex Bislide, управляемой с помощью компьютерной программы, написанной в среде LabView. Приводятся результаты измерений основных акустических параметров гипсовых образцов, которые были подготовлены для проведения экспериментов из сухой смеси фирмы "БОЛАРС". Обращается внимание на качественное отличие характера деструкции гипсовых фантомов импульсами сфокусированных ультразвуковых пучков с несущей частотой до 1 МГц и более 1 МГц. Во втором случае, как показывают визуальные наблюдения, фото и видеорегистрация, разрушения образца, как целого, не происходит, а имеет место хорошо локализованная деструкция его поверхности. Последняя обусловлена ультразвуковой абляцией в жидкость материала твердотельного образца с образованием углубления, которое при достаточно длительном воздействии может преобразоваться в отверстие. Обсуждается такая важная особенность ультразвуковой абляции, впервые обнаруженная в ходе данных экспериментов, как образование наночастиц. На основе измерений распределения числа абляционных частиц по размерам и массам, выполненным на лазерном анализаторе частиц Shimadzu SALD-7500, установлено, что в результате ультразвуковой абляции среди прочих образуются частицы нанометровых размеров. Подавляющее число таких частиц имеет размеры, значения которых находятся в интервале от 20 до 60 нм с максимумом при 35 нм. Ключевые слова: ультразвук мегагерцового диапазона, ультразвуковая абляция, наночастицы

Клочков Б.Н. «Акустические исследования биососудов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 50 (2019). 106 с.

Представлен волновой подход к проблеме динамической биомеханики сосудов с протекающей по ним биожидкостью. Рассмотренная распределенная модель крупного упругого сосуда, учитывающая как осесимметричные, так и неосесимметричные деформации, наличие продольного натяжения стенки сосуда, позволяет получить дисперсионные характеристики, выражение для частоты колебаний. получено выражение для критической скорости потока U_сr, выше которой становится неустойчивой та или иная угловая мода сосуда. Также получена критическая скорость потока U_сr0<U_сr, при которой появляются статические моды структурирования сосуда. Кроме этого проведено обобщение формулы для скорости пульса. Проведенные для крупных кровеносных сосудов оценки показывают возможность возникновения в них как статического и квазистатического режима, так и режима колебаний. Критические скорости могут достигаться для вен в обычных условиях, а для артерий – при функциональных или диагностических сдавливаниях, при патологии, в частности, характеризующейся значительно большей, чем в обычных условиях, скоростью течения крови, либо меньшей упругостью сосуда. В нормальных условиях скорость крови в крупных артериях может достигать 1.5–2.9 м/с. Максимальная скорость крови в крупных венах может составлять 0.5 м/с. Известен достаточно широкий диапазон частот колебаний в системе сосуд–жидкость 25–500 Гц. Анализ значений модуля упругости E показывает, что существует их значительный разброс E≅10²–1.2·10⁶ Н/м². Характерные значения радиуса R0 для рассматриваемых сосудов лежат в пределах (0.1–1.2)·10^–2 м. критические скорости существенно падают с уменьшением относительной толщины сосуда q, минимальные значения составляют q≅0.02–0.04, хотя q может быть и существенно большим (0.2). измеренная скорость распространения пульсовой волны составляет 4–14 м/с для крупных артериальных сосудов и 1–2 м/с для крупных венозных сосудов. Сделанные оценки при помощи полученных формул и выражений показывают правдоподобность результатов для венозных и артериальных сосудов в норме и при ряде патологий. Живые ткани характеризуются механохимическими параметрами, которые могут значительно меняться функционально или, тем более, квазипатологически, тем самым могут реализовываться различные динамические и статические режимы. Заметим, что в живом организме может происходить прорастание ткани (прорастающие деформации), и этот более медленный процесс может взаимодействовать с динамикой системы сосуд–жидкость, «закреплять» статическую извитость. Когда сосуды прямые и чистые, то это хорошо с точки зрения кровоснабжения, а любой изгиб, гофрированность сосуда может привести к дальнейшим нарушениям гидродинамики и прочим патологическим процессам. Ключевые слова: упругий биососуд, течение биожидкости, характерные критические скорости, неустойчивость, дисперсионные характеристики, структуры, пульс

Клочкова В.Г., Ченцов Е.Л., Панчук В.Е. «О протяженной атмосфере гипергиганта V509 Cas в 1996–2018 гг.» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 45-59 (2019)

На основе данных спектрального мониторинга желтого гипергиганта V509 Cas, выполненного в 1996–2018 гг. на 6-м телескопе со спектральным разрешением R≥60 000, детально изучено кинематическое состояние на различных уровнях протяженной атмосферы. Признаки присутствия компаньона не обнаружены. Совпадение скоростей по разрешенным и запрещенным эмиссиям ионов металлов, а также их строгое постоянство во времени привели к выбору системной скорости звезды: V_sys=–63 км с^–1. Положение запрещенных эмиссий [N II], формирующихся в околозвездной среде, строго стабильно и систематически смещено на –6 км с^–1 относительно эмиссий ионов металлов. Сделан вывод об изменении после наблюдений в 1996 г. полуширин и интенсивностей эмиссий [N II] (линии стали уже и интенсивнее), а в последующие 22 года наблюдений эти параметры не изменялись. Скорости по коротковолновым компонентам абсорбций Fe II (42) находятся в узком интервале: V_r=[–84; –87] км с^–1, что свидетельствует о стабильности расширения верхних слоев атмосферы. Стабильна в целом атмосфера гипергиганта, исключая близкие к фотосфере слои. Переменность скорости в диапазоне V_r=[–52; –71] км с^–1, выявленная по положениям ядер сильных абсорбций ионов металлов, может быть проявлением пульсаций в глубоких атмосферных слоях, где идет формирование этого типа линий.

Клочкова В.Г. «Спектроскопия сверхгигантов с избытками ИК-излучения: результаты 1998–2018 гг.» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 151-172 (2019)

Кратко суммированы результаты, полученные в ходе второго этапа (1998–2018 гг.) выполнения на 6-м телескопе БТА программы детальной спектроскопии пекулярных сверхгигантов, отождествляемых с галактическими ИК-источниками. Основным аспектом программы является поиск эволюционных изменений химического состава звезд, прошедших стадию AGB и третье перемешивание, а также анализ спектральных проявлений кинематических процессов в их протяженных, зачастую нестабильных, атмосферах и в оболочках. Наиболее значительным результатом является обнаружение избытков элементов s-процесса у семи одиночных post-AGB-звезд, что эмпирически подтверждает теорию эволюции звезд данного типа. У трех из этих звезд впервые обнаружен вынос тяжелых металлов s-процесса в околозвездные оболочки. Избытки лития обнаружены в атмосферах пекулярных сверхгигантов V2324 Cyg и V4334 Sgr. Результаты исследования кинематики атмосфер и оболочек послужат уточнению баланса вещества, производимого звездами на стадиях AGB и post-AGB и поставляемого в межзвездную среду (ISM)

Клочкова В.Г., Таволжанская Н.С. «Оптический спектр удаленной OH/IR-звезды V1648 Aql (IRAS 19386+0155)» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 297-307 (2019)

На 6-м телескопе БТА со спектральным разрешением R≥60 000 получен оптический спектр звезды V1648 Aql (IRAS 19386+0155). По многочисленным абсорбциям металлов измерена гелиоцентрическая лучевая скорость: V_r=10.18±0.05 км с^–1 (V_LSR=18.1 км с^–1). На профиле D-линий Na I выделены атмосферный, околозвездный и межзвездный компоненты: V_r=9.2, –3.4 и –12.8 км с^–1 соответственно. Усредненная по набору из 20 отождествленных в спектре DIBs скорость, V_r=–12.5±0.2 км с^–1, совпадает со скоростью по межзвездному компоненту Na I. В спектре зафиксированы слабые эмиссии с интенсивностью около 10% от уровня местного континуума, отождествленные с низковозбужденными линиями атомов металлов. Их среднее положение, V_r=8.44±0.28 км с^–1, указывает на наличие слабого градиента скорости в верхних слоях атмосферы звезды. На основании спектральных данных сделаны оценка светимости звезды M_V≈–5^m и нижняя оценка расстояния d≥1.8 кпк с учетом межзвездного и околозвездного покраснения. Методом моделей атмосфер определены значения фундаментальных параметров и содержания 19 химических элементов в атмосфере, подтверждающие для V1648 Aql статус post-AGB-звезды.

Клочкова В.Г. «Единство и разнообразие семейства желтых гипергигантов» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 510-525 (2019)

Обобщены результаты многолетнего спектрального мониторинга с разрешением R≥60 000 желтых гипергигантов (YHGs) северной полусферы. В спектрах этих F–G звезд предельной светимости, компактно расположенных в верхней части диаграммы Герцшпрунга–Рессела, найдено разнообразие спектральных особенностей: различные типы профиля Hα, наличие (или отсутствие) запрещенных и разрешенных эмиссий, а также оболочечных компонентов. Изучена переменность спектральных деталей различной природы. Определены абсолютная светимость, скорость расширения околозвездных оболочек, амплитуда пульсаций. Подтверждена достоверность статуса YHG для V1427 Aql; зафиксированы проявления значительной динамической нестабильности верхних слоев атмосферы ρ Cas после выброса 2017 г. и расслоение ее газовой оболочки; доказано отсутствие компаньона в системе гипергиганта V509 Cas; сделан вывод о приближении гипергиганта V1302 Aql к низкотемпературной границе Желтого Войда.

Панчук В.Е., Клочкова В.Г., Юшкин М.В., Сачков М.Е., Марченко Д.В. «Эффективность спектроскопических наблюдений звезд. I. Параметры спектральных линий» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 122-131 (2019)

С использованием опыта работ на БТА, рассматривается влияние различных характеристик (время экспозиции, спектральное разрешение, шумы приемника) на результативность спектроскопических наблюдений звезд. Показано, что для увеличения точности определения астрофизических параметров наиболее экономичным является не увеличение времени экспозиции, а увеличение спектрального разрешения.

Панчук В.Е., Клочкова В.Г., Юшкин М.В., Сачков М.Е., Кулагин Е.С., Марченко Д.В. «Эффективность спектроскопических наблюдений звезд. ii.Профили и смещения линий. некоторые технические решения» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 132-139 (2019)

Рассматривается проблема экономичных измерений профилей линий и доплеровских смещений. Обсуждаются различные пути повышения эффективности спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения.

Круковский А.Ю., Гасилов В.А., Повещенко Ю.А., Шарова Ю.С., Клочкова Л.В. «Реализация полностью консервативной лагранжево-эйлеровой схемы для двумерных задач магнитной газодинамики» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 50-70 (2020)

Рассматривается алгоритм численного решения уравнений магнитной газодинамики (МГД), аппроксимированных полностью консервативной лагранжево-эйлеровой разностной схемой. Полная система уравнений динамики высокотемпературной среды решается с учетом кондуктивного (электронного, ионного) и лучистого переноса тепла. Этап расчета, относящийся к вычислениям на лагранжевой подвижной сетке, реализуется на основе неявных аппроксимаций. Соответствующие разностные уравнения решаются итерационным методом с последовательным учетом физических процессов. Получены оценки сходимости для различных комбинаций разностных уравнений, сгруппированных соответственно физическим процессам. Справедливость полученных оценок подтверждена в вычислительных экспериментах с модельными и прикладными задачами.

Рыхлова Л.В., Клюйков А.А. «Космическая геодезия: от первого ИСЗ до современных космических технологий» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 110-115 (2019)

С запуском первого ИСЗ началась принципиально новая эра в изучении фигуры и гравитационного поля Земли. В статье отражены основные этапы развития методов космической геодезии при определении фигуры и гравитационного поля Земли, а также использование этих методов для решения задач геофизики, геодинамики, океанологии и других наук о Земле.

Клюйков А.А. «Определение компонентов тензора гравитационного потенциала уровня 1b» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 325-329 (2019)

Представлена математическая модель и алгоритм определения компонентов тензора гравитационного потенциала уровня 1b, на основе которых была разработана программа на алгоритмическом языке ФОРТРАН. Результаты экспериментальных вычислений по программе совпали с данными, приведенными в файле данных проекта GOCE.

Клячин Б.И. «Рассеяние и отражение плоской волны от системы шероховатых слоев» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 15-16 (2019). 106 с.

Рассматривается слоистая среда с шероховатыми границами между жидкими параллельными слоями (внутри отдельного слоя акустические параметры не меняются). Из однородного полупространства на эту систему слоев падает плоская звуковая волна. Задача решается в два этапа. На первом этапе вычисляется когерентное звуковое поле, возникающее при многократном отражении и преломлении на системе слоев. На втором этапе вычисляется некогерентное поле, возникающее при многократном рассеянии на шероховатостях. Это некогерентное поле, естественно, так же испытывает многократное отражение и преломление на границах слоев. На обоих этапах используется метод самосогласованного поля, который основан на однородности поля в направлении вдоль системы параллельных слоев. Первый этап – вычисление когерентного поля – хорошо изучен. Второй этап – вычисление некогерентного поля – оригинален. Здесь (на втором этапе) используется теория переноса излучения. Применение этой теории приводит к выводу системы интегральных уравнений для лучевой интенсивности некогерентного поля. (Лучевая интенсивность – плотность потока мощности звукового поля на единичную площадку и в единичный телесный угол.). В рамках простых предположений о шероховатостях между слоями получается решение задачи. Вычисляется отраженное, преломленное и рассеянное поле всей системой слоев. Анализируется так же и поле внутри слоев. Когерентное поле остается когерентным в результате отражений и преломлений (в том числе и многократных). Когерентное поле переходит в некогерентное в результате рассеяния (даже однократного). Некогерентное поле всегда остается некогерентным. Ключевые слова: многократное отражение, преломление, рассеяние звука; теория переноса излучения; когерентное и некогерентное поле

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.

Князев А.Ю., Усенко И.А., Ковтюх В.В., Бердников Л.Н. «Проект MAGIC. I. Спектроскопия высокого разрешения на телескопе SALT и цефеида RS Nor как тестовый объект» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 224-237 (2019)

Приведено краткое описание большого наблюдательного проекта MAGIC, направленного на массовые спектральные исследования звезд различных подсистем нашей Галактики. Проект выполнен на Южном Африканском Большом Телескопе (SALT) при эффективном использовании его возможностей, астроклимата и спектральной аппаратуры. Подробно рассмотрены вопросы спектроскопии высокого разрешения при исследовании химического состава цефеид Галактики. Наблюдения этих объектов с помощью эшелле-спектрографа HRS телескопа SALT были начаты в 2016 г. и в настоящее время их количество превышает сотню. Спектры получены в режиме среднего разрешения (R∼36 500–39 000) с высоким отношением сигнал/шум (S/N∼50–220). Для обработки полученных спектральных изображений использован пакет, созданный авторами на основе стандартной системы MIDAS. Приводится описание стандартных шагов обработки. В качестве тестового объекта взята классическая цефеида RS Nor. По данным спектральных наблюдений авторы определили параметры атмосферы и содержания для 31 химического элемента (36 нейтральных атомов и ионов), линии поглощения которых наблюдаются в спектре RS Nor. Все расчеты сделаны двумя разными методами. Показано, что эшелле-спектры, полученные в режиме среднего разрешения (MR) спектрографа HRS, позволяют изучать химический состав цефеид с хорошими точностями, а результаты в пределах ошибок совпадают с результатами других работ.

Малков О.Ю., Князев А.Ю., Катков И.Ю. «Соотношение масса-светимость быстро и медленно вращающихся звезд» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 257-263 (2019)

При сравнении радиусов компонентов затменных/спектроскопических двойных и одиночных звезд были обнаружены значительные расхождения для звезд спектральных классов B0V-G0V. Эта разница может объясняться синхронизацией и связанным с ней замедлением вращения таких компонентов в тесных системах. Предполагается, что компоненты долгопериодических затменных систем не синхронизованы с орбитальным вращением и, следовательно, вращаются быстро и эволюционируют подобно одиночным звездам. Данные только об этом типе двойных могут использоваться для построения соотношения масса-светимость для диапазона умеренных масс. Мы представляем здесь предварительные результаты пилотных спектроскопических наблюдений десятка таких систем, начатых на SALT/HRS с целью построить для них кривые лучевых скоростей и определить параметры компонентов. Это позволит сконструировать корректное, применимое к одиночным звездам, соотношение масса-светимость и пересмотреть вид начальной функции масс на диапазоне M/M⊙>2.7.

Сотникова Ю.В., Ковалев Ю.А., Эркенов А.К. «Метод синхронной калибровки РАТАН-600 с использованием двух его секторов» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 535-543 (2019)

Предлагается метод «самокалибровки» двух секторов радиотелескопа РАТАН-600 на основе синхронных измерений сильных внегалактических источников, в том числе переменных. Метод дает тонкие поправки к штатной калибровке на каждом из секторов. Он основан на том, что идеальные синхронные независимые измерения одних и тех же объектов должны давать одинаковые результаты. Отличия от единицы результата аппроксимации отношения потоков, синхронно измеренных на двух секторах для подвыборки сильных источников, рассматриваются как систематические погрешности калибровки, используются для расчета поправок, исключающих эти погрешности, и применяются к измерениям всех объектов выборки в данном цикле наблюдений. Метод апробирован на двух секторах РАТАН-600 в меридианных многочастотных измерениях и может применяться и для независимых пар любых близко расположенных антенн. Тогда аналогом сектора РАТАН-600 является отдельный телескоп. Для далеко разнесенных антенн будет вноситься дополнительная погрешность из-за разного влияния атмосферы и высоты объектов при синхронных наблюдениях.

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.

Марсаков В.А., Коваль В.В., Гожа М.Л. «Шаровые звездные скопления в Галактике: химический состав vs кинематика» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 431-453 (2019)

Выполнен комплексный статистический анализ связей между химическими и пространственно кинематическими параметрами шаровых звездных скоплений Галактики. Данные авторского компилятивного каталога содержат астрофизические параметры для 157 скоплений и относительные содержания α-элементов для 69 скоплений. Для 121 скопления данные дополнены пространственно кинематическими параметрами, взятыми из литературных источников. Обсуждается феномен покраснения горизонтальных ветвей малометалличных аккрецированных шаровых скоплений. Рассматривается противоречие между критериями принадлежности скоплений к подсистемам толстого диска и гало по химическим и кинематическим свойствам. Заключается оно в том, что, независимо от принадлежности к галактическим подсистемам по кинематике, почти все металличные ([Fe/H]>–1.0) скопления располагаются близко к центру и плоскости Галактики, тогда как среди менее металличных из обеих подсистем много далеких. Различия в содержаниях α-элементов у звездных объектов Галактики и окружающих ее маломассивных карликовых галактик-спутников подтверждают известное заключение о том, что все шаровые скопления и звезды поля аккрецированного гало являются остатками галактик более высокой массы, чем нынешнее окружение Галактики. Возможным исключением является далекое малометалличное скопление с низкими относительными содержаниями α-элементов Rup 106.

Горбунов М.Е., Коваль О.А., Мамонтов А.Е. «Метод сферических фазовых экранов для моделирования расходящихся волновых пучков в неоднородных средах» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 56, № 1, с. 66-75 (2020)

Метод фазовых экранов широко применяется для моделирования распространения волн в неоднородных средах. Чаще всего применяется метод плоских фазовых экранов. Однако для моделирования 2-мерной задачи радиозатменного зондирования атмосферы ранее был разработан метод цилиндрических фазовых экранов. В данной работе мы строим дальнейшее обобщение этого метода для 3-мерной задачи и предлагаем метод сферических фазовых экранов. В малоугловом приближении мы получаем формулу для вакуумного пропагатора, описывающего распространение волны с экрана на экран. Мы получаем также выражение для спектра флуктуаций фазового набега в тонком сферическом слое изотропной случайной среды. Мы описываем численную реализацию метода и приводим результаты численного моделирования распространения расходящегося лазерного пучка на атмосферной трассе длиной 25 км.

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.

Князев А.Ю., Усенко И.А., Ковтюх В.В., Бердников Л.Н. «Проект MAGIC. I. Спектроскопия высокого разрешения на телескопе SALT и цефеида RS Nor как тестовый объект» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 224-237 (2019)

Приведено краткое описание большого наблюдательного проекта MAGIC, направленного на массовые спектральные исследования звезд различных подсистем нашей Галактики. Проект выполнен на Южном Африканском Большом Телескопе (SALT) при эффективном использовании его возможностей, астроклимата и спектральной аппаратуры. Подробно рассмотрены вопросы спектроскопии высокого разрешения при исследовании химического состава цефеид Галактики. Наблюдения этих объектов с помощью эшелле-спектрографа HRS телескопа SALT были начаты в 2016 г. и в настоящее время их количество превышает сотню. Спектры получены в режиме среднего разрешения (R∼36 500–39 000) с высоким отношением сигнал/шум (S/N∼50–220). Для обработки полученных спектральных изображений использован пакет, созданный авторами на основе стандартной системы MIDAS. Приводится описание стандартных шагов обработки. В качестве тестового объекта взята классическая цефеида RS Nor. По данным спектральных наблюдений авторы определили параметры атмосферы и содержания для 31 химического элемента (36 нейтральных атомов и ионов), линии поглощения которых наблюдаются в спектре RS Nor. Все расчеты сделаны двумя разными методами. Показано, что эшелле-спектры, полученные в режиме среднего разрешения (MR) спектрографа HRS, позволяют изучать химический состав цефеид с хорошими точностями, а результаты в пределах ошибок совпадают с результатами других работ.

Ялозо А.В., Козелков А.С., Куркин А.А., Курулин В.В., Матерова И.Л., Уткин Д.А «Методика связанного моделирования одномерных и трехмерных задач вычислительной гидродинамики» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 3-20 (2019)

Представлена методика связанного 1D–3D моделирования задач вычислительной гидродинамики. Методика основана на одновременном расчете трехмерных и одномерных областей и организации связи между двумя частями задачи посредствам передачи граничных условий. Область в трехмерном приближении моделируется на основе решения уравнений Навье–Стокса. Расчет одномерных областей основан на использовании основных законов сохранения и эмпирических характеристик элементов. Корректность предложенных решений проверяется на нескольких задачах. По всем задачам проводится сравнение полученных результатов с имеющимися аналитическими решениями либо экспериментальными данными.

Козлов В.В., Грек Г.Р., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Тамбовцев А.С., Шмаков А.Г. «Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 53-63 (2019)

ннотация Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения. Обнаружено, что горение коаксиальной (спутной) струи водорода с ростом скорости ее истечения сопровождается всеми сценариями, наблюдаемые при исследовании диффузионного горения круглой и плоской микроструй водорода. Однако область «перетяжки» пламени претерпевает значительные геометрические деформации из-за специфики пламени коаксиальной струи. Показано, что область перетяжки пламени трансформируется от Y-образной к сферической форме в процессе роста скорости истечения коаксиальной струи. Установлено, что взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной струей водорода при ее горении сопровождается целым рядом новых явлений: наличием конусообразной области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; наличием мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующем пламени; отсутствием горения водорода, истекающего из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; прорывом пламени из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла, что приводит к поджиганию водорода вниз по потоку, его интенсивному горению и резкому акустическому шуму; наличием турбулентного пламени, его отрыва от среза сопла и выхода на сверхзвуковое горение результирующей струи.

Шмаков А.Г., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А. «Изучение пределов устойчивого горения диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла, при введении в водород или воздух инертных и реагирующих газов» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 64-75 (2019)

Экспериментально изучено влияние добавок инертных (He, N2, Ar, CO₂) и реагирующих (СН₄, O₂, CF₃Br, (CH₃O)₃PO) газов в поток водорода или в окружающий воздух на условия отрыва диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла. С помощью теневого метода измерена критическая скорость потока водорода, при которой происходит отрыв пламени микроструи водорода от сопла при введении исследуемых газов как в воздух, так и в водород. Установлено, что добавка всех исследуемых газов в поток водорода приводит к уменьшению диапазона скорости микроструи, при которой возможна стабилизация пламени, вне зависимости от того, являются вводимые в водород газы инертными или реагирующими. Показано, что в случае добавки исследуемых газов в поток водорода основным фактором, определяющим критическую скорость отрыва пламени от микросопла, является средний молекулярный вес газовой смеси H₂ с добавками. В случае введения исследуемых газов в окружающий диффузионное пламя воздух критическая скорость отрыва определяется их способностью воздействовать на химические реакции окисления водорода (ингибирующей способностью), а также снижением концентрации кислорода за счет разбавления воздуха вводимой добавкой. Полученные данные представляют интерес для водородной энергетики с точки зрения определения пределов устойчивого горения микроструи водорода, а также определения минимальных флегматизирующих концентраций добавок ингибиторов и пламегасителей в воздухе, предотвращающих воспламенение и горение водорода при его утечке в случае нештатной ситуации.

Тамбовцев А.С., Грек Г.Р., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г. «Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 39-52 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения. Показано, что взаимодействие круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении приводит к возникновению череды мелко- и крупномасштабных и, наоборот, крупно- и мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующей струе с ростом и падением скорости ее истечения соответственно. Установлено, что результат взаимодействия круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении не зависит от геометрических параметров выходных отверстий круглого и коаксиального сопел.

Шалимов С., Козловский А. «О режимах диффузионного расплывания ионизованных метеорных следов» Физика плазмы, 45, № 10, с. 922-926 (2019)

Зондирование нижней ионосферы на высотах около 100 км в специальном режиме позволяет обнаружить радиоотражения от достаточно плотных (линейная плотность 10¹⁴–10¹⁶ м^–1) ионизованных метеорных следов с характерным временем жизни от десятков секунд до десятков минут. В течение первых 250 с радиоотражения от ионизованных следов с линейной плотностью (2–3)·10¹⁵ м^–1 демонстрируют степенную зависимость частоты отраженного радиосигнала от времени , где γ=0.5 (режим классической диффузии), тогда как менее плотные следы распадаются медленнее (γ<0.5, режим субдиффузии), а более плотные – быстрее (γ>0.5, режим супердиффузии). Показано, что различные режимы диффузионного расплывания метеорных следов могут быть обусловлены сильно неоднородной средой и размером ионизованных следов, возникающих при разрушении метеороидов.

Козырева В.С., Кусакин А.В., Крайни Т., Богомазов А.И. «Фотометрические исследования 21 затменной двойной с эксцентричной орбитой» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 454-461 (2019)

Описывается постановка задачи поиска апсидального движения в 21 затменной двойной звезде. Приводится оценка возможности его определения в изучаемых системах в ближайшие годы, а также результаты наблюдений за 2009–2018 годы, в ходе которых были получены моменты минимумов кривых блеска данных звезд. Точность определения орбитальных периодов изучаемых двойных повышена в 10–100 раз по сравнению с имевшимися ранее данными. Для двух систем определены фотометрические элементы. В

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Определение упругих свойств сверхпроводящей керамики YBa₂Cu₃O_7-x методами акустической диагностики» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с.

Образцы высокотемпературной сверхпроводящей (ВТСП) керамики YBa₂Cu₃O_7-x для экспериментальных исследований были приготовлены в НИЦ «Курчатовский институт». Аналогичная керамика используется в различных технических устройствах. В интервале температур от 78 до 300 Кельвина экспериментально исследованы линейные и нелинейные упругие свойства ВТСП-керамики YBa₂Cu₃O_7-x. Линейные упругие свойства керамики исследовались путем измерения импульсным методом скорости продольных и сдвиговых волн, а нелинейные свойства этих материалов исследовались спектральным методом по эффективности генерации второй упругой гармоники. Были измерены температурные зависимости амплитуд первой и второй гармоник продольной и сдвиговых волн, а также температурные зависимости скоростей этих волн. При температуре порядка 91 К в исследованном образце ВТСП-керамики было обнаружено аномальное поведение линейных и нелинейных упругих характеристик образца, которое связывается с переходом в сверхпроводящее состояние. На фоне монотонного роста с понижением температуры у скорости как продольных, так и сдвиговых волн обнаружено аномальное поведение при температуре порядка 91 К. В случае продольных волн при этой температуре отмечено изменение угла наклона зависимости скорости от температуры, что соответствует аномалии как относительного изменения скорости, так и ее производной по температуре. Скачок относительного изменения скорости продольных волн в области перехода составил –0.0001, а скачок производной относительного изменения скорости волны по температуре 0.0002. Для сдвиговой скорости скачка скорости в области перехода не наблюдалось, а величина скачка производной составила также 0.0002. В окрестности температуры фазового перехода шириной порядка 10 К установлено локальное увеличение продольного нелинейного акустического параметра примерно на 20%. Проведенные экспериментальные исследования упругих свойств ВТСП-керамики YBa₂Cu₃O_7-x в области сверхпроводящего перехода при Т=91К показывают, что перестройка электронной подсистемы в твердых телах при электронных фазовых переходах оказывает существенное влияние на упругие свойства твердых тел. Ключевые слова: высокотемпературная сверхпроводящая керамика, продольные и сдвиговые упругие волны, нелинейный упругий параметр, генерация второй гармоники

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Определение упругих свойств поликристаллического титана методами акустической диагностики» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с.

В интервале температур от 78 до 300 Кельвина исследованы линейные и нелинейные упругие свойства поликристаллического титана. В исследуемом образце титана в интервале температур (78-300) К проведены температурные исследования зависимости скорости, амплитуд первой и второй гармоник продольной и сдвиговых волн. При уменьшении температуры в образце наблюдалось монотонное увеличение скорости продольных и сдвиговых волн. При температуре порядка 156 К наблюдалось скачкообразное увеличение скорости продольных волн на (0,03)% и ее производной по температуре на (0,01)%, которое связывается с электронно-топологическим переходом (ЭТП). Для сдвиговой волны скачка скорости в области электронно-топологического перехода не наблюдалось, величина скачка производной скорости по температуре составила 0.0002. Отмечен рост амплитуды продольной второй гармоники в титане при Т=156 К (примерно на 10%). Проведенные экспериментальные исследования упругих свойств титана в области ЭТП при Т=156 К показывают, что перестройка электронной подсистемы в твердых телах при электронных фазовых переходах оказывает существенное влияние на упругие свойства твердых тел. Исследования выполнены за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-22-00042). Ключевые слова: поликристаллический титан, нелинейный упругий параметр, генерация второй гармоники

Колбин А.И., Серебрякова Н.А., Габдеев М.М., Борисов Н.В. «Анализ оптического циклотронного излучения поляра CRTS CSS081231 J071126+440405» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 87-100 (2019)

Выполнено моделирование циклотронных спектров и данных фотополяриметрии поляра CRTS CSS081231 J071126+440405. Набор спектров поляра получен в промежуточном состоянии блеска в течение орбитального периода. Их моделирование позволило определить напряженность магнитного поля вблизи обоих магнитных полюсов белого карлика: B1=38 МГс и B2=51 МГс. Сделана оценка температуры аккреционных пятен вблизи обоих магнитных полюсов белого карлика. Для первого пятна она составляет kT∼20–30 кэВ, а второе пятно оказалось холоднее примерно на 10 кэВ. Анализ кривых блеска и поляризации поляра, полученных в низком состоянии, показывает, что взаимодействие аккреционной струи с атмосферой звезды происходит близко (в пределах Δθ=10°) к магнитному полюсу.

Габдеев М.М., Шиманский В.В., Борисов Н.В., Бикмаев И.Ф., Москвитин А.С., Колбин А.И. «Спектральные и фотометрические исследования поляра 1RXS J152506.9-032647» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 328-335 (2019)

Представлены результаты фотометрических и спектральных наблюденийполяра 1RXS J152506.9-032647. Наблюдения проводились на телескопах САО РАН БТА и Цейсс-1000, а также на Российско-Турецком телескопе РТТ-150. Определен орбитальныйпериод системы 0.06462793^d. Объект наблюдался в среднем ‹Rc›=17.8^m в 2013 и 2017 гг. и высоком состояниях ‹Rc›=16.8^m в 2016 г. Анализ кривых блеска показал, что аккреция в системе происходит на два магнитных полюса белого карлика. Спектры объекта имели типичныйдля поляров вид с интенсивными эмиссионными линиями водорода серии Бальмера (H I), нейтрального (He I) и ионизованного (He II) гелия, и более слабыми линиями тяжелых элементов (Fe II), (C II), (С III), (Mg II). Эмиссионные линийводорода и гелия показали двухкомпонентную структуру. Определены параметры системы: M₁=0.56±0.04M_⊙, M₂=0.133±0.008M_⊙, q=0.24±0.001, i=79±1°, R_L2=0.16±0.01R_⊙, R_L2/R₂=1.04, A=0.6±0.02R_⊙.

Колбин А.И., Шиманский В.В., Алексеев И.Ю., Шиманская Н.Н., Габдеев М.М., Цымбал В.В. «Анализ спектроскопических наблюдений V837 Tau – звезды типа RS CVn» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 484-498 (2019)

Выполнен анализ спектров звезды V837 Tau, принадлежащей к классу хромосферно активных звезд типа RS CVn. Наблюдательный материал был получен на Российско-Турецком телескопе РТТ-150 и телескопе ЗТШ Крымской астрофизической обсерватории. Для выявления признаков фотосферной запятненности главного компонента и выделения слабого вторичного компонента проведена деконволюция «усредненного» спектрального профиля системы. Путем описания кривых лучевых скоростей уточнены элементы орбиты двойной системы, а методом моделирования спектров определены фундаментальные параметры компонентов, а также химический состав атмосферы яркого компонента. При помощи метода доплеровского картирования восстановлено распределение пятен по поверхности яркой звезды. Показано, что пятна концентрируются в поясе на средних (около 40°) широтах. Профили водородных линий имеют переменную эмиссионную составляющую яркого компонента, а в линии Hα обнаруживаются признаки хромосферной активности вторичного компонента.

Федин К.В., Колесников Ю.И., Нгомайезве Л. «Определение толщины льда по стоячим волнам» Процессы в геосредах, № 4, http://journal.geomediacenter.ru/pgm-4-22-2019 (2019)

Приведены результаты натурных экспериментов, направленных на оценку возможностей определения толщины ледяного покрова водоемов по зарегистрированным на поверхности льда акустическим шумам. Показано, что по частотам генерируемых шумами в слое льда стоячих волн вертикального сжатия-расширения уверенно определяются как толщина ледяного покрова, так и тип подстилающей среды (вода или мерзлый грунт). Ключевые слова: ледяной покров водоемов, определение толщины льда, акустические шумы, стоячие волны вертикального сжатия-растяжения.

Колесниченко А.В. «Моделирование линейного отклика квантовой неэкстенсивной системы на динамическое внешнее возмущение» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 97-118 (2019)

В рамках квантовой статистической механики, основанной на параметрической неаддитивной энтропии Тсаллиса, связанной с матрицей плотности, развита динамическая теория линейного отклика неэкстенсивных квазиравновесных систем многих тел на внешнее зависящее от времени возмущение. В работе для неэкстенсивных квантовых систем предложена модификация теории Кубо, разработанная в рамках квантовой механики. Построение теории линейной реакции проведено на основе обобщённого канонического вида матрицы плотности, полученного при максимизации квантовой энтропии Тсаллиса при осреднении наблюдаемых величин по эскортному распределению. Представлены обобщённые выражения для адмитанса и функции отклика, описывающие линейную реакцию системы на слабое внешнее механическое воздействие. Обсуждается свойство симметрии для релаксационной функции при обращении времени и соотношения взаимности Онзагера для обобщённой восприимчивости. Показано, что эти известные в классической квантовой статистике свойства остаются в силе и для аномальных систем.

Кузнецова И.Е., Анисимкин В.И., Колесов В.В., Кашин В.В., Юдин С.Г., Смирнов А.В. «Влияние освещенности на акустические волны в структуре «пьезоэлектрическая пластина – пленка фталоцианина Алюминия»» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 33-34 (2019). 106 с.

В последние годы разработка фотодетекторов на основе органических пленок привлекает все большее внимание исследователей. Это связано с их механической гибкостью, большой площадью поверхности детектирования и низкой стоимостью при производстве. В известных работах сообщается о резистивных датчиках, использующих в качестве сенсорной пленки фталоцианины различных металлов. Работы, в которых рассматривается возможность создания на основе фталоцианинов акустических фотодетекторов – отсутствуют. В настоящей работе проведен теоретический анализ влияния освещенности на характеристики акустических волн в структуре «пластина LiNbO₃-пленка фталоциананина алюминия (PTC Al)» с учетом нагрева подложки во время эксперимента. Также проведено экспериментальное исследование влияния света в диапазоне 350–1000 нм на фазовый и амплитудный отклики акустических волн в вышеуказанной структуре. Линия задержки с длиной волны 1.2 мм на поверхности пластины LiNbO₃ толщиной 380 мкм была создана при помощи проводящих чернил на основе наночастиц серебра методом печати на струйном принтере. Были измерены температурные коэффициенты задержки (TCD) акустических волн высших порядков, возбуждающихся в такой пластине и выбрана волна, характеризующаяся практически нулевым ТКЗ с частотой 8.23 МГц и скоростью 10142 м/с. Это позволило нивелировать эффект нагрева подложки при ее облучении. Проведенные эксперименты показали возможность разработки акустического фотодетектора селективно чувствительного к различным длинам волн видимого диапазона света, и характеризующегося высокой скоростью срабатывания. Ключевые слова: акустический фотодетектор, фталоцианин алюминия, видимый свет, струйная печать, пьезоэлектрическая пластина

Колмаков А.В. «Архитектурные концепты шумозащитных мероприятий ДЛЯ городской среды» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 39 (2019). 106 с.

Освещаются концепции шумозащитных мероприятий, выполненных на уровне градостроительных объемно-планировочных решений. Представлены примеры архитектурного оформления концептов.

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.

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.

Гусев В.А., Комаровский К. «Нелинейные акустические волновые явления в узких трубках» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 71 (2019). 106 с.

Рассмотрены явления, возникающие при распространении волн в узких трубках. Для нелинейных волн, описываемых обобщенным уравнением типа Вебстера, получено нелинейное уравнение. Оно учитывает низкочастотную геометрическую дисперсию, которая приводит к несимметричному искажению профиля периодической волны, качественно похожему на искажение нелинейной волны в дифрагирующем пучке. В модели модифицированного обобщенного уравнения Вебстера исследованы аналитические решения задачи о распространении звуковых волн в канале переменного сечения. Обсуждаются результаты теоретических исследований процессов взаимодействия и самовоздействия сильно искаженных волн, содержащих ударные фронты. Такие пилообразные возмущения формируются при распространении волн в средах, где нелинейность преобладает над конкурирующими факторами – дисперсией, дифракцией и поглощением. Подчеркнута специфика протекания нелинейных процессов в полях пилообразных волн. Ключевые слова: нелинейность, уравнение Вебстера, ударный фронт, пилообразные волны.

Комиссаров П.В., Борисов А.А., Басакина С.С., Лавров В.В. «Усиление взрывной волны подводного взрыва металлизированного заряда в направлении пузырькового канала в сплошной воде» Химическая физика, 38, № 8, с. 12-23 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований подводных взрывов идеально и неидеально детонирующих зарядов в сплошной воде и в воде, содержащей пузырьки воздуха. Заряды весом до 50 г были взорваны в металлическом резервуаре, заполненном водой. Регистрировались параметры волн сжатия в воде. Показан эффект направленного распространения взрывной волны в воде вдоль канала, заполненного пузырьками воздуха. Также обсуждается механизм неидеальных взрывов высокометаллизированных составов в воде, в том числе взрывы в пузырьковой среде.

Комкин А.И. «Проблемы образования в технической акустике» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3 (2019). 106 с.

Рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с проблемами образования в технической акустике. Отмечается связь уровня образования с акустической компетентностью. Отмечается неутешительная тенденция снижения уровня образования в технической акустике и вследствие этого повышения акустической некомпетентности. Показаны типичные ошибки в принимаемых решениях, основанные на акустической некомпетентности. Рассмотрены основные направления по повышению уровня акустического образования, связанные с ростом качества и количества издаваемой учебной литературы, повышением квалификации преподавательских кадров, улучшением качества учебного процесса, основанной в частности на кооперации учебных учреждений, занимающихся подготовкой специалистов в области акустики. Ключевые слова: акустика, образование, проблемы, компетентность.

Быков А.И., Комкин А.И., Миронов М.А. «Акустическая нелинейность отверстия в широком диапазоне амплитуд» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 73 (2019). 106 с.

Представлены результаты исследования влияние уровней звукового давления на акустический импеданс отверстий в перегородке на основе проведения измерений в импедансной трубе методом двух микрофонов. Получены зависимости импеданса отверстия от его диаметра на нелинейных режимах. Установлено, что для получения достоверных оценок импеданса отверстия от колебательной скорости в отверстии, последнюю следует определять непосредственными измерениями. Показано, что на режимах развитой нелинейности сопротивление отверстия перестаёт зависеть от его диаметра, а зависит только от уровня звукового давления на перегородке, причем эта зависимость носит нелинейный характер. Ключевые слова: перегородка, акустический импеданс, нелинейное сопротивление, колебательная скорость, измерение

Якимук А.Ю., Конев А.А. «Применение программных средств в задаче обучения вокальному мастерству» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 68 (2019). 106 с.

При обучении студентов в музыкальных школах по курсу вокальное мастерство чаще всего используется сольфеджио (пение по нотам). Из-за того, что у студентов еще не сформирован развитый музыкальный слух, затруднительно оценить с точки зрения правильности исполненную ноту. Особенно эта проблема заметна, если необходимо определить степень отклонения от идеального звучания ноты. Данная работа посвящена разработке алгоритмов сегментации и идентификации нот максимально приближенных к принципу действия человеческого уха. Ключевые слова: распознавание нот, частота основного тона, сегментация

Конникова В.К., Мингалиев М.Г., Эркенов А.К. «Спектры и переменность выборки источников JVAS» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 13-30 (2019)

Представлены результаты наблюдений выборки сильных источников (S>0.5 Ян) с плоскими спектрами из каталога JVAS в области склонений 10.5–18° (J2000) в 2015, 2016 и 2017 гг. на частотах 2.3, 4.7, 8.2, 11.2 и 21.7 ГГц на РАТАН-600. Получены спектры всех 45 источников, выделены объекты со значительной переменностью. У четырех объектов впервые обнаружена переменность с характерным и временами от 8 до 35 дней. Получены спектры переменныx компонент.

Сытов А.Ю., Кононов Д.А. «О методе непосредственного наблюдения прецессионной спиральной волны плотности в аккреционных дисках катаклизмических переменных звезд» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 233-241 (2019)

Представлен метод получения томографического изображения прецессионной волны плотности в аккреционном диске катаклизмической переменной звезды. По результам численного моделирования построены синтетические профили эмиссионных линий, построены доплеровские томограммы прецессионной волны. Исследовано изменение положения волны в течение орбитального периода относительно других элементов течения. Эволюция построенных томограмм для разных фаз орбитального периода соответствует теоретическому описанию прецессионной волны и ее свойств.

Конопацкая И.И., Миронов М.А., Пятаков П.А., Фатеев В.О. «Эффект горения полимера "Юнисил" в поле интенсивного ультразвука» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 82-83 (2019). 106 с.

При исследовании воздействия фокусированного ультразвука высокой интенсивности на полимерные компаунды типа "Юнисил" визуально наблюдалось изменение внутренней структуры полимера, сопровождавшееся свечением, постепенно переходящим во внутреннее горение. При дальнейшем воздействии происходил механический пробой толщи образца. При определенных условиях внутреннее горение превращалось во внешнее и наблюдалось в виде факела.

Конопацкая И.И., Пятаков П.А., Свадковский А.Н., Шуляпов С.А. «Автоматизированная система для измерения акустических полей излучателей мегагерцового диапазона частот в жидкости» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 33 (2019). 106 с.

При решении широкого круга прикладных задач постоянно возникают проблемы экспериментального измерения акустических полей излучателей ультразвука (УЗ) мегагерцового диапазона частот в воде. Во-первых, это необходимо для предсказания или объяснения результатов воздействия поля таких излучателей на вещество, например, на биологические ткани, если данные излучатели предназначены для использования в медицине или биологии. Во-вторых, сопоставление данных измерения акустического поля конкретного излучателя с результатами расчета позволяет подтвердить (или опровергнуть) верность выбранной теоретической модели, используемой для расчета проектируемых акустических систем, поскольку существует определенная сложность учета в расчетах эффектов неоднородности пластин излучателей, концевых эффектов закрепления пластин в корпусе и т.д. Проведение подобных измерений вручную требует существенных временных затрат, но не обеспечивает достаточные точность и детализацию измеряемого поля, поэтому важной задачей является автоматизация процесса измерений. Создана система автоматизированного измерения акустических полей в диапазоне частот 10 кГц–5 МГц, распространяющихся в жидкой среде. Поле давлений измеряется гидрофоном, перемещающимся относительно неподвижного излучателя, посредством устройства на основе трёхкоординатного станка PureLogic. При сканировании гидрофон движется с постоянной скоростью. Механическая точность позиционирования гидрофона составляет 0.1мм. Низкоуровневое управление перемещением гидрофона и контроль текущих координат осуществляется платой на базе микроконтроллера Arduino UNO. Электрический сигнал с гидрофона (после аналоговой фильтрации и усиления) регистрируется цифровым осциллографом. Возбуждающий сигнал c генератора на излучатель подается в импульсном режиме, чтобы избежать искажений поля в следствие переотражения от стенок бассейна. Генератор также осуществляет тактирование измерительной системы. Общее управление процессом измерения, а также обработку полученных данных, осуществляет программа, разработанная в среде LabView. Реализованная система, при сравнительно невысокой стоимости, обеспечивает высокие скорость, детализацию и повторяемость проводимых измерений. Кроме того, у пользователя есть возможность задания произвольной траектории сканирования, что обеспечивает гибкость в случае измерения сложной структуры поля. Ключевые слова: автоматизация, измерение гидроакустических полей

Конопацкая И.И., Миронов М.А., Пятаков П.А., Фатеев В.О. «Особенности акустического фонтана в жидкой слоистой среде» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 82 (2019). 106 с.

Представлено экспериментальное исследование акустического фонтана, индуцированного с помощью сферического фокусирующего излучателя, в жидкой слоистой среде – слой нефти на поверхности воды. Установлено наличие порогового значения толщины приповерхностного слоя, при которой сформировавшаяся струя фонтана становится однородной по составу со 100% содержанием нефти. Получены зависимости процентного соотношения фракций в зависимости от толщины приповерхностного слоя и от величины акустической мощности.

Жвания И.А., Конопацкая И.И., Миронов М.А., Пятаков П.А. «Акустическое течение, возбуждаемое фокусированным ультразвуком» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 84 (2019). 106 с.

Представлены результаты экспериментального исследования акустического течения, возбуждаемого в воде ультразвуковым фокусированным пучком. Фокусное расстояние излучателя с рабочей частотой 0.92 МГц равно 70 мм, диаметр фокального пятна при этом составляет 4.3 мм. Исследование проводилось в стеклянном заглушенном с торца бассейне, заполненном водой, размеры которого намного превышали длину волны ультразвука, что позволяло смоделировать течение в бесконечной среде. Измерение скорости установившегося течения производилось методом лазерной доплеровской анемометрии с одновременным измерением гидрофоном акустического давления в пучке, возбуждающем течение. Исследовался характер структуры течения вдоль оси акустического пучка, как в свободном потоке, так и при наличии экрана, поставленного поперек пучка, а также поперечные профили течения. Максимальное значение зафиксированной скорости составляло ∼5 см/сек. Основным результатом является полученная линейная зависимость скорости течения от электрического напряжения, подаваемого на излучатель (в пределах общей акустической мощности до 4.8 Ватт). Ключевые: фокусированный ультразвук, акустическое течение, лазерная доплеровская анемометрия

Манаков С.А., Коньков А.И. «Метод определения профилей продольной и сдвиговой волн по анализу сейсмического шума» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 66 (2019). 106 с.

Представлены результаты развития метода пассивной томографии на поверхностной волне Рэлея. В новой методике предлагается проводить совместный анализ частотных зависимостей фазовой скорости и отношения проекций смещения для реконструкции профилей скоростей обеих упругих волн. В свою очередь, частотные зависимости определяются из корреляционных функций сейсмического шума, записанного в разных точках. Обсуждаются особенности влияния неравномерности распределения источников шума. Представлены результаты применения метода к реальным и синтетическим данным. Ключевые слова: пассивная томография, волна Рэлея, сейсмический шум

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.

Копылова Ф.Г., Копылов А.И. «Скопления галактик и их окрестности: «красная последовательность», темп звездообразования, звездная масса» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 389-403 (2019)

Исследованы ближайшие окрестности (R<3R_200c) 40 групп и скоплений галактик локальной Вселенной (0.02<z< 0.045 и 300 км с^–1<σ<950 км с^–1).

Копылова Ф.Г., Копылов А.И. «Скопления галактик и их окрестности: «красная последовательность», темп звездообразования, звездная масса» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 389-403 (2019)

Исследованы ближайшие окрестности (R<3R_200c) 40 групп и скоплений галактик локальной Вселенной (0.02<z< 0.045 и 300 км с^–1<σ<950 км с^–1).

Бычков О.П., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А. «Валидация модели предсказания низкочастотного усиления шума струи вблизи крыла при наличии спутного потока» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 45 (2019). 106 с.

Повышенная степень двухконтурности двигателей современной гражданской авиации приводит к тому, что шум взаимодействия дозвуковой реактивной струи и закрылка может вносить ощутимый вклад в общие уровни шума самолета на местности. Для оценки данного эффекта для различных компоновок самолета необходимо использование надежных предсказательных моделей. В данной работе рассматривается разработанная ранее модель шума взаимодействия, в основе которой лежит идея о рассеянии линейных гидродинамических пульсаций ближнего поля турбулентной струи на задней кромке несущей поверхности. В качестве исследуемой конфигурации рассматривается маломасштабная модель реального крыла с отклоняемым закрылком вблизи турбулентной струи. В ходе работы продемонстрировано, что даже в условиях наличия ограниченной информации о ближнем поле струи, а также усложненной геометрии конфигурации, модель позволяет с достаточно высокой точностью и надежностью предсказывать основные характеристики шума взаимодействия струи и крыла самолета. Кроме того, впервые продемонстрированы результаты валидации модели в условиях наличия спутного потока. Ключевые слова: шум струи, взаимодействие струи и крыла, предсказание шума взаимодействия струи и крыла

Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Яковец М.А., Пальчиковский В.В., Корин И.А., Берсенев Ю.В. «Экспериментальное исследование в заглушенной камере влияния азимутальной асимметричности импеданса ЗПК на азимутальную структуру звукового поля в крупномасштабной модели воздухозаборника» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 46-47 (2019). 106 с.

Представлены результаты сравнительных испытаний в заглушенной камере ПНИПУ крупномасштабной модели воздухозаборника диаметра 1.783 м в условиях твердых стенок, однородных ЗПК и однородных ЗПК с одной, тремя и пятью накладками, обеспечивающими перекрытие полной длины окружности однородных ЗПК на величину соответственно 6, 18 и 30%, что создает относительную азимутальную неоднородность импеданса ЗПК эквидистантную указанным процентам. Для генерации звукового поля в канале воздухозаборника использовалась система 40 динамиков, совмещенная с горнами, которые были установлены равномерно по окружности сечения тыльной части модели воздухозаборника, что позволило генерировать звуковые азимутальные моды в диапазоне номеров ±40. Для определения модальной структуры звукового поля в канале использовалась многоканальная решетка, состоящая из 126 микрофонов, установленных заподлицо стенок канала в зоне за ЗПК в направлении распространения звука, при этом 100 микрофонов образуют круговую решетку, а остальные – линейную. Анализ результатов испытаний показал, что наибольший эффект появления в канале не генерируемых динамиками азимутальных мод с повышенным уровнем амплитуды (фактически амплитуды этих мод сравнимы с амплитудой доминирующей моды, генерируемой динамиками) реализуется для мод, азимутальные номера которых отличаются от номера генерируемой доминирующей моды на числа кратные ±5. Данный эффект находится полностью в согласии с предсказанием аналитической модели влияния азимутальной неоднородности ЗПК на распространение вращающихся мод в цилиндрическом канале. Ключевые слова: распространение звука в каналах, воздухозаборник, звукопоглощающие конструкции (ЗПК), азимутальная неоднородность импеданса, многомикрофонные решетки

Сафронова М.А., Ширяев А.Д., Коренбаум В.И. «Анализ гармоник свистящих звуков в шумах форсированного выдоха человека» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 52-53 (2019). 106 с.

Свистящие звуки (свисты) форсированного выдоха (СФВ) потенциально применимы для диагностики бронхиальной обструкции, однако механизмы формирования СФВ, а также локализация их источников по уровням бронхиального дерева человека до сих пор исчерпывающе не выяснены. Целью работы является исследование спектральных гармоник СФВ. На выборке здоровых волонтеров (n=9) и больных респираторными заболеваниями (n=10) проведен анализ состава и соотношения спектральных гармоник среднечастотных (СЧ СФВ) 400–600 Гц и высокочастотных (ранние и поздние ВЧ СФВ) >600 Гц СФВ. Проведена оценка частоты встречаемости гармоник над трахеей. Найдено, что максимальное число гармоник СЧ СФВ у больных достигает семи, а у здоровых только пяти. У больных преобладают гармоники СЧ СФВ. Ранние ВЧ СФВ представлены преимущественно второй гармоникой, а гармоники поздних ВЧ СФВ наблюдаются в единичных случаях. У здоровых, напротив, примерно равное число гармоник по всем видам свистов. Проведен анализ значений среднеквадратических мощностей гармоник СФВ над трахеей. Показано, что у здоровых происходит уменьшение этой величины по всем СФВ с ростом номера гармоники, тогда как у больных данная тенденция наблюдается устойчиво только для ВЧ СФВ. На основе оценки частоты встречаемости гармоник СФВ по поверхности грудной клетки для каждого человека был проведен анализ их распределения по отделам легких. Обнаружено сходство основных частот СФВ для каждого обследуемого по поверхности грудной клетки. При этом наибольшее число гармоник наблюдается над проекциями центральных отделов бронхиального дерева для всех видов свистов, как у здоровых, так и у больных. Последняя находка свидетельствует в пользу того, что гармоники возникают вследствие нелинейности, причем не из-за нелинейности среды, а нелинейности в источнике. Сам источник расположен в трахее или крупных бронхах. В этом случае гармоники должны затухать при распространении вдаль от источника, что и наблюдается в эксперименте. Выяснение вопроса, могут ли выявленные эффекты дать что-либо для уточнения механизмов формирования СФВ, требует дальнейшего исследования.

Кабанцова О.И., Почекутова И.А., Малаева В.В., Костив А.Е., Коренбаум В.И. «Удельные полосовые энергии шумов форсированного выдоха в оценке реакции человека на функциональные пробы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 53-54 (2019). 106 с.

Форсированный выдох (ФВ) – манёвр, позволяющий выявлять даже незначительные отклонения вентиляционной функции легких. Авторами ранее разработана перспективная в диагностических целях система акустических параметров ФВ, которая включает в себя двухсотгерцовые полосовые энергии шумов ФВ, регистрируемые в диапазоне 200–2000 Гц над трахеей, в том числе и удельные полосовые энергии, нормированные на суммарную энергию шумов в полосе 200–2000 Гц. Целью данной работы является исследование возможностей использования удельных полосовых энергий трахеальных шумов ФВ в качестве параметра для оценки реакции человека на функциональные пробы. В качестве функциональных воздействий рассматриваются физические – постуральное моделирование невесомости (n=11), погружение под воду в водолазном снаряжении замкнутого цикла (n=25), и медикаментозные – ингаляция бронхорасширяющего препарата (n=32). Шумы ФВ регистрировались над трахеей при помощи электретного микрофона со стетоскопической насадкой до и после функциональных проб. Далее определялись полосовые энергии в 200 Гц полосах частот, нормированные на суммарную энергию шумов в полосе 200–2000 Гц (AR_200-400, AR_400-600,…, AR_1800-2000). Статистическая значимость различий между значениями параметров до и после пробы оценивалась с помощью непараметрического статистического теста Вилкоксона. Результаты статистического анализа показали, что при постуральном моделировании невесомости у испытуемых на третьи сутки эксперимента наблюдается значимое (p<0.05) снижение среднечастотного параметра AR800-1000 и повышение высокочастотных параметров AR_1400-1600 и AR_1600-1800. При ингаляции бронхорасширяющего препарата также наблюдается существенное повышение параметра AR_1600-1800, в то время как при погружении под воду в водолазном снаряжении замкнутого цикла наблюдается значимое снижение параметра AR_1400-1600. В качестве обоснования полученных результатов предложена акустическая модель, основанная на оценке влияния сужения просвета крупных и мелких дыхательных путей бронхиального дерева на линейную скорость воздушного потока и интенсивность шумов. Таким образом, удельные полосовые энергии шумов ФВ средне и высокочастотного диапазонов оказались чувствительны к рассмотренным типам физических и медикаментозных воздействий. При воздействии различных типов функциональных проб наблюдаются разнородные изменения этих акустических параметров, что сулит определенные диагностические перспективы. Ключевые слова: форсированный выдох, акустика, шумы дыхания, обработка сигналов

Сунагатова И.Р., Семенов А.С., Баязитов А.М., Корзникова Е.А. «Динамика сверхзвуковых 2-краудионов в нелинейных двумерных решетках» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 482-488 (2019)

Межузельный атом, помещенный в плотно упакованный атомный ряд, называется краудионом. Краудионы очень эффективно осуществляют массоперенос в кристаллической решетке, поскольку они являются весьма подвижными солитоноподобными объектами. Недавно было продемонстрировано, что один межузельный атом может двигаться вдоль плотно упакованного атомного ряда со сверхзвуковой скоростью в двух различных режимах, либо как классический 1-краудион, либо как 2-краудион. Разница в том, что в последнем случае два атома движутся с высокой скоростью одновременно, тогда как в первом случае только один атом имеет высокую скорость. Было показано, что 2-краудиону требуется меньше энергии для инициирования массопереноса, и он перемещается на большее расстояние, если у него та же энергия, что и у 1-краудиона. Важно сравнить эффективность массопереноса 2-краудионами в разных материалах. Материалы имеют разные свойства, потому что межатомные взаимодействия в них различны. В настоящей работе с использованием метода молекулярной динамики мы показываем, что наиболее важной характеристикой межатомных потенциалов, которая влияет на длину пробега краудиона, является энергия межатомной связи на расстоянии между двумя атомами, равном половине равновесного межатомного расстояния. Этот вывод обосновывается условием самофокусировки распространения сверхзвуковых краудионов, согласно которому скорость столкновения атомов не должна превышать значения, когда они приближаются друг к другу ближе, чем на половину межатомного расстояния. В качестве примера рассмотрен перенос массы 1- и 2-краудионами в двумерной треугольной решетке с потенциалами Морзе и Леннард–Джонса.

Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Яковец М.А., Пальчиковский В.В., Корин И.А., Берсенев Ю.В. «Экспериментальное исследование в заглушенной камере влияния азимутальной асимметричности импеданса ЗПК на азимутальную структуру звукового поля в крупномасштабной модели воздухозаборника» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 46-47 (2019). 106 с.

Представлены результаты сравнительных испытаний в заглушенной камере ПНИПУ крупномасштабной модели воздухозаборника диаметра 1.783 м в условиях твердых стенок, однородных ЗПК и однородных ЗПК с одной, тремя и пятью накладками, обеспечивающими перекрытие полной длины окружности однородных ЗПК на величину соответственно 6, 18 и 30%, что создает относительную азимутальную неоднородность импеданса ЗПК эквидистантную указанным процентам. Для генерации звукового поля в канале воздухозаборника использовалась система 40 динамиков, совмещенная с горнами, которые были установлены равномерно по окружности сечения тыльной части модели воздухозаборника, что позволило генерировать звуковые азимутальные моды в диапазоне номеров ±40. Для определения модальной структуры звукового поля в канале использовалась многоканальная решетка, состоящая из 126 микрофонов, установленных заподлицо стенок канала в зоне за ЗПК в направлении распространения звука, при этом 100 микрофонов образуют круговую решетку, а остальные – линейную. Анализ результатов испытаний показал, что наибольший эффект появления в канале не генерируемых динамиками азимутальных мод с повышенным уровнем амплитуды (фактически амплитуды этих мод сравнимы с амплитудой доминирующей моды, генерируемой динамиками) реализуется для мод, азимутальные номера которых отличаются от номера генерируемой доминирующей моды на числа кратные ±5. Данный эффект находится полностью в согласии с предсказанием аналитической модели влияния азимутальной неоднородности ЗПК на распространение вращающихся мод в цилиндрическом канале. Ключевые слова: распространение звука в каналах, воздухозаборник, звукопоглощающие конструкции (ЗПК), азимутальная неоднородность импеданса, многомикрофонные решетки

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.

Кузнецова А.Д., Коробицына М.К. «Оценка влияния акустической долговечности вибродемпфирующих покрытий на шум в судовых помещениях» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S2, с. 104-109 (2019)

Рассматриваются вопросы оценки долговечности вибродемпфирующих покрытий жесткого типа, широко используемых на судах. Такая оценка весьма важна для прогнозирования снижения эффективности шумового воздействия с течением времени в нормируемых помещениях. С интервалом в пять лет проведены измерения коэффициента механических потерь образцов пластин. На основании результатов анализа измерений проверялась статистическая гипотеза о равенстве математических ожиданий для подтверждения/опровержения статистического совпадения величин коэффициентов механических потерь. На примере разработанной модели судна с использованием энергостатистического метода получены оценки влияния вибродемпфирующих покрытий жесткого типа на шум в судовых помещениях.

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Определение упругих свойств сверхпроводящей керамики YBa₂Cu₃O_7-x методами акустической диагностики» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с.

Образцы высокотемпературной сверхпроводящей (ВТСП) керамики YBa₂Cu₃O_7-x для экспериментальных исследований были приготовлены в НИЦ «Курчатовский институт». Аналогичная керамика используется в различных технических устройствах. В интервале температур от 78 до 300 Кельвина экспериментально исследованы линейные и нелинейные упругие свойства ВТСП-керамики YBa₂Cu₃O_7-x. Линейные упругие свойства керамики исследовались путем измерения импульсным методом скорости продольных и сдвиговых волн, а нелинейные свойства этих материалов исследовались спектральным методом по эффективности генерации второй упругой гармоники. Были измерены температурные зависимости амплитуд первой и второй гармоник продольной и сдвиговых волн, а также температурные зависимости скоростей этих волн. При температуре порядка 91 К в исследованном образце ВТСП-керамики было обнаружено аномальное поведение линейных и нелинейных упругих характеристик образца, которое связывается с переходом в сверхпроводящее состояние. На фоне монотонного роста с понижением температуры у скорости как продольных, так и сдвиговых волн обнаружено аномальное поведение при температуре порядка 91 К. В случае продольных волн при этой температуре отмечено изменение угла наклона зависимости скорости от температуры, что соответствует аномалии как относительного изменения скорости, так и ее производной по температуре. Скачок относительного изменения скорости продольных волн в области перехода составил –0.0001, а скачок производной относительного изменения скорости волны по температуре 0.0002. Для сдвиговой скорости скачка скорости в области перехода не наблюдалось, а величина скачка производной составила также 0.0002. В окрестности температуры фазового перехода шириной порядка 10 К установлено локальное увеличение продольного нелинейного акустического параметра примерно на 20%. Проведенные экспериментальные исследования упругих свойств ВТСП-керамики YBa₂Cu₃O_7-x в области сверхпроводящего перехода при Т=91К показывают, что перестройка электронной подсистемы в твердых телах при электронных фазовых переходах оказывает существенное влияние на упругие свойства твердых тел. Ключевые слова: высокотемпературная сверхпроводящая керамика, продольные и сдвиговые упругие волны, нелинейный упругий параметр, генерация второй гармоники

Коробов А.И., Одина Н.И. «Нелинейное взаимодействие амплитудно-модулированных волн в металлических резонаторах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 71-72 (2019). 106 с.

Представлены результаты экспериментального исследования нелинейного взаимодействия амплитудно-модулированных волн в металлических резонаторах. В качестве образцов использовались металлы как с дополнительно внесенными (посредством механической деформации) дефектами, так и без них. Экспериментальная установка включала четвертьволновой резонатор, выполненный из исследуемого металла, генератор амплитудно-модулированных волн, усилитель и осциллограф с функцией преобразования Фурье для нахождения спектра принимаемого сигнала. В качестве несущей и огибающей частот амплитудно-модулированного сигнала использовались частоты первой и третьей моды резонатора, предварительно определенные путем снятия амплитудно-частотной характеристики. Проведено исследование зависимости эффективности генерации комбинационных частот (разностной и суммарной) от амплитуды подаваемого сигнала. Проводится обсуждение полученных результатов. Ключевые слова: структурная упругая нелинейность, поликристаллические металлы, амплитудно-модулированные волны

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Определение упругих свойств поликристаллического титана методами акустической диагностики» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с.

В интервале температур от 78 до 300 Кельвина исследованы линейные и нелинейные упругие свойства поликристаллического титана. В исследуемом образце титана в интервале температур (78-300) К проведены температурные исследования зависимости скорости, амплитуд первой и второй гармоник продольной и сдвиговых волн. При уменьшении температуры в образце наблюдалось монотонное увеличение скорости продольных и сдвиговых волн. При температуре порядка 156 К наблюдалось скачкообразное увеличение скорости продольных волн на (0,03)% и ее производной по температуре на (0,01)%, которое связывается с электронно-топологическим переходом (ЭТП). Для сдвиговой волны скачка скорости в области электронно-топологического перехода не наблюдалось, величина скачка производной скорости по температуре составила 0.0002. Отмечен рост амплитуды продольной второй гармоники в титане при Т=156 К (примерно на 10%). Проведенные экспериментальные исследования упругих свойств титана в области ЭТП при Т=156 К показывают, что перестройка электронной подсистемы в твердых телах при электронных фазовых переходах оказывает существенное влияние на упругие свойства твердых тел. Исследования выполнены за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-22-00042). Ключевые слова: поликристаллический титан, нелинейный упругий параметр, генерация второй гармоники

Бондарева Н.В., Григорьев А.Л., Коровин Т.Г., Коротеев А.А., Сафронов А.А., Скоробогатько Т.Д., Филатов Н.И., Хлынов А.В. «Экспериментальное исследование влияния числа Онезорге на размеры капель, образовавшихся в результате капиллярного распада струи» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 773-777 (2019)

Подтверждено соответствие экспериментально полученных результатов проверки теоретически рассчитанной зависимости размеров основных и сателлитных капель от безразмерного волнового числа возмущения поверхности струи ньютоновской жидкости. Показано, что увеличение вязкости жидкости существенно изменяет динамику развития капиллярных волн в струе и механизм образования сателлитных капель.

Лесик М.В., Королькова Е.В., Грамович В.В., Выборов О.Н., Андреев В.Г. «Анализ клинических фонограмм с целью выделения пульмональной компоненты второго сердечного тона» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 54 (2019). 106 с.

Проанализированы фонокардиограммы (ФКГ) пациентов с легочной гипертензией, записанные врачами НМИЦ кардиологии. Запись ФКГ производилась в семи различных точках, три из которых являлись оптимальными для выслушивания легочного клапана (второе, третье и четвертое межреберье слева от грудины). Основное внимание уделялось звуку второго тона сердца, состоящему из аортальной и пульмональной компонент, которые образуются при захлопывании соответствующих клапанов. Увеличенная временная задержка между компонентами является одним из диагностических признаков легочной гипертензии. Целью работы было построение алгоритма автоматического выделения компонент звука второго тона сердца, определение длительности задержки между ними, анализ амплитудно-частотного спектра компонент и построение корреляционной зависимости указанных параметров с уровнем давления в легочной артерии (ЛА). Поиск и выделение сигнала второго тона проводилось автоматически в интервале 200 мс, положение которого синхронизовано с Т-зубцом на электрокардиограмме (ЭКГ), запись которой осуществлялось одновременно с ФКГ. Выделение высокочастотных составляющих в спектре измеренных сигналов второго тона производилось с использованием цифровых фильтров высоких частот с частотами среза в диапазоне от 30 до 70 Гц. Для устранения высокочастотных шумов использовался НЧ фильтр с частотой среза 500 Гц. Компоненты второго тона представляют собой нестационарные сигналы, частота которых со временем уменьшается. Для анализа и выделения аортальной и пульмональной компонент из отфильтрованного сигнала второго тона применялось преобразование Вигнера-Вилла. Анализ ФКГ проведен для 30 пациентов кардиоцентра: 24 – с легочной гипертензией (ЛГ), 6 – с нормальным давлением в ЛА. Запись ФКГ проводилась при задержке дыхания на выдохе, при этом каждая ФКГ содержала от 5 до 8 циклов работы сердца. Показано, что наличие ЛГ сопровождается выраженным расщеплением сигнала второго тона и появлением высокочастотных (100–120 Гц) составляющих в спектре пульмональной компоненты. Полученные результаты могут стать основой для реализации метода неинвазивной диагностики легочной гипертензии. Ключевые слова: легочная гипертензия, фонокардиограмма, преобразование Вигнера–Вилла, второй сердечный тон

Мизюк А.И., Коротаев Г.К. «Черноморские внутрипикноклинные линзы по результатам численного моделирования циркуляции бассейна» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 56, № 1, с. 112-122 (2020)

Точный сценарий распространения высокосоленых мраморноморских вод в бассейне Черного моря не ясен. Вместе с речным стоком они формируют преобладающую халинную стратификацию бассейна. Одним из режимов их распространения является формирование линз, аналогичных высокосоленым и теплым линзам средиземноморской воды в Атлантическом океане. Целью настоящей работы является численное моделирование и последующий анализ таких динамических структур, формирующихся в Черном море в результате водообмена через Босфор. Основной сложностью при этом является необходимость высокого пространственного разрешения в проливе. В работе представлено краткое описание используемого комплекса моделирования океана NEMO и особенности конфигурации, позволяющей воспроизводить циркуляцию в бассейнах Азовского, Черного и Мраморного морей с разрешением 1.16 км. В качестве атмосферного воздействия использовались поля из атмосферного реанализа ERA5. Проведенный численный эксперимент позволили воспроизвести типичную картину сезонной изменчивости Основного черноморского течения (ОЧТ), а также особенности вертикальной структуры вод бассейна для периода 2008–2009 гг. Пространственное разрешение результатов численного моделирования позволило довольно качественно реконструировать динамику соленых вод в бассейне и у выхода пролива Босфор. В период 2008–2009 гг. воспроизведено пять линз, которые формируются вблизи пролива и захватываются струей ОЧТ. Они хорошо выражены в поле солености на протяжении одного–двух месяцев. На примере одной из линз показано, что ядро расположено на глубине около 75 м. Вертикальный размер структуры – около 40 м, а горизонтальный размер составляет 15 км. Результаты моделирования демонстрируют, что события формирования линз связаны с увеличением притока соленых вод после штормов в акватории Мраморного моря. Проверка полученных в работе результатов возможна на основании специализированного полевого эксперимента в прибосфорском районе в периоды наиболее вероятного образования черноморских внутрипикноклинных линз.

Бондарева Н.В., Григорьев А.Л., Коровин Т.Г., Коротеев А.А., Сафронов А.А., Скоробогатько Т.Д., Филатов Н.И., Хлынов А.В. «Экспериментальное исследование влияния числа Онезорге на размеры капель, образовавшихся в результате капиллярного распада струи» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 773-777 (2019)

Подтверждено соответствие экспериментально полученных результатов проверки теоретически рассчитанной зависимости размеров основных и сателлитных капель от безразмерного волнового числа возмущения поверхности струи ньютоновской жидкости. Показано, что увеличение вязкости жидкости существенно изменяет динамику развития капиллярных волн в струе и механизм образования сателлитных капель.

Зверев В.А., Голубев В.Н., Коротин П.И. «Условия выделения лучей по времени их прихода на больших расстояниях и низких частотах» Акустический журнал, 66, № 2, с. 163-169 (2020)

Приводятся результаты экспериментальных исследований по распространению низкочастотных импульсных сигналов в глубоководных и мелководных районах Мирового океана. Получены достаточные условия выделения лучей по времени их прихода в точку приема: смещение луча под влиянием градиента скорости звука, направленного вниз, превышает смещение луча в обратном направлении под влиянием градиента, обусловленного силой тяжести; излучатель и приемник находятся на разных глубинах; излучение является импульсным при длительности импульса меньше разности времен прихода лучей в точку приема. Опыты показали справедливость гипотезы, что совокупность перечисленных условий достаточна для выделения лучей по временам их прихода.

Буланов В.А., Корсков И.В. «О рассеянии звука и акустической нелинейности воды с пузырьками при различной температуре» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 68-69 (2019). 106 с.

Акустика микронеоднородных жидкостей хорошо развита в случае включений без фазовых превращений. В основном это относится к акустике газожидкостных сред (жидкостей с газовыми пузырьками). Гораздо меньше работ было посвящено изучению влияния фазовых превращений на акустические характеристики жидкостей с пузырьками. Имеющиеся теоретические и экспериментальные работы относятся в основном к акустике кипящих и криогенных жидкостей. Промежуточная область температур, когда наблюдается зацепляющийся характер тепловых и диффузионных явлений в динамике парогазовых пузырьков исследована значительно слабее. Известно, что амплитуда вынужденных радиальных колебаний паровых пузырьков под действием звука за счет периодически чередующихся фазовых превращений (испарения и конденсации пара через поверхность пузырька) резко усиливается по сравнению со случаем их отсутствия. С одной стороны, это должно приводить к дополнительному рассеянию падающей акустической волны и возрастанию коэффициента рассеяния звука. С другой стороны, увеличение амплитуды колебаний за счет фазовых превращений усиливает нелинейное взаимодействие акустической волны с пузырьками, что должно приводить к усилению акустической нелинейности жидкости с пузырьками. Представлены теоретические расчеты и проведены экспериментальные исследования с целью обнаружения влияния эффектов фазовых превращений при различных концентрациях паровой компоненты в парогазовых пузырьках. Экспериментальные исследования распространения звука в воды с пузырьками проведены при различных температурах от 20 до 92°С. Получены данные о температурной зависимости коэффициента рассеяния звука и акустической нелинейности воды с парогазовыми пузырьками. Результаты показывают существенность влияния эффектов фазовых превращений при увеличении относительного содержания паров воды по сравнению с концентрацией газа в пузырьках. Выявлены характерные области температуры, где эффекты фазовых превращений наиболее значимы. Представлены частотные зависимости коэффициента рассеяния звука и параметра акустической нелинейности воды с парогазовыми пузырьками. Ключевые слова: парогазовые пузырьки, нелинейность, рассеяние звука

Корсунская Ю.А. «Эвристическая модель для восстановления рентгеновской части солнечного спектра по спутниковым данным в интересах геофизических приложений» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 89-101 (2019)

Описана модель и представлен вычислительный алгоритм восстановления рентгеновской составляющей спектра Солнца по данным измерений в каналах XL (0.1–0.8 нм) и XS (0.05–0.4 нм или 0.05–0.3 нм) спутников GOES и канала QD (0.1–7 нм) спутника SDO. В ее основу положен спектр излучения оптически тонкой плазмы в приближении Mewe, который является температурным спектром. В работе сделано предположение о возможности представления полного спектра в виде суперпозиции спектров Mewe, помещенных в поглощающую среду атмосферы Солнца на глубину, соответствующую оптической толщине, равной единице для энергии, отвечающей значению температурного параметра. Таким образом, модель представляет собой вариант мультитемпературного приближения. В Приложении даны аппроксимационные выражения для определения опорных функций, по которым вычисляются параметры спектра.

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

Вознесенский А.С., Красилов М.Н., Куткин Я.О., Корякин В.В. «Особенности вибрационного отклика системы геосреда–анкер на ударное воздействие» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64 (2019). 106 с.

Обсуждаются результаты оценки прочности горных пород в кровле подземных горных выработок в массиве гипсоносных пород методом неразрушающего контроля анкерного крепления с помощью ударно-спектрального устройства «Анкер-Тест». Метод использует связь между прочностью и акустической добротностью горных пород. Влияние расслоения пород кровли, выветривания и давления вышележащих слоев на прочность породы вокруг очистной выработки и транспортного штрека показано путем измерения амплитуды, частоты и добротности на основе спектрального анализа отклика анкера, установленного в кровле, на ударное воздействие. Внешние слои породы кровли подвержены воздействию влаги и выветривания, они содержат больше механических повреждений по сравнению с внутренними слоями, как для камеры, так и для штрека. Для них среднее значение акустической добротности меньше, чем для внутренних слоев. Это связано с механическим повреждением в месте, где тестируется кровля камеры. Визуально нарушения (расслоение горных пород и их обрушение) в кровле штрека меньше, чем в камере. Это определяется геологическим строением и большой толщиной гипсовой кровли в штреке, что снижает механические напряжения в породах кровли. Внутренние слои в камере меньше подвержены влиянию, чем в штреке. На это влияет более короткая продолжительность обнажения кровли в камере по сравнению с штреком, когда количество накопленных трещин пропорционально продолжительности механической нагрузки и влажности, возникающей в нависающих породах. Этот метод может быть использован для неразрушающего контроля прочности, усталости и ресурса горных пород вокруг горных выработок. Ключевые слова: анкерная крепь, горные породы, геоконтроль, ударно-спектральный, кровля

Косарев Н.И. «Рассеяние солнечного света ионным облаком в условии пульсирующей динамики вещества» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 210-217 (2019)

Исследуется поглощение и рассеяние солнечного излучения в облаке кальциевой плазмына длине волны λ₀=397 нм в условии пульсирующей динамики вещества. Задача описывается системой интегродифференциальных уравнений и решается численно для трехмерной сферической геометрии излучающей плазмы, при гармоническом изменении от времени скорости расширения радиуса плазменного шара. Анализируются причинычастотной асимметрии контура спектральной линии для излучения, рассеянного облаком по различным лучевым направлениям.

Косарев О.И., Остапишин Н.М., Пузакина А.К. «Дифракция звука на конечной цилиндрической оболочке в дальнем поле» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 77-78 (2019). 106 с.

Доклад посвящен расчету вторичного дальнего гидроакустического поля, переизлученного конечной цилиндрической оболочкой в жидкости. Проблема актуальна для морских подвижных объектов. Новизна связана с решением задачи для конечной цилиндрической оболочки и проявлением дифракции в дальнем поле. Целью работы является получение аналитического решения. Ключевые слова: дифракция, конечная оболочка, дальнее поле

Бырдин В.М., Косарев О.И., Мамонова М.Г., Пузакина А.К. «Развороты, би- и мульти-инверсия волнового поля и диаграммы направленности на базе обратноволновых систем» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 78 (2019). 106 с.

Исследуется обратноволновая инверсия при разноимённой дифракции на плоской границе раздела сред, метаматериалов или волноводных и периодических 2d-структур. Ключевые слова: обратные волны; обратноволновая инверсия поля; обратноволновая сверхфокусировка; дифракция на границе раздела; диаграмма направленности

Педдер В.В., Попов С.П., Косёнок В.К., Хмелёв В.Н., Голых Р.Н., Шкуро Ю.В., Педдер А.В., Нестеров В.А., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Мизиряк Е.В., Минаева В.Ю., Сургутскова И.В. «Возможности озон/NO-ультразвуковой дезинтеграции клетчатки шеи для профилактики повреждений нервных стволов при лимфодиссекции в хирургическом лечении рака щитовидной железы» Южно-Сибирский научный вестник, № 4-2, с. 54-64 (2019)

Хирургические методы лечения рака щитовидной железы (ЩЖ) часто сопровождаются после-операционными осложнениями из-за хирургической препаровки клетчатки, не исключающей возможности повреждения нервных стволов. В процессе лимфодиссекции по поводу метастазов рака ЩЖ в лимфоузлах шеи наиболее часто повреждается возвратный нерв. В работе показана возможность снижения опасности повреждений нервных стволов при выделении их из клетчатки анатомических областей шеи у больных с распространённым раком ЩЖ, за счёт применения специализированных волноводов-инструментов. Для снижения числа послеоперационных осложнений, ими реализуется этап ультразвуковой контактной дезинтеграции клетчатки шеи на протяжении нервного ствола возвратного нерва, в области лимфодиссекции, осуществляемой в кавитирующей среде озон/NO-содержащих и иных лекарственных веществ с последующим стимулированием репаративной регенерации тканей в области лимфодиссекции, комплексом физических и физикохимических факторов.

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.

Аганин А.А., Гусева Т.С., Косолапова Л.А., Хисматуллина Н.А. «Зависимость воздействия кавитационного пузырька на тело от давления жидкости» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 161, № 2, с. 165-180 (2019)

Выполнено численное исследование влияния давления жидкости на параметры ударного воздействия кавитационного пузырька на поверхность тела. Жидкостью является вода, материалом тела – медно-никелевый сплав. Пузырек изначально сферический (радиуса 1 мм), касается тела, заполнен паром в состоянии насыщения. Давление жидкости p_L варьируется в диапазоне от 1 до 7 бар. Воздействие на тело реализуется посредством удара кумулятивной струи, возникающей на поверхности пузырька при его коллапсе. Основное внимание направлено на изучение кратковременной начальной фазы удара, когда максимум давления на стенке имеет порядок давления гидроудара. Показано, что с увеличением p_L скорость кумулятивной струи возрастает от 115 до 317 м/с, а ее радиус – от 38 до 43 мкм. Во всем рассматриваемом диапазоне p_L начальная стадия удара кумулятивной струи развивается подобно известному в литературе случаю удара сферической капли. В самом начале удара струи давление на поверхности тела достигает уровня давления гидроудара p_wh. Со временем давление на поверхности тела в центре области удара монотонно уменьшается, тогда как на ее периферии сначала растет до уровня, при- мерно в 2.5p_wh, а затем монотонно снижается. В самом начале удара деформации в теле в центральной зоне области воздействия струи являются упругими при p_L=1 бар и пластическими при p_L=4 и 7 бар. Со временем они становятся пластическими и при p_L=1 бар. С увеличением p_L размеры зоны пластических деформаций значительно возрастают, сильно меняется ее геометрия. В результате удара струи на поверхности тела возникает круговая микровмятина с небольшим кольцевым выступом на краю. По мере увеличения p_L микровмятина становится все более выраженной, заметно возрастает ее глубина.

Костеев Д.А., Салин М.Б. «Применение методов ближнепольной акустической голографии при использовании импульсных сигналов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 31 (2019). 106 с.

Применение методов ближнепольной голографии открывает возможности для измерения характеристик источников при сложной внешней обстановке. Например, необходимо измерить поле источника в дальней зоне, но это не представляется возможным, из-за ограниченных размеров лабораторной установки, на которой проводится эксперимент, или по иным причинам. Применение методов голографии позволяет рассчитать искомое поле. Существует и во многих случаях используется возможность проводить измерения на произвольной дистанции от источника звука, и находить значения в дальней зоне расчетным образом. При этом амплитуда и фаза сигнала должна быть измерена в достаточном количестве точек. Измерение характеристик источников широкополосных сигналов представляет большой интерес. При решении подобной задачи, наиболее важными являются два параметра: форма временной реализации и средний уровень поля давления, если речь идет об акустике. Форму временной реализации нагляднее всего исследовать на примере импульсных сигналов. В настоящей работе описан соответствующий лабораторный эксперимент, проведенный в безэховой камере, методика восстановления дальнего поля, а так же результаты расчетов и сравнение с экспериментальными данными. Ключевые слова: акустическая голография; ближнее поле

Кабанцова О.И., Почекутова И.А., Малаева В.В., Костив А.Е., Коренбаум В.И. «Удельные полосовые энергии шумов форсированного выдоха в оценке реакции человека на функциональные пробы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 53-54 (2019). 106 с.

Форсированный выдох (ФВ) – манёвр, позволяющий выявлять даже незначительные отклонения вентиляционной функции легких. Авторами ранее разработана перспективная в диагностических целях система акустических параметров ФВ, которая включает в себя двухсотгерцовые полосовые энергии шумов ФВ, регистрируемые в диапазоне 200–2000 Гц над трахеей, в том числе и удельные полосовые энергии, нормированные на суммарную энергию шумов в полосе 200–2000 Гц. Целью данной работы является исследование возможностей использования удельных полосовых энергий трахеальных шумов ФВ в качестве параметра для оценки реакции человека на функциональные пробы. В качестве функциональных воздействий рассматриваются физические – постуральное моделирование невесомости (n=11), погружение под воду в водолазном снаряжении замкнутого цикла (n=25), и медикаментозные – ингаляция бронхорасширяющего препарата (n=32). Шумы ФВ регистрировались над трахеей при помощи электретного микрофона со стетоскопической насадкой до и после функциональных проб. Далее определялись полосовые энергии в 200 Гц полосах частот, нормированные на суммарную энергию шумов в полосе 200–2000 Гц (AR_200-400, AR_400-600,…, AR_1800-2000). Статистическая значимость различий между значениями параметров до и после пробы оценивалась с помощью непараметрического статистического теста Вилкоксона. Результаты статистического анализа показали, что при постуральном моделировании невесомости у испытуемых на третьи сутки эксперимента наблюдается значимое (p<0.05) снижение среднечастотного параметра AR800-1000 и повышение высокочастотных параметров AR_1400-1600 и AR_1600-1800. При ингаляции бронхорасширяющего препарата также наблюдается существенное повышение параметра AR_1600-1800, в то время как при погружении под воду в водолазном снаряжении замкнутого цикла наблюдается значимое снижение параметра AR_1400-1600. В качестве обоснования полученных результатов предложена акустическая модель, основанная на оценке влияния сужения просвета крупных и мелких дыхательных путей бронхиального дерева на линейную скорость воздушного потока и интенсивность шумов. Таким образом, удельные полосовые энергии шумов ФВ средне и высокочастотного диапазонов оказались чувствительны к рассмотренным типам физических и медикаментозных воздействий. При воздействии различных типов функциональных проб наблюдаются разнородные изменения этих акустических параметров, что сулит определенные диагностические перспективы. Ключевые слова: форсированный выдох, акустика, шумы дыхания, обработка сигналов

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.

Мизиряк Е.В., Кривошапкин А.Л., Педдер В.В., Бгатова Н.П., Котлярова А.А. «Морфофункциональные особенности гематоэнцефалического барьера и возможные пути его обхода с помощью физических и физикохимических факторов (обзор)» Южно-Сибирский научный вестник, № 4-2, с. 45-53 (2019)

Приведены данные по проблеме доступности лекарственных средств при лечении заболеваний головного мозга и иных, связанных с ним заболеваний, из-за наличия гематоэнцефалического барьера. Проведен анализ морфофункциональных и структурных составляющих гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), а также особенностей механизма транспорта в через них лекарственных веществ. Показаны возможности использования озон/NO-ультразвуковой технологии (метода) для введения лекарственных веществ непосредственного в нервную ткань с минимальным распространением их по всему организму в обход ГЭБ, что является новым подходом в решении проблем резистентности центральной нервной системы (ЦНС) к медикаментозной терапии. При данном воздействии транспорт веществ в ЦНС может быть реализован несколькими путями, одним из которых может явиться транснейронный путь. Он возможен благодаря непосредственной импрегнации лекарственных веществ в нервные окончания периферических нервов с последующим переносом их в ЦНС. Внедрение лекарственных средств в нервные окончания под действием низкочастотного ультразвука обеспечивается за счет их инициирования в ультразвуковом поле: кавитации, акустических течений, звукового давления, что приводит к усилению диффузии и трансцитоза веществ в нервную клетку

Котов В.М., Аверин С.В., Шкердин Г.Н. «Высокочастотный акустооптический модулятор-расщепитель с управляемыми поляризациями выходных каналов» Радиотехника и электроника, 64, № 12, с. 1197-1201 (2019)

Разработан двухканальный высокочастотный акустооптический (АО) модулятор-расщепитель, разделяющий оптическое излучение на два равноценных оптических канала и обеспечивающий модуляцию интенсивностей выходных каналов на двойной частоте звука. Модулятор позволяет достаточно просто менять поляризации выходных лучей. Макет модулятора, изготовленный из монокристалла ТеО₂, использован для модуляции и расщепления излучения с длиной волны 0.63·10^–4 см. Получена модуляция интенсивностей выходных каналов на частоте ∼200 МГц.

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.

Шатравин А.В., Кочетов О.Ю. «Применение методов машинного обучения для звукоподводной связи в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 14 (2019). 106 с.

Обсуждается опыт применения методов машинного обучения в задаче декодирования сигнала при осуществлении когерентной звукоподводной связи. Набор экспериментальных данных состоит из нескольких тысяч сеансов связи продолжительностью от 1 до 30 секунд, проведённых между автономными донными гидроакустическими станциями, которые устанавливались на шельфе Черного моря на глубине ∼35 м на расстоянии от 1 до 3 км друг от друга. Несущая частота составляла 10 кГц, скорость передачи данных 2 кбит/с, кодирование цифровой последовательности осуществлялось бинарной фазовой манипуляцией. Изменчивость гидрофизических параметров среды приводила к колебаниям доли ошибок декодирования в очень широких пределах от 0 до 0.1 при использовании стандартного метода компенсации межсимвольной интерференции MMSE-DFE (эквалайзер с обратной связью на основе минимизации математического ожидания среднеквадратичной ошибки). Соответствующие колебания уровня среднеквадратичной ошибки демодуляции составляли более 8 дБ. Использование альтернативных методов декодирования на основе сетей радиально-базисных функций, метода опорных векторов и свёрточных нейронных сетей позволяет добиться значительного улучшения качества связи. Однако эффективность этих подходов существенно зависит от объёма и представительности обучающих выборок. Мы исследуем зависимость качества обучения от временного распределения обучающих выборок, что интуитивно можно интерпретировать как полноту использованного для обучения набора данных в смысле разнообразия наблюдаемых во время сеансов связи импульсных откликов среды и фонового шума. Также был опробован искусственный способ расширения обучающих выборок посредством добавления к сигналам связи фонового шума, зарегистрированного в другие моменты времени. Ключевые слова: акустика мелкого моря, звукоподводная связь, машинное обучение

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Гришин А.А., Яковлева Е.В. «Вибрации обтекаемой пластины с одиночным отверстием» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 211-219 (2019)

Объект и цель научной работы. Исследование вибрации обтекаемой «скользящим» потоком пластины с одиночным отверстием, имеющим один и тот же размер вдоль потока и неодинаковый размер поперек потока. Материалы и методы. Измерения спектров вибрации пластины при последовательно увеличиваемой ширине отверстия. Основные результаты. Определены условия возникновения интенсивных максимумов вибрации (автоколебаний) обтекаемой пластины с отверстием разной ширины. Заключение. Установлено, что расширение отверстия приводит к появлению в спектре вибрации пластины дополнительных интенсивных максимумов, в том числе на частотах, отличающихся от частот Струхаля.

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Петров А.А., Савенко В.В. «Снижение вибраций и звукоизлучения корпусной пластины резонансным пластинчатым вибропоглотителем» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 220-230 (2019)

Объект и цель научной работы. Исследование эффективности снижения вибраций и звукоизлучения корпусной пластины посредством закрепленного на ней резонансного пластинчатого вибропоглотителя (РПВ). Материалы и методы. Расчетные оценки частот и форм колебаний пластинки РПВ двух типов: со свободными кромками и с жестким креплением в геометрическом центре пластинки к корпусной пластине. Измерения спектров вибрации и звукоизлучения макета корпусной пластины при отсутствии и наличии закрепленного на ней РПВ одного из двух типов. Эффективность вибропоглотителей определена по разнице соответствующих уровней вибрации и звукоизлучения корпусной пластины. Основные результаты. Установка РПВ второго типа с точечным креплением к корпусной пластине с выбранными согласно расчетам размерами приводит к значительному, в сравнении со случаем контакта с ней всей поверхности пластинки РПВ первого типа, уменьшению уровней низшего резонансного максимума в спектре вибрации и звукоизлучения корпусной пластины. Настройка низшей собственной частоты изгибных колебаний РПВ на частоту указанного максимума существенно повышает его эффективность по сравнению с ненастроенным РПВ. Заключение. Показана возможность существенного уменьшения уровней вибрации и звукоизлучения корпусной пластины посредством закрепленного на ней РПВ с жестким креплением в геометрическом центре пластинки РПВ.

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.

Барабанов С.И., Волков И.М., Кравцова А.С., Николенко И.В., Крючков С.В. «Фотометрические исследования АСЗ в ИНАСАН в 2008–2010 гг ..» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 278-286 (2019)

Представлены результаты фотометрических измерений астероидов 2002 NP1, 5786 Talos и астероида группы кентавров 2005 WY3, проведенные в 2008–2010 гг. на Симеизском 1-м телескопе ИНАСАН на г. Кошка. Получено наиболее точное значение периода 2002 NP1 равное 0.24626 дня, показатель его цвета V–Rc = 0.55; определен таксономический класс Q астероида 5786 Talos; найдена переменность блеска 2005 WY3, связанная с его осевым вращением и предположены наиболее вероятные значения периода вращения в 0.83 или 0.62 дня.

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/

Кравчун П.Н. «Акустика и новый орган реконструированного концертного зала Мурманской филармонии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 36 (2019). 106 с.

Рассматривается новое акустическое решение Концертного зала Мурманской филармонии, реализованное при его капитальной реконструкции в 2015–2016 гг., а также особенности нового концертного органа, установленного в зале (проект был приурочен к 100-летию Мурманска, отмечавшегося в конце 2016 года). Первоначально зал представлял собой традиционный для начала 1970-х годов зал заседаний городского Дома политпросвещения. В процессе реконструкции зала и реализации его нового акустического решения были полностью изменены интерьер зала и отчасти его архитектурно-планировочное решение (ликвидирован балкон, наклон пола партера существенно увеличен, что улучшило зрительное восприятие сцены по всей ее глубине, изменены контуры стен и потолка с целью обеспечения требуемой интенсивности и временной структуры отражений звука, установлены новые, специально спроектированные кресла и др.). Объем зала – 3300 куб. м, число слушателей – 560, удельный объем на слушателя – 5,9 куб. м на слушателя. Учитывая многофункциональность зала в рамках его филармонического назначения (камерная, эстрадная, народная, симфоническая, хоровая, органная музыка, а также речевые программы), акустика зала реализована как компромиссная (время реверберации на средних частотах в заполненном зале – около 1,65 с). В реконструированном зале установлен первый в российском Заполярье новый концертный орган. Инструмент, построенный немецкой органостроительной фирмой “Glatter-Gotz Orgelbau”, разделен на 2 части, установленные по бокам сцены. Инструмент имеет 3 мануала, педаль, 40 регистров. Разделение органа на 2 удаленные друг от друга части потребовало применения специальных акустических мероприятий, в результате чего удалось практически преодолеть акустические последствия пространственной «разобщенности» частей инструмента. Интонировка органа была выполнена поэтапно в 2016–2018 гг. Отзывы исполнителей и слушателей об акустике реконструированного зала и звучании органа в нем вполне благоприятны. Автор считает своим долгом особо отметить, что в разработке акустического решения зала на ее начальном этапе принял участие М.Ю. Ланэ (1950–2015).

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.

Козырева В.С., Кусакин А.В., Крайни Т., Богомазов А.И. «Фотометрические исследования 21 затменной двойной с эксцентричной орбитой» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 454-461 (2019)

Описывается постановка задачи поиска апсидального движения в 21 затменной двойной звезде. Приводится оценка возможности его определения в изучаемых системах в ближайшие годы, а также результаты наблюдений за 2009–2018 годы, в ходе которых были получены моменты минимумов кривых блеска данных звезд. Точность определения орбитальных периодов изучаемых двойных повышена в 10–100 раз по сравнению с имевшимися ранее данными. Для двух систем определены фотометрические элементы. В

Вознесенский А.С., Красилов М.Н., Куткин Я.О., Корякин В.В. «Особенности вибрационного отклика системы геосреда–анкер на ударное воздействие» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64 (2019). 106 с.

Обсуждаются результаты оценки прочности горных пород в кровле подземных горных выработок в массиве гипсоносных пород методом неразрушающего контроля анкерного крепления с помощью ударно-спектрального устройства «Анкер-Тест». Метод использует связь между прочностью и акустической добротностью горных пород. Влияние расслоения пород кровли, выветривания и давления вышележащих слоев на прочность породы вокруг очистной выработки и транспортного штрека показано путем измерения амплитуды, частоты и добротности на основе спектрального анализа отклика анкера, установленного в кровле, на ударное воздействие. Внешние слои породы кровли подвержены воздействию влаги и выветривания, они содержат больше механических повреждений по сравнению с внутренними слоями, как для камеры, так и для штрека. Для них среднее значение акустической добротности меньше, чем для внутренних слоев. Это связано с механическим повреждением в месте, где тестируется кровля камеры. Визуально нарушения (расслоение горных пород и их обрушение) в кровле штрека меньше, чем в камере. Это определяется геологическим строением и большой толщиной гипсовой кровли в штреке, что снижает механические напряжения в породах кровли. Внутренние слои в камере меньше подвержены влиянию, чем в штреке. На это влияет более короткая продолжительность обнажения кровли в камере по сравнению с штреком, когда количество накопленных трещин пропорционально продолжительности механической нагрузки и влажности, возникающей в нависающих породах. Этот метод может быть использован для неразрушающего контроля прочности, усталости и ресурса горных пород вокруг горных выработок. Ключевые слова: анкерная крепь, горные породы, геоконтроль, ударно-спектральный, кровля

Красненко Н.П. «Атмосферная акустика – итоги и пути развития» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 2-3 (2019). 106 с.

Рассматривается состояние дел по проблемам атмосферной акустики и пути дальнейшего развития этого направления. Это касается в первую очередь авторских интересов, разработок и исследований, связанных с созданием и использованием акустических систем: мощных излучающих систем звукового вещания и акустического воздействия, узконаправленных приемных микрофонов, приземного распространения звука, ультразвуковых метеорологических измерений, акустического зондирования атмосферы. Приводятся как отечественные результаты разработок и исследований, так и зарубежные. Ключевые слова: атмосферная акустика

Красненко Н.П., Раков Д.С., Раков А.С. «Характеристики звуковых волн, генерируемых ультразвуковым параметрическим излучателем» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 70-71 (2019). 106 с.

Приводятся результаты исследования характеристик звуковых волн, генерируемых ультразвуковым параметрическим излучателем, на небольших приземных трассах их распространения. Описана методика проведения экспериментальных исследований. Эксперименты проводились на 110 элементной ультразвуковой параметрической антенной решетке, работающей на частоте накачки 40 кГц. Особенность конструкции данной решетки заключается в том, что возможно генерирование разностной частоты за счет использования особенностей конструкции антенны (два излучающих контура), либо за счет генерирования амплитудно-модулированного сигнала. Рассматриваются измеренные диаграммы направленности излучения и осевые уровни звукового давления разностной частоты. Проводится сравнение с теоретическими расчетами. Ключевые слова: параметрический излучатель, частота накачки, разностная частота, трасса распространения, антенная решетка

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

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Упрощенный подход к анализу шума струи на основе теории Лайтхилла» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 43-44 (2019). 106 с.

Ключевые слова: шум струи, турбулентность, акустическая аналогия Лайтхилла

Крейнес М.Г., Крейнес Е.М. «Матричные модели текстов. Модели текстов и содержательное сходство текстов» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 31-49 (2020)

Представлены матричная модель текстов на естественных языках и модель количественного оценивания содержательного сходства текстов. Рассмотрено использование модели для поиска сходных по содержанию текстов. Проанализированы отличия матричной модели и формируемой на ее основе модели содержательного сходства текстов от распространенных подходов к анализу и моделированию текстов на естественных языках.

Крейнес М.Г., Крейнес Е.М. «Матричные модели текстов. Модели текстовых коллекций» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 37-57 (2020)

Представлены модели текстовых коллекций, формируемые на базе матричной модели текстов на естественных языках. В качестве методов формирования моделей коллекций рассмотрены способы вычислительного выявления тематической структуры текстовых коллекций. Предложено использование моделей для поиска тематически сходных текстовых коллекций и тематической категоризации текстов на основании моделей текстов и текстовых коллекций. Проанализированы отличия предложенных моделей текстовых коллекций от распространенных подходов к их анализу и моделированию.

Крейнес М.Г., Крейнес Е.М. «Матричные модели текстов. Модели текстов и содержательное сходство текстов» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 31-49 (2020)

Представлены матричная модель текстов на естественных языках и модель количественного оценивания содержательного сходства текстов. Рассмотрено использование модели для поиска сходных по содержанию текстов. Проанализированы отличия матричной модели и формируемой на ее основе модели содержательного сходства текстов от распространенных подходов к анализу и моделированию текстов на естественных языках.

Крейнес М.Г., Крейнес Е.М. «Матричные модели текстов. Модели текстовых коллекций» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 37-57 (2020)

Представлены модели текстовых коллекций, формируемые на базе матричной модели текстов на естественных языках. В качестве методов формирования моделей коллекций рассмотрены способы вычислительного выявления тематической структуры текстовых коллекций. Предложено использование моделей для поиска тематически сходных текстовых коллекций и тематической категоризации текстов на основании моделей текстов и текстовых коллекций. Проанализированы отличия предложенных моделей текстовых коллекций от распространенных подходов к их анализу и моделированию.

Крейчи С.А., Кедрова Г.Е. «Интерференция тюркоязычных фонетических систем при изучении русского языка» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 24 (2019). 106 с.

Интерференция фонетических систем разных языков часто является существенным препятствием для безакцентного произношения при изучении иностранного языка. В данной работе исследовалось влияние фонетической организации устной речи носителей тюркских языков на произношение звуков и реализацию интонации в русской речи тюркоязычных студентов, изучающих русский язык как иностранный. В качестве звукового материала использовались записи чтения сбалансированного словаря из 1,5 тысяч наиболее часто употребляемых русских слов, чтение анкетных вопросов и спонтанных ответов на них, находящиеся в базе данных звучащей русской речи, разработанной в лаборатории фонетики и речевой коммуникации филологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Анализ отклонений от русской произносительной нормы проводился как на сегментном, так и на супрасегментном уровне. В качестве образца для сравнения использовался аналогичный звуковой материал, начитанный носителями русского языка с нормативным литературным произношением. Выделены основные акустические и артикуляторные признаки интерференции при произнесении отдельных звуков русской речи и их сочетаний, а также отличительные особенности просодической реализации русской синтагмы под влиянием эквивалентных высказываний на родном языке у носителей тюркских языков. Ключевые слова: тюркоязычный, интерференция, фонетические системы, безакцентный, спонтанная речь, артикуляторные признаки, просодическая реализация, синтагма.

Мизиряк Е.В., Кривошапкин А.Л., Педдер В.В., Бгатова Н.П., Котлярова А.А. «Морфофункциональные особенности гематоэнцефалического барьера и возможные пути его обхода с помощью физических и физикохимических факторов (обзор)» Южно-Сибирский научный вестник, № 4-2, с. 45-53 (2019)

Приведены данные по проблеме доступности лекарственных средств при лечении заболеваний головного мозга и иных, связанных с ним заболеваний, из-за наличия гематоэнцефалического барьера. Проведен анализ морфофункциональных и структурных составляющих гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), а также особенностей механизма транспорта в через них лекарственных веществ. Показаны возможности использования озон/NO-ультразвуковой технологии (метода) для введения лекарственных веществ непосредственного в нервную ткань с минимальным распространением их по всему организму в обход ГЭБ, что является новым подходом в решении проблем резистентности центральной нервной системы (ЦНС) к медикаментозной терапии. При данном воздействии транспорт веществ в ЦНС может быть реализован несколькими путями, одним из которых может явиться транснейронный путь. Он возможен благодаря непосредственной импрегнации лекарственных веществ в нервные окончания периферических нервов с последующим переносом их в ЦНС. Внедрение лекарственных средств в нервные окончания под действием низкочастотного ультразвука обеспечивается за счет их инициирования в ультразвуковом поле: кавитации, акустических течений, звукового давления, что приводит к усилению диффузии и трансцитоза веществ в нервную клетку

Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. «Результаты экспериментальных исследований влияния многолучевого распространения акустических сигналов с ЛЧМ на работу системы позиционирования подводного аппарата в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 18 (2019). 106 с.

Приведены результаты экспериментальных исследований амплитудных и фазовых характеристик сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в интерферометрической системе позиционирования подводного аппарата (ПА). Сигналы с ЛЧМ применяются в системах позиционирования для увеличения энергетики и помехозащищенности. Исследования проведены в мелководном водоеме в условиях многолучевого распространения сигналов маяка –ответчика на ПА к антеннам интерферометра. Высокоточные измерения дальности до маяка обеспечиваются широкой полосой девиации ЛЧМ сигнала и оптимальной обработкой, а угла – размером базы интерферометра. Увеличение точности угловых измерений в системах позиционирования достигается фазоразностными вычислениями сигналов с антенн интерферометра. Поскольку для обеспечения высокой энергетики база ЛЧМ сигнала достигается большой длительностью, то интерферометром принимаются и сигналы рассеянные дном и водной поверхностью, искажающие и зашумляющие интерференционную картину. Анализ экспериментальных распределений модуля мощности сигналов, принимаемых антеннами интерферометра, выявил присутствие отражений от дна и поверхности воды, при этом фазы принятых сигналов носят не случайный характер, а характерную структуру. Проведено математическое моделирование распространения сигналов с ЛЧМ в мелком водоеме, позволяющее объяснить фазовую структуру сигналов, принятых антеннами интерферометра. Сравнение результатов моделирования и экспериментальных измерений подтвердило когерентность сигналов маяка и зеркальных отражений от поверхности дна и воды, что определяет неслучайное поведение фазы сигналов, принятых интерферометром. При этом выявлена связь изменений фазограмм с изменениями глубины водоема в точке зеркального отражения. Полученные результаты имеют важное научное и практическое значение при планировании исследований в мелком море и при проектировании систем подводной навигации, локации и связи. Ключевые слова: гидроакустические системы, ЛЧМ сигналы, корреляционная обработка сигналов, позиционирование подводного аппарата, мелкое море

Брагин М.Д., Криксин Ю.А., Тишкин В.Ф. «Разрывный метод Галеркина с энтропийным ограничителем наклонов для уравнений Эйлера» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 113-128 (2020)

Обобщен вариационный подход к получению уравнений энтропийно устойчивого разрывного метода Галеркина. Показано, как в данном подходе может быть учтено требование к монотонности численного решения. Применительно к уравнениям Эйлера разработан новый экономичный приближенный метод решения задачи исследуемого вариационного подхода – энтропийный ограничитель наклонов. Он гарантирует монотонность численного решения, неотрицательность давления и производства энтропии в каждом конечном элементе. Этот метод успешно протестирован на некоторых известных модельных газодинамических задачах.

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.

Юнгельсон Л.Р., Пьерсанти Л., Торнамбе А., Кристало С. «Термоядерные вспышки звезд AM CVn» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 214-220 (2019)

Рассмотрена начальная стадия эволюции звезд типа AM CVn с донорами – белыми карликами (БК), сопровождающаяся термоядерными вспышками в слое аккрецированного He. Показано, что аккреция не приводит к детонации Не и аккреторы в системах AM CVn завершают эволюцию как массивные БК. Впервые показано, что в ходе вспышек возможен синтез богатых нейтронами изотопов, инициированный реакцией ²²Ne(α, n)²⁵Mg.

Крохмаль А.А., Сапожников О.А., Кудан Е.В., Цысарь С.А., Хесуани Ю.Д., Парфенов В.А. «Сборка кольцеобразного конструкта из тканевых сфероидов в магнитноакустическом поле» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 51-52 (2019). 106 с.

Нехватка донорских органов является важной проблемой в современной медицине. Перспективным решением является изготовление тканей и органов человека с использованием трехмерной биопечати. В большинстве существующих методов биотехнологии используются каркасы, изготовленные из биоматериалов или наноматериалов. Недавно был предложен инновационный метод биофабрикации, в котором трехмерные тканевые конструкции были изготовлены методом магнитной левитации без различных каркасов в нетоксичной парамагнитной жидкости. В качестве строительных блоков при конструировании тканевых конструктов используются тканевые сфероиды – плотно упакованные сферические агрегаты живых клеток диаметром 0,2 мм. Собранные вместе в магнитную ловушку, тканевые сфероиды контактируют друг с другом и, таким образом, сливаются, образуя трехмерную тканевую конструкцию. Однако магнитная левитация позволяет изготавливать структуры простой формы, тогда как реальные органы содержат полые внутри кровеносные сосуды. Следовательно, желательно формировать тканевые конструкции с некоторыми внутренними каналами. В качестве первого шага в решении этой проблемы в данной работе представлен метод магнитоакустической биофабрикации. Чтобы создать правильную ловушку, мы объединили магнитные и акустические поля. Магнитная система состояла из двух противоположно ориентированных магнитов с пустым пространством между ними. В это пространство был помещен цилиндрический ультразвуковой преобразователь, а внутри пьезокерамического цилиндра был помещен пластиковый контейнер с тканевыми сфероидами. Конструкция была сформирована в области, где гравитация была компенсирована магнитными силами в вертикальном направлении, и из-за магнитного градиента в горизонтальной плоскости сфероиды ткани перемещались навстречу друг другу, поднимаясь над дном контейнера. Пьезоэлектрический преобразователь создавал стоячие цилиндрические ультразвуковые волны. Акустическая радиационная сила действовала от пучности к узлу, вызывая образование кольца из тканевых сфероидов. Удерживание сфероидов в такой ловушке в течение 18–20 часов привело к их слиянию в сплошную живую ткань в форме кольца. Изменение частоты и амплитуды ультразвуковой волны позволило регулировать размер и ширину результирующего тканевого кольца. Ключевые слова: акустическая радиационная сила, акустическая левитация, магнитная левитация, тканевые сфероиды

Бритенков А.К., Боголюбов Б.Н., Фарфель В.А., Смирнов С.Ю., Круглов Н.Ю., Кушнерёв Д.Н. «Расчет, конструирование и изготовление электрических эквивалентов мощных низкочастотных гидроакустических преобразователей» Радиотехника, № 5-2, с. 129-136 (2019)

Постановка проблемы: одной из актуальных проблем гидроакустики является создание мощных низкочастотных излучающих комплексов, развивающих давление в сотни тысяч Паскаль на метр в диапазоне частот до 1000 Гц. Гидроакустические излучатели таких комплексов имеют, как правило, большие габаритные размеры (до 3 м), большую массу (до 5 т) и высокую стоимость. Для эффективной работы излучающего комплекса необходимо согласование системы возбуждения и преобразователя. Использование электрических эквивалентов излучателей сокращает стоимость и сроки разработки согласующих устройств, однако накладывает специфические требования на расчет и изготовление эквивалентов мощных излучателей из-за высокой интенсивности излучения. Так, большая индуктивность дросселя электрического эквивалента преобразователя и высокие уровни действующего напряжения осложняет обеспечение электрической прочности и соответствие расчетным характеристикам. Цель: провести расчет и создать алгоритм разработки мощных низкочастотных гидроакустических преобразователей. Результаты: приведенные расчеты и алгоритм разработки позволяют упростить изготовление эквивалента излучателя и снизить его стоимость, сохраняя идентичность параметрам эквивалентной схемы преобразователя. Практическая значимость: приведенная методика может быть успешно использована и для других инженерных приложений радиотехники и гидроакустики, а также для разработки активных электрических эквивалентов и эквивалентов протяженных излучающих систем.

Круковский А.Ю., Гасилов В.А., Повещенко Ю.А., Шарова Ю.С., Клочкова Л.В. «Реализация полностью консервативной лагранжево-эйлеровой схемы для двумерных задач магнитной газодинамики» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 50-70 (2020)

Рассматривается алгоритм численного решения уравнений магнитной газодинамики (МГД), аппроксимированных полностью консервативной лагранжево-эйлеровой разностной схемой. Полная система уравнений динамики высокотемпературной среды решается с учетом кондуктивного (электронного, ионного) и лучистого переноса тепла. Этап расчета, относящийся к вычислениям на лагранжевой подвижной сетке, реализуется на основе неявных аппроксимаций. Соответствующие разностные уравнения решаются итерационным методом с последовательным учетом физических процессов. Получены оценки сходимости для различных комбинаций разностных уравнений, сгруппированных соответственно физическим процессам. Справедливость полученных оценок подтверждена в вычислительных экспериментах с модельными и прикладными задачами.

Преображенский В.Л., Крутянский Л.М., Tiercelin N., Pernod P. «Магнитоэлектроакустическая динамика в стрейнтронной ячейке памяти с произвольным доступом» Письма в Журнал технической физики, 46, № 1, с. 43-46 (2020)

Стрейнтронный принцип энергонезависимой магнитоэлектрической памяти с произвольным доступом (MELRAM) привлекает к себе внимание благодаря перспективе достижения на его основе ультранизкого энергопотребления в запоминающих устройствах. Механизм переключения магнитных моментов импульсным деформированием упруго связанных магнитной и пьезоэлектрической подсистем сопряжен с возбуждением акустических колебаний в ячейках памяти. Период колебаний в наноразмерных ячейках сопоставим с временем переключения магнитных моментов, что может вносить искажения в процесс записи информации. Исследуется влияние акустических возбуждений на динамику магнитных переключений с помощью численного моделирования применительно к магнитострикционной ячейке размером 50×50×400 nm на пьезоэлектрической подложке PMN-PT <011>. Определены параметры управляющих электрических импульсов, обеспечивающие устойчивое бинарное переключение магнитных состояний системы. Ключевые слова: пьезоэлектрик-магнетик, импульсное деформирование, акустические колебания, переключения намагниченности.

Крутянский Л.М., Преображенский В.Л., Перно Ф. «Неустойчивость низкочастотной гравитационно-капиллярной волны под действием стационарного ультразвука» Письма в ЖЭТФ, 110, № 10, с. 666-670 (2019)

В условиях облучения поверхности жидкости непрерывным плоским ультразвуковым пучком постоянной амплитуды обнаружен новый вид неустойчивости стоячих гравитационно-капиллярных волн. При интенсивности ультразвука с частотой 1.03 МГц, превышающей определенное пороговое значение, наблюдается возбуждение одной из собственных мод гравитационно-капиллярных волн с частотой 6.56 Гц. Время установления стационарной амплитуды колебания поверхности значительно превосходит собственное время релаксации моды и уменьшается с ростом надкритичности. Сценарий развития неустойчивости подобен обратному энергетическому каскаду.

Крутянский Л.М., Преображенский В.Л., Макалкин Д.И., Брысев А.П., Pernod P. «Параметрическое взаимодействие триад капилярно-гравитационных волн на поверхности жидкости при действии на нее радиационного давления ультразвука» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 97-98 (2019). 106 с.

Взаимодействие ультразвука с возмущениями поверхности жидкости представляют интерес как с точки зрения фундаментальной физики волн, так и с точки зрения возможных приложений в интенсивно развивающейся в настоящее время микро-акусто-флюидике, а так же при лабораторном моделировании мегамасштабных волновых процессов в океане. В настоящей работе представлены первые результаты экспериментальной реализации и изучения нелинейного параметрического взаимодействия ультразвука и гравитационно-капиллярных волн (ГКВ) на свободной поверхности жидкости. Специфической особенностью физического механизма связи волн в данном случае является зависимость сил радиационного давления излучения плоской ультразвуковой волны от формы поверхности, на которую они действуют. Выполненные эксперименты подтверждают существование предсказанной ранее в работе V. Preobrazhensky, V. Aleshin, P. Pernod, Physics of Wave Phenomena, 2018, v.26, p.234 индуцированной радиационным давлением ультразвука нелинейной параметрической связи триад ГКВ. В экспериментах моды стоячих ГКВ возбуждались с помощью узкого ультразвукового пучка с несущей частотой 1.030 MHz и параметрически связанной с ним плоской ультразвуковой волной с несущей частотой 1.035 MHz. При этом амплитуда пучка модулировалась на резонансных частотах обертонов ГКВ f₂=5.265 Гц и f₄=7.873 Гц, а амплитуда плоской волны модулировалась на частоте f_p=2.657 Гц с тем, чтобы удовлетворять условию нелинейного параметрического резонанса f_p=2f₂– f₄. Сопоставление результатов измерений амплитуд параметрически взаимодействующих триад ГКВ с критическим условием для реализации эффекта взрывной неустойчивости показали, что в проведенных экспериментах имел место подпороговый режим параметрического взаимодействия, инкремент которого примерно в четыре раза меньше критического значения, при достижении которого в системе наступает взрывная неустойчивость. В связи с этим обсуждаются возможные пути выполнения условий взрывной неустойчивости в данной системе. Ключевые слова: параметрическая связь волновых триад, гравитационно-капиллярные волны, ультразвуковая накачка

Николенко И.В., Крючков С.В., Барабанов С.И., Волков И.М. «Телескопы Симеизской обсерватории ИНАСАН: сегодняшнее состояние и перспективы» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 85-92 (2019)

Приведен обзор телескопов, имеющихся на Симеизской обсерватории ИНАСАН, и перспективы их развития.

Леонов В.А., Крючков С.В., Мазуров В.А. «Техническое обеспечение наблюдений слабых поточных метеоров» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 116-121 (2019)

Конструктив современных систем наблюдений за метеорами в последние два десятилетия практически не изменился и обычно включает ПЗС-камеру, объектив, герметичный кожух и прочие вспомогательные системы для стабилизации температуры, открытия/закрытия крышки объектива и передачи данных. Поэтому модернизация и усовершенствование таких систем может происходить в разных направлениях – это внедрение новых технических решений, которые обычно происходят посредством улучшения оптики, и редко осуществляется путем внедрения новых механизмов, и усовершенствование электронной части и систем управления – печатных плат или микроконтроллеров. В работе рассмотрены некоторые способы усовершенствования патрульных метеорных камер, применяемых в ИНАСАН для регистрации слабых поточных метеоров.

Барабанов С.И., Волков И.М., Кравцова А.С., Николенко И.В., Крючков С.В. «Фотометрические исследования АСЗ в ИНАСАН в 2008–2010 гг ..» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 278-286 (2019)

Представлены результаты фотометрических измерений астероидов 2002 NP1, 5786 Talos и астероида группы кентавров 2005 WY3, проведенные в 2008–2010 гг. на Симеизском 1-м телескопе ИНАСАН на г. Кошка. Получено наиболее точное значение периода 2002 NP1 равное 0.24626 дня, показатель его цвета V–Rc = 0.55; определен таксономический класс Q астероида 5786 Talos; найдена переменность блеска 2005 WY3, связанная с его осевым вращением и предположены наиболее вероятные значения периода вращения в 0.83 или 0.62 дня.

Крохмаль А.А., Сапожников О.А., Кудан Е.В., Цысарь С.А., Хесуани Ю.Д., Парфенов В.А. «Сборка кольцеобразного конструкта из тканевых сфероидов в магнитноакустическом поле» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 51-52 (2019). 106 с.

Нехватка донорских органов является важной проблемой в современной медицине. Перспективным решением является изготовление тканей и органов человека с использованием трехмерной биопечати. В большинстве существующих методов биотехнологии используются каркасы, изготовленные из биоматериалов или наноматериалов. Недавно был предложен инновационный метод биофабрикации, в котором трехмерные тканевые конструкции были изготовлены методом магнитной левитации без различных каркасов в нетоксичной парамагнитной жидкости. В качестве строительных блоков при конструировании тканевых конструктов используются тканевые сфероиды – плотно упакованные сферические агрегаты живых клеток диаметром 0,2 мм. Собранные вместе в магнитную ловушку, тканевые сфероиды контактируют друг с другом и, таким образом, сливаются, образуя трехмерную тканевую конструкцию. Однако магнитная левитация позволяет изготавливать структуры простой формы, тогда как реальные органы содержат полые внутри кровеносные сосуды. Следовательно, желательно формировать тканевые конструкции с некоторыми внутренними каналами. В качестве первого шага в решении этой проблемы в данной работе представлен метод магнитоакустической биофабрикации. Чтобы создать правильную ловушку, мы объединили магнитные и акустические поля. Магнитная система состояла из двух противоположно ориентированных магнитов с пустым пространством между ними. В это пространство был помещен цилиндрический ультразвуковой преобразователь, а внутри пьезокерамического цилиндра был помещен пластиковый контейнер с тканевыми сфероидами. Конструкция была сформирована в области, где гравитация была компенсирована магнитными силами в вертикальном направлении, и из-за магнитного градиента в горизонтальной плоскости сфероиды ткани перемещались навстречу друг другу, поднимаясь над дном контейнера. Пьезоэлектрический преобразователь создавал стоячие цилиндрические ультразвуковые волны. Акустическая радиационная сила действовала от пучности к узлу, вызывая образование кольца из тканевых сфероидов. Удерживание сфероидов в такой ловушке в течение 18–20 часов привело к их слиянию в сплошную живую ткань в форме кольца. Изменение частоты и амплитуды ультразвуковой волны позволило регулировать размер и ширину результирующего тканевого кольца. Ключевые слова: акустическая радиационная сила, акустическая левитация, магнитная левитация, тканевые сфероиды

Романюк И.И., Семенко Е.А., Моисеева А.В., Якунин И.А., Кудрявцев Д.О. «Магнитные поля СР-звезд в ассоциации Орион ОВ1. III. Звезды подгруппы (a)» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 60-66 (2019)

Представлены результаты измерений магнитных полей 10 химически пекулярных звезд подгруппы (a) ассоциации Орион ОВ1: HD 33917, HD 34859, HD 35008, HD 35039, HD 35177, HD 35575, HD 35730, HD 36549, HD 38912, HD 294046. Наблюдения проведены с анализатором круговой поляризации на Основном звездном спектрографе 6-м телескопа САО РАН. Магнитное поле найдено у четырех звезд, у шести остальных его величина оказалась ниже предела обнаружения.

Моисеева А.В., Романюк И.И., Семенко Е.А., Кудрявцев Д.О., Якунин И.А. «Результаты измерений фундаментальных параметров СР-звезд, выполненных на 6-м телескопе. I. Наблюдения 2009–2011 годов» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 67-71 (2019)

Приводятся результаты определения фундаментальных параметров (эффективной температуры, ускорения силы тяжести, светимости, массы, радиуса, скорости вращения, лучевой скорости) 146 звезд, наблюдавшихся на 6-м телескопе БТА с помощью ОЗСП в 2009–2011 гг., 124 из которых – магнитные или потенциально магнитные объекты. Было получено и проанализировано более 500 пар спектров циркулярно-поляризованного излучения. Для оценки фундаментальных параметров использовались различные методы и подходы.

Панов А.Д., Бурсов Н.Н., Бескин Г.М., Эркенов А.К., Филиппова Л.Н., Филиппов В.В., Гиндилис Л.М., Кардашев Н.С., Кудряшова А.А., Стариков Е.С., Вилсон Дж., Пустильник Л.А. «Наблюдения по программе SETI на телескопе РАТАН-600 в 2015 и 2016 гг.» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 252-264 (2019)

В 2015–2016 гг. в САО РАН на радиотелескопе РАТАН-600 проводились регулярные наблюдения по программе SETI. Объектами поиска сигналов искусственного происхождения были около 30 солнцеподобных звезд и два шаровых скопления с высокой металличностью. Основной идеей, положенной в основу этих исследований, были многократные повторяющиеся наблюдения (мониторинг) одних и тех же объектов. Данные анализировалисьтремя способами: проводился поиск одиночного сильного сигнала, оценивался усредненный за все время наблюдений поток излучения, анализировалиськорреляции сигналов разных частот. Накопление информации за два года наблюдений позволило провести поиск слабых сигналов с уровнем обнаружения в несколько миллиянских на волнах 2.7 и 6.3 см. Усредненные по всему набору данных ограничения для мощности сигналов внеземных цивилизаций лежат практически у всех объектов в интервале 10¹⁶–10²⁰ Вт, верхние же пределы для светимости в единичных наблюдениях (время прохождения диаграммы 7–19 секунд) составляют 10¹⁷–10²¹ Вт, при этом эффективные изотропные излучаемые мощности их гипотетических передатчиков не превышают 2·10⁹–2·10¹³ Вт, что близко к данному параметру для крупнейших наземных планетарных радаров. Полученные ограничения на светимость свидетельствуют об отсутствии радиоизлучения собственно и у наблюдавшихся солнцеподобных звезд, стационарного в среднем за время наблюдений и вспышечного в отдельных сеансах.

Тарасов Н.И., Поляков С.В., Карамзин Ю.Н., Кудряшова Т.А., Подрыга В.О., Пузырьков Д.В. «Моделирование потока вязкой несжимаемой жидкости с помощью квазигидродинамической системы уравнений» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 33-43 (2019)

Рассматривается проблема моделирования потока вязкой несжимаемой жидкости с помощью квазигидродинамической системы уравнений. Использование данного подхода позволяет избежать неустойчивости при расчете давления при использовании классической постановки уравнений Навье–Стокса, проявляющейся при использовании ячеистых численных схем. Для численной реализации КГД уравнений использовался метод конечных объемов по центрам ячеек, в случае двумерной задачи – квадратных, в случае трехмерной задачи – кубических. В качестве тестовых расчетов было проведено две серии расчетов в областях сложной геометрии для нескольких чисел Рейнольдса, а также проведено сравнение результатов с программным пакетом ANSYS CFX. Сравнение показало высокое качество результатов численного моделирования при использовании КГД системы уравнений.

Слемзин В.А., Горяев Ф.Ф., Родькин Д.Г., Шугай Ю.С., Кузин С.В. «Образование корональных выбросов массы в солнечной короне и распространение в гелиосфере порождаемых ими плазменных потоков» Физика плазмы, 45, № 10, с. 867-902 (2019)

Представлен обзор исследований корональных выбросов массы (КВМ) и распространения в гелиосфере производных от них транзиентных потоков межпланетных корональных выбросов массы (МКВМ) в солнечном ветре. Рассматриваются основные параметры МКВМ, их отличия от других типов потоков солнечного ветра, корреляция частоты выбросов со вспышками и состоянием солнечной активности. Особое внимание уделяется формированию и моделированию ионного состава плазмы КВМ/МКВМ, который является одним из ключевых факторов идентификации типов потоков и их источников, особенно в сложных комплексных структурах, образующихся в гелиосфере при взаимодействии потоков. Рассматриваются модели прогнозирования параметров потоков солнечного ветра по данным наблюдений. Обзор содержит перечни источников данных о корональных выбросах и баз данных о параметрах потоков солнечного ветра, а также многочисленные ссылки на работы по исследованиям рассматриваемых явлений.

Кузин С.П. «Методика обработки doris измерений формата RINEX» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 99-103 (2019)

Группа космической геодезии ИНАСАН является одним из центров анализа измерений французской спутниковой радиотехнической доплеровской системы DORIS (Determination of Orbit and Integrated Radiopositioning by Satellite) и регулярно, начиная с 1998 г., поставляет свои продукты в Международную Службу DORIS (IDS). DORIS измерения обрабатываются в настоящее время центром анализа ИНАСАН в формате doris2.2 с помощью программного пакета GIPSY-OASIS II, разработанного JPL (США). Начиная с запуска спутника JASON-2 (2008 г.) измерения системы DORIS появились в новом формате RINEX, который в ближайшем будущем станет единственным форматом представления DORIS данных. Так как теущая версия программы GIPSY-OASIS II не поддерживает обработку измерений формата RINEX, то в целях дальнейшего существования ИНАСАН, как центра анализа IDS, возникла необходимость разработки собственного программного пакета обработки DORIS данных формата RINEX. В конце 2018 г. получены первые результаты обработки DORIS данных, выраженных в формате RINEX. В данной статье приводится методика обрабтки DORIS измерений формата RINEX.

Кузин С.П. «Сравнительный анализ современного состояния отечественной системы фундаментального геодезического обеспечения и обоснование необходимости ее мониторинга» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 104-109 (2019)

Наша планета – сложная динамическая система, состоящая из ряда подсистем (твердой Земли, гидросферы, атмосферы, криосферы, биосферы). Все подсистемы Земли находятся в постоянном взаимодействии и динамическом равновесии. При этом изменения параметров подсистем могут приводить к природным катастрофам: землетрясения, цунами, извержение вулканов и другие катаклизмы, которые отражают динамику нашей неспокойной планеты. Понимание системы Земля не может быть достигнуто без достаточного количества наблюдений большого числа параметров, характеризующих процессы в земной системе. В связи с этим весьма актуальной задачей является создание системы мониторинга параметров, характеризующих процессы в системе Земля. Осуществление мониторинга за этими параметрами осуществляется с помощью системы фундаментального геодезического обеспечения, которая, в свою очередь, сама подвержена непрерывным изменениям и нуждается в постоянном мониторинге.

Попов П.А., Кузнецов А.В. «Оценка виброакустических нагрузок на ракету-носитель "Союз-5" с использованием экспериментальных данных и результатов конечно-элементного моделирования» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 44-45 (2019). 106 с.

Одной из важнейших задач при проектировании ракетно-космической техники является выявление источников акустических нагрузок, их оценка, а затем организация возможных конструктивных решений по их снижению. На стадии разработки рабочей документации нормативные требования по акустическим и вибрационным воздействиям предоставляются подразделениям-разработчикам аппаратуры для формирования разделов технических заданий, технических условий и используются при конструкторских испытаниях аппаратуры. Обязательным требованием при проверке приборов на работоспособность при испытаниях является подтверждение их устойчивого функционирования при воздействии виброакустического нагружения. Среди всего оборудования особое место занимают гироскопические приборы управления полётом ракеты-носителя (РН), двигательные установки и, конечно же, полезная нагрузка, расположенная под головным обтекателем РН. Данные приборы и агрегаты участвуют в непосредственном управлении полётом, а надёжное функционирование полезной нагрузки на орбите является главным требованием заказчика РН и космических аппаратов (КА). Важным этапом разработки изделий являются зачётные вибродинамические испытания конструкции. На данном этапе проверяются частотные, прочностные и передаточные характеристики РН. Однако, наиболее точно заданные режимы при данных испытаниях – задача, стоящая ещё на начальных этапах работ и требующая определённой точности, ведь как перегрузка, так и недогрузка могут отрицательно повлиять на результат общей работы. При разработке требований по режимам вибрационного нагружения на элементы конструкции перспективных РН и сборочно-защитных блоков (СЗБ), требуются уже апробированные (по возможности на прежних изделиях) методические средства с привлечением экспериментальных измерений. В работе представлены результаты расчётно-экспериментального анализа виброакустического нагружения сухих отсеков проектируемой в настоящее время РН «Союз-5» в зависимости от типа конструкции (вафельная, стрингерная, гладкая), массы навесного оборудования (от 5 до 200 кг) и, конечно, внешнего нагружения, которое при проведении проектных работ задавалось как в виде акустического при решении связной упруго-акустической задачи, так и в виде эквивалентного акустическому синусоидального давления. Ключевые слова: ракета-носитель, сухой отсек, акустическое нагружение, вибрационный отклик, демпфирование

Кузнецов В.Б., Бобров Н.В. «Коартикуляционное доминирование мягкости согласных и распознавание их места образования по F2-переходам окружающих гласных в русскоЙ речи» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 25 (2019). 106 с.

На основе качественного анализа ограниченных данных было выдвинуто предположение, что формантный переход после мягких согласных (в отличие от твердых согласных) содержит мало информации о месте их образования. Это объяснялось тем, что артикуляция палатализации в процессе коартикулящии согласного с последующим гласным является определяющим фактором. Результаты перцептивных экспериментов свидетельствовали в пользу этого предположения: было установлено, что в большинстве случаев опознание места образования удаленного мягкого согласного по последующему гласному не превышает уровень случайного угадывания. Одновременно было продемонстрировано, что предшествующий гласный обеспечивает довольно точную идентификацию места образования мягкого согласного. Задача настоящего исследования – получить на основе анализа представительных данных достоверную оценку информативности F₂-перехода о месте образования мягкого согласного на предыдущем и последующем гласных. В качестве инструмента количественного описания F₂-переходов применялись локус уравнения, представляющие собой уравнения линейной регрессии начального или конечного значения частоты F₂ по значениям F₂, измеренным в характерной точке данного гласного. Было записано 6 дикторов мужчин, которые с троекратным повторением произносили в рамочном предложении структуру СГСГ с ударением на втором слоге. Гласные и согласные были в структуре идентичными. В качестве согласных использовались мягкие взрывные и фрикативные [п', т', к', ф', с', х'] и в качестве гласных – [а, и, у]. Точки измерения формантных частот определялись по спектрограммам и осциллограммам. Границы окна анализа устанавливались вручную и его длина равнялась одному периоду. Вычисляемые БПФ и ЛПК спектры накладывались друг на друга, и путем подбора порядка модели ЛПК добивались максимального совпадения спектральных максимумов. Частота F₂ измерялась на ЛПК спектре. Статистически достоверного различия между локус уравнениями для ударных и безударных СГ-переходов в зависимости от способа и места образования согласного не обнаружено. Достоверно различались уравнения для мягких согласных в ударном и безударном слогах. Интерпретация результатов регрессионного анализа ГС-перехода носит сложный характер. Ключевые слова: F₂-переход, частота форманты, локус уравнение, место образования, мягкий согласный.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Ослабление регулярной составляющей инфразвуковых векторно-скалярных сигналов от мультиполей в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 93-94 (2019). 106 с.

Выполнено численное и аналитическое исследование зависящих от расстояния закономерностей ослабления регулярных составляющих звукового давления (ЗД) и ортогональных – горизонтальной и вертикальной проекций вектора колебательной скорости (ГП ВКС и ВП ВКС). Анализ произведен применительно к мультипольным источникам (МПИ) – монополям, вертикальным и горизонтальным диполям, а также квадруполям с двумя горизонтальными, двумя вертикальными и смешанными осями. Расчеты выполнены для низкочастотных полей, образованных этими источниками в волноводе Пекериса. Установлено, что наблюдается существенное различие законов спадания сигналов от различных типов МПИ, в частности, сигналы, образованные вертикальными диполями и квадруполями со смешанными осями, а также вертикальные составляющие колебательной скорости убывают существенно быстрее, чем остальные, например, давление и горизонтальные составляющие векторно-скалярного поля. Закономерности ослабления давления и проекций колебательной скорости также существенно зависят от расстояния между источником и приемниками и ориентации мультипольного источника. Показано, что сигналы, излученные всеми типами мультиполей при условии их расположения вблизи границ раздела, или принятые скалярными или векторными приемниками, расположенными у свободной поверхности или у дна, при увеличении расстояния ослабляются значительно быстрее, чем для источников или приемников, расположенных в середине волновода. Установлено, что полученные в результате исследования аппроксимирующие зависимости описывают законы спадания достаточно точно. Эти зависимости представлены в виде простых аналитических соотношений, зависящих от различных параметров, которые характеризуют условия проведения эксперимента, что позволяет выполнить обоснованный и достаточно точный прогноз пределов изменения ЗД, ГП ВКС и ВП ВКС при вариации частоты, глубины волновода, глубин расположения источников и приемников, а также расстояния между ними. Эти оценки производятся, не прибегая к сложным полевым расчетам. Ключевые слова: волновод Пекериса, мультиполи, векторно-скалярные поля, аппроксимация законов ослабления инфразвука, влияние условий распространения.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Пространственная структура инфразвуковых сигналов мультипольных источников в зонах интерференционных максимумов в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 94 (2019). 106 с.

Анализ характеристик инфразвуковых сигналов в зонах интерференционных максимумов (ИМА) представляет интерес из-за увеличения отношения сигнал/помеха и особых свойств поля в этих зонах. В связи с этим выполнено численное и аналитическое исследование пространственной структуры и закономерностей ослабления звукового давления (ЗД) и проекций вектора колебательной скорости (ВКС). В качестве источников рассмотрены инфразвуковые мультиполи (МП) различного типа, размещенные в волноводе Пекериса. Установлено, что в зонах ИМА для всех типов МП целый ряд закономерностей пространственной структуры и законов ослабления ЗД и ВКС хорошо согласуется с аналогичными характеристиками регулярной составляющей гидроакустического поля. Например, сигналы, излученные всеми типами МП при условии их расположения вблизи границ волновода, или принятые скалярными или векторными приемниками, расположенными у свободной поверхности или у дна, при увеличении расстояния ослабляются значительно быстрее, чем для источников или приемников, расположенных в середине волновода. Можно также отметить, что структура всех зависимостей существенно зависит от типа МП и расстояния между источником и приемником. Но наблюдается и различие – ослабление всех составляющих поля происходит в √r раз быстрее. Показано, что в зонах ИМА аппроксимирующие соотношения позволяют выполнить достаточно точный прогноз пределов изменения ЗД и ВКС при вариации частоты, глубины волновода, глубин расположения источников и приемников, а также расстояния между ними. Установлено, что поля всех МП по характеристикам пространственной структуры и законам спадания разделяются на две группы. В первую группу входят монополь, горизонтальные диполи и квадруполи с двумя горизонтальными и с двумя вертикальными осями. Во вторую группу входят вертикальные диполи и квадруполи со смешанными осями. Ключевые слова: волновод Пекериса, мультиполи, векторно-скалярные поля, законы ослабления инфразвука, влияние условий распространения.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Зависимости эффективной фазовой скорости от глубин расположения источника и приемника и расстояния между ними» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 95 (2019). 106 с.

В мелком море из-за дисперсионных свойств нормальных волн наблюдается деформация пространственного отклика антенны и смещение оценок пеленга относительно реальных значений. Учет дисперсионных характеристик возможен, если при пеленговании использовать согласованную фильтрацию. Но для этого требуется точная информация о параметрах грунта, профиле скорости звука и других условиях проведения эксперимента. Возникает необходимость разработки усредненных моделей передаточной функции волновода, которые, будучи устойчивыми к вариации условий распространения, позволяли бы частично учесть влияние дисперсионных характеристик мод. Для повышения эффективности обнаружения горизонтальными антеннами и получения несмещенных оценок пеленга рекомендуется применять модель эквивалентной плоской волны (ЭПВ), которая при расположении антенны в зонах интерференционных максимумов (ИМА), особенно при косых углах, и использовании эффективной фазовой скорости (ЭФС) вместо скорости звука в воде (СЗВ) на горизонте приема позволяет устранить смещения пеленга. Экспериментально и расчетным путем установлено, что в зонах ИМА величины ЭФС превышают СЗВ на 5–12%. При косых углах при использовании СЗВ оценки пеленга отличаются от истинных значений примерно на эти же значения. Показано, что при увеличении расстояния ЭФС уменьшается и стремится к среднему значению, но всегда превышает СЗВ. При увеличении частоты наблюдаются резкие «скачки» ЭФС относительно средних значений — вблизи частот, на которых появляются новые нормальные волны. Экспериментальная проверка и моделирование подтвердили основные выводы относительно вариаций значений ЭФС при изменении расстояния или частоты. Аналитические зависимости ЭФС, полученные для разных глубин и расстояний, хорошо согласуются с экспериментальными данными и результатами моделирования, что позволяет рекомендовать модель ЭПВ для практического применения. Ключевые слова: многомодовый волновод, эквивалентная плоская волна, интерференционные максимумы, зависимости эффективной фазовой скорости от расстояния и частоты

Глебова Г.М., Кузнецов Г.Н. «ослабление псевдозвуковых помех векторными приемниками градиентного типа в составе буксируемой векторно-скалярной антенны» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 100 (2019). 106 с.

В мелководном районе выполнено исследование спектральных и корреляционных характеристик помех турбулентного происхождения, образующихся в пограничном слое буксируемой векторно-скалярной антенны (ВСА). Эксперименты проведены при малом и достаточно большом удалении антенны от носителя. Установлено, что при буксировке ВСА на малом расстоянии от носителя основным источником помех является шум от гребного винта носителя. При достаточном удалении антенны от носителя турбулентные помехи в низкочастотной области превышают помехи носителя и имеют псевдозвуковой характер. Выполнено сравнение формы спектров и уровней турбулентных помех на скалярных и векторных приемниках. Показано, что векторные приемники градиентного типа различным образом взаимодействуют с турбулентными пульсациями. На высоких частотах, для которых интервал пространственной корреляции турбулентных псевдозвуковых пульсаций меньше размеров векторного приемника, величина помех оказывается соизмеримой или на 1.5–3 дБ превышает помеху на скалярных приемниках. На низких частотах, на которых интервал пространственной корреляции псевдозвуковых пульсаций больше чем размер векторного приемника, наблюдается ослабление помех по сравнению с помехами на скалярном гидрофоне. Подавление турбулентных пульсаций достигает 5–8 дБ, что является существенным с точки зрения увеличения отношения сигнал/помеха и увеличения дальности обнаружения слабых сигналов. Отметим, что при буксировке ВСА на малом расстоянии от носителя шумы (помехи) носителя подавляются с использованием векторных каналов также значительно эффективнее, чем с использованием только скалярных гидрофонов. Одновременно многоканальная ВСА обеспечивает однонаправленность приема, т.е. разделяет сигналы, пришедшие с левого и правого борта. Ключевые слова: скалярные и векторно-скалярные антенны, спектры, пространственная корреляция, подавление турбулентных помех и шумов носителя

Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н. «О возможности обнаружения слабого источника звука в зоне тени в глубоком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 20 (2019). 106 с.

Обнаружение слабых источников при умеренных помехах достаточно эффективно выполняется, если источник расположен в ближней зоне освещенности (БЗО) или в первой дальней зоне освещенности (ДЗО). Но в глубоком море протяженность БЗО не более нескольких километров – далее формируется зона тени. Как следствие, отношение сигнал/помеха (ОСП) резко убывает и эффективность обнаружения снижается. Установлено, что голографическая обработка на основе двухэтапного анализа может применяться для обнаружения слабых сигналов и в зоне тени. На первом этапе формируется скрытая помехой двумерная интерферограмма, на втором – в результате применения двумерного преобразования Фурье звуковая энергия фокусируется и ОСП (и дальность обнаружения) увеличиваются более чем на порядок. Следовательно, возможность применения этого метода определяется наличием или отсутствием двумерной интерферограммы. Расчет интерферограмм выполнен в модовом ВКБ-приближении для одного из глубоководных (3 км) районов Норвежского моря при вертикальном распределении скорости звука, характерном для августа. Показано, что группы однотипных вытекающих, захваченных и водных мод формируют устойчивые интерференционные структуры, которые различаются, но могут использоваться для формирования голограмм. В зонах тени вблизи БЗО и вблизи первой ДЗО интерферограммы образованы группами вытекающих и захваченных мод. При размещении источника в ДЗО интерферируют преимущественно водные моды. Отметим различие наклонов интерферограмм в частотно-пространственной области и, соответственно, динамических инвариантов. Учет вытекающих и захваченных донных мод приводит из-за интерференции к появлению в зонах тени достаточно больших максимумов поля, ненамного меньших максимумов в зоне ДЗО. Энергия этих максимумов поля, сформированных при движении источника вытекающими или захваченными донными модами, определяется их когерентностью. Это обосновывает возможность применения голографических методов обнаружения и сопровождения слабого источника звука и в зоне тени. Ключевые слова: обнаружение, вертикальная стратификация, глубокое море, зона тени, голографические методы.

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

Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю., Ткаченко С.А., Казначеева Е.С. «Локализация источника звука в отсутствие информации о передаточной функции волновода» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 8-9 (2019). 106 с.

Проанализирована разрешающая способность голографического метода локализации источника звука по его шумовому полю. Представлены два варианта реализации метода, которые для определения координат источника не требуют знания характеристик среды распространения. Они решают проблему идентификации малошумного источника в акваториях, в которых невозможно проведение акустической калибровки. Получена оценка максимальной дальности применимости метода, позволяющая оптимизировать обработку сигнала источника. Под адаптацией голографического метода понимается возможность нахождения коэффициентов, определяющих пространственные и частотные масштабы изменчивости передаточной функции волновода, посредством измерения связанных с ними величин на фоне малого входного отношения с/п в отсутствие знания передаточной функции волновода. Такими измеряемыми величинами являются пеленг и частотный сдвиг интерференционных максимумов волнового поля. Описаны два варианта определения этих коэффициентов, реализуемые с использованием двух векторно-скалярных приемников, разнесенных на некоторое горизонтальное расстояние. Таким образом, в работе проанализированы и продемонстрированы возможности реализации голографического метода локализации источника звука. На основе критерия Рэлея сформулированы условия разрешения соседних фокальных пятен голограммы. В зависимости от передаточной функции волновода они накладывают ряд ограничений на выбор ширины полосы и время наблюдения, а также на радиальную скорость и удаленность источника, обеспечивающих применимость метода. Предложены два варианта реализации метода, не требующих информации о передаточной функции волновода. Методы реализуются на основе измерений пеленга и частотных сдвигов интерференционных максимумов между двумя разнесенными векторно-скалярных приемников. Эти измерения, на этапе обнаружения, позволяют определять характеристики передаточной функции волновода, связывающие положения максимумов фокальных пятен с радиальной скоростью и удаленностью источника. В зависимости от входного отношения с/п, времени наблюдения и определяемой характеристики передаточной функции среды получена оценка максимальной удаленности источника, при которой сохраняется работоспособность метода. Результаты анализа проиллюстрированы числовыми оценками для низкочастотной области шумового источника, которые позволяют сформулировать требования к практическим схемам реализации метода. Ключевые слова: звуковое поле, океанический волновод, интерференционная структура, акустическая голография, передаточная функция

Пудовкин А.А., Кешков Д.И., Китанов М.Ю., Кузнецов Г.Н., Кутаков С.И., Майзель А.Б., Смагин Д.А., Сухарцов А.А. «Поглощение шума при его активном гашении в воздуховоде» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 100-101 (2019). 106 с.

Подавление широкополосных шумов и вибраций является одной из актуальных акустических задач. Наиболее сложная задача – ослабление низкочастотных сигналов, особенно в широкой полосе. Рекомендуется на низких частотах из-за недостаточной эффективности пассивных поглотителей использовать активные методы и технические средства. В работе решается эта задача применительно к воздуховоду, в котором распространяются широкополосные сигналы.

Глебова Г.М., Кузнецов Г.Н. «Оценка направленности излучения протяженным многоэлементным источником в волноводе с использованием векторно-скалярной антенны» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 100 (2019). 106 с.

Рассмотрена задача оценки направленности излучения движущимся протяженным источником, акустическая модель которого может быть представлена совокупностью распределенных вдоль апертуры элементарных источников монопольного типа. Учитывается распределение звуковой энергии вдоль апертуры и корреляционные характеристики источников. Предполагается, что измерения выполняются на фоне шумов моря, протяженный источник перемещается, пространственно-развитая многоэлементная антенна стационарна. Получены аналитические соотношения и с использованием компьютерного моделирования выполнен расчет точности оценки параметров каждого элементарного источника для алгоритмов, работающих с различными компонентами векторно-скалярного акустического поля. Результаты сравниваются с оценками погрешностей, полученных с использованием только скалярных приемников. Показано, что суперпозиция малошумных источников, параметры которых были вычислены при решении обратной задачи в волноводе, достаточно точно формирует поле, эквивалентное протяженному многоэлементному источнику. Наилучшие результаты получены при обработке сигналов c использованием потоковой векторно-скалярной компоненты акустического поля. Пространственные характеристики (направленность излучения) эквивалентного протяженного источника в этом случае оцениваются с наименьшей погрешностью. Ключевые слова: векторно-скалярная многоэлементная антенна, многокомпонентный протяженный источник, пространственная корреляция, решение обратной задачи, минимизация функционала.

Субботкин А.О., Пудовкин А.А., Кузнецов Г.Н. «Микрофонные системы типа "диполь" и "триполь" с неидентичными приемниками» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 85 (2019). 106 с.

Несмотря на большой опыт применения микрофонных дипольных и трипольных групп, в широко известной литературе подробно не рассматриваются подобные системы, состоящие из однотипных приемников с неидентичными амплитудными и фазовыми характеристиками. Изложенные в источниках теоретические основы не формулируют полной математической модели подобных микрофонных систем с идентичными и с неидентичными приемниками, что не позволяет определить все характеристики системы (например, частотный диапазон направленного приема), т.к. не приводится аналитическое выражение для ее чувствительности. В работе представлены следующие оригинальные теоретические результаты: Сформулирована математическая модель для микрофонных систем типа "диполь" и типа "триполь", состоящих из ненаправленных приемников (приемников звукового давления) с неидентичными амплитудными и фазовыми характеристиками; Выведены все основные аналитические выражения для характеристик микрофонной системы (чувствительность, направленность, уровень неравномерности чувствительности, коэффициенты деления); Проанализировано влияние неравномерности характеристик на коэффициенты деления "фронт-фланг" и "фронт-тыл" для "диполя" и "триполя"; Предложен способ перемещения зоны эффективного направленного приема "триполя" в пределах рабочего частотного диапазона системы; Предложен способ формирования эффективного направленного приема "триполя" во всем рабочем диапазоне системы. Ключевые слова: электроакустика, диполь, триполь, электрически комбинированные микрофонные системы, векторно-скалярный приемник

Кузнецова А.Д., Коробицына М.К. «Оценка влияния акустической долговечности вибродемпфирующих покрытий на шум в судовых помещениях» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S2, с. 104-109 (2019)

Рассматриваются вопросы оценки долговечности вибродемпфирующих покрытий жесткого типа, широко используемых на судах. Такая оценка весьма важна для прогнозирования снижения эффективности шумового воздействия с течением времени в нормируемых помещениях. С интервалом в пять лет проведены измерения коэффициента механических потерь образцов пластин. На основании результатов анализа измерений проверялась статистическая гипотеза о равенстве математических ожиданий для подтверждения/опровержения статистического совпадения величин коэффициентов механических потерь. На примере разработанной модели судна с использованием энергостатистического метода получены оценки влияния вибродемпфирующих покрытий жесткого типа на шум в судовых помещениях.

Кузнецова И.Е., Анисимкин В.И., Колесов В.В., Кашин В.В., Юдин С.Г., Смирнов А.В. «Влияние освещенности на акустические волны в структуре «пьезоэлектрическая пластина – пленка фталоцианина Алюминия»» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 33-34 (2019). 106 с.

В последние годы разработка фотодетекторов на основе органических пленок привлекает все большее внимание исследователей. Это связано с их механической гибкостью, большой площадью поверхности детектирования и низкой стоимостью при производстве. В известных работах сообщается о резистивных датчиках, использующих в качестве сенсорной пленки фталоцианины различных металлов. Работы, в которых рассматривается возможность создания на основе фталоцианинов акустических фотодетекторов – отсутствуют. В настоящей работе проведен теоретический анализ влияния освещенности на характеристики акустических волн в структуре «пластина LiNbO₃-пленка фталоциананина алюминия (PTC Al)» с учетом нагрева подложки во время эксперимента. Также проведено экспериментальное исследование влияния света в диапазоне 350–1000 нм на фазовый и амплитудный отклики акустических волн в вышеуказанной структуре. Линия задержки с длиной волны 1.2 мм на поверхности пластины LiNbO₃ толщиной 380 мкм была создана при помощи проводящих чернил на основе наночастиц серебра методом печати на струйном принтере. Были измерены температурные коэффициенты задержки (TCD) акустических волн высших порядков, возбуждающихся в такой пластине и выбрана волна, характеризующаяся практически нулевым ТКЗ с частотой 8.23 МГц и скоростью 10142 м/с. Это позволило нивелировать эффект нагрева подложки при ее облучении. Проведенные эксперименты показали возможность разработки акустического фотодетектора селективно чувствительного к различным длинам волн видимого диапазона света, и характеризующегося высокой скоростью срабатывания. Ключевые слова: акустический фотодетектор, фталоцианин алюминия, видимый свет, струйная печать, пьезоэлектрическая пластина

Смирнов А.В., Кузнецова И.Е., Недоспасов И.А. «Нераспространяющиеся акустические волны в пьезоэлектрических пластинах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 35-36 (2019). 106 с.

Из литературы известно о существовании акустических волн с чисто мнимыми или комплексными волновыми числами, так называемые нераспространяющиеся волны. В случае чисто мнимого волнового числа, либо при значительном превышении мнимой части волнового числа над его реальной частью, нераспространяющаяся мода соответствует вибрации вблизи источника внешней силы, экспоненциально затухает при удалении от источника и не переносит энергию Дисперсионные зависимости для подобного типа волн были получены для изотропных и пьезоэлектрических пластин кубической симметрии. В основном исследовались недиссипативные среды, в которых вязкость материала полагалась равной нулю. При существовании частотной области, когда действительная часть волнового числа больше, чем его мнимая часть существует условие для распространения этой волны на короткое расстояние. Существование нераспространяющихся волн Лэмба было экспериментально подтверждено на краях пластины. Интерес к исследованию подобных волн связан с возможностью их использования при неразрушающем контроле. В связи с близостью этих волн к частоте отсечки они должны быть также очень чувствительны к изменению свойств окружающей среды, что позволит создать на их основе высокочувствительные химические акустоэлектронные датчики. В настоящей работе предложен новый метод обнаружения нераспространяющихся акустических волн в пьезоэлектрических пластинах. Проведен теоретический анализ дисперсионных кривых волн S₁ и SH₁ в YX-LiNbO₃ и YX-KNbO₃, вблизи точки нулевой групповой скорости. Обнаружена ветвь, соответствующая нераспространяющимся акустическим волнам. Найден частотный диапазон, где действительная часть фазовой скорости больше, чем мнимая. В этой области мода является обратной волной, так как характеризуется противоположно направленными фазовой и групповой скоростями. Методом конечных элементов был смоделирован набор встречно-штыревых преобразователей, размещенных на поверхности пластины LiNbO₃ Y-среза, с различными пространственными периодами. Были обнаружены резонансные частоты, соответствующие нераспространяющейся S₁ моде. Из-за близости этой волны к точке нулевой групповой скорости ее свойства должны быть чрезвычайно чувствительными к изменению качества волновода и окружающей среды. Это открывает возможность использовать эти волны для разработки высокочувствительных датчиков и неразрушающего волноводного анализа. Ключевые слова: нераспространяющиеся волны, обратные волны, точка нулевой групповой скорости, метод конечных элементов

Суханов Д.Я., Кузовова А.Е. «Численное моделирование акустических процессов на основе взаимодействия частиц» Известия вузов. Физика, 62, № 12, с. 107-113 (2019)

Предлагается метод численного моделирования акустических процессов в твердых телах на основе модели взаимодействующих частиц в кубической объемно-центрированной кристаллической решетке. Каждая частица взаимодействует с соседними частицами в соответствии с силой притяжения, которая определяется конкретной функцией для каждого типа материала. Динамика частиц описывается законами Ньютона. Численная модель правильно описывает такие акустические эффекты, как распространение волн, отражение и резонансные явления. Численный алгоритм реализован в программе посредством параллельного программирования по технологии OpenCL, которая позволяет ускорить моделирование. На основе обращения времени была показана возможность визуализации точечных источников звука.

Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю., Казначеев И.В., Казначеева Е.С. «Интерферограмма низкочастотного звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 7-8 (2019). 106 с.

Приведены результаты обработки натурного эксперимента, когда на стационарных трассах интенсивные внутренние волны приводили к значительной горизонтальной рефракции и взаимодействию мод акустического поля источника. Двукратным преобразованием Фурье интерферограммы на голограмме получены области локализации спектральной плотности, обусловленные невозмущенным и возмущенным полями. Фильтруя эти области, и применяя к ним обратные двукратные преобразования Фурье, реконструированы интерферограммы этих полей, что позволило восстановить передаточную функцию невозмущенного волновода и временную изменчивость среды. По записи голограммы возмущенного поля оценена скорость распространения интенсивных внутренних волн. Изложен алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Вариации показателя преломления океанической среды, вызванные гидродинамическим возмущением, инициируют изменения горизонтальных волновых чисел (в широком смысле и амплитуд мод) по отношению к невозмущенным значениям. Это приводит к тому, что результирующая интерферограмма, определяемая разностью горизонтальных волновых чисел, будет представлять собой линейную суперпозицию двух независимых интерферограмм, порожденных невозмущенным и рассеянным полями. Двукратное преобразование Фурье интерферограммы, в силу линейности, формирует на голограмме две независимые локализованные области в форме фокальных пятен. Одна из них, обусловленная невозмущенным полем, концентрируется преимущественно в направлении оси времени, а вторая, вызванная гидродинамическим возмущением, – в направлении оси частоты. Фильтрация областей локализации дает возможность разделить голограммы этих полей. Применение к ним обратного двукратного преобразования Фурье позволяет реконструировать их интерферограммы. В первом случае интерферограмма формируется интерференцией мод невозмущенной среды, во-втором случае – возмущенной среды. При известном спектре источника появляется возможность восстановления передаточной функции невозмущенного волновода и диагностирования временной изменчивости среды. В условиях взаимодействия мод акустического поля источника, вызванного проявлением интенсивных внутренних волн, на основе голографического метода экспериментально продемонстрировано восстановление передаточной функции невозмущенного волновода и возможность наблюдения временной изменчивости среды. Метод основан на записи исходной фурье-голограммы, формируемой невозмущенным и рассеянным полями. Голограмма представляет собой раздельные локализованные области спектральных плотностей, отвечающих отсутствию и наличию возмущения. Считывание этих областей обратным двукратным преобразованием Фурье позволило получить интерферограммы невозмущенного и рассеянного полей. По записи голограммы рассеянного поля оценена скорость распространения возмущения. В работе описан алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Ключевые слова: звуковое поле, океанический волновод, интерференционная структура, акустическая голография, передаточная функция

Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю., Ткаченко С.А., Казначеева Е.С. «Локализация источника звука в отсутствие информации о передаточной функции волновода» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 8-9 (2019). 106 с.

Проанализирована разрешающая способность голографического метода локализации источника звука по его шумовому полю. Представлены два варианта реализации метода, которые для определения координат источника не требуют знания характеристик среды распространения. Они решают проблему идентификации малошумного источника в акваториях, в которых невозможно проведение акустической калибровки. Получена оценка максимальной дальности применимости метода, позволяющая оптимизировать обработку сигнала источника. Под адаптацией голографического метода понимается возможность нахождения коэффициентов, определяющих пространственные и частотные масштабы изменчивости передаточной функции волновода, посредством измерения связанных с ними величин на фоне малого входного отношения с/п в отсутствие знания передаточной функции волновода. Такими измеряемыми величинами являются пеленг и частотный сдвиг интерференционных максимумов волнового поля. Описаны два варианта определения этих коэффициентов, реализуемые с использованием двух векторно-скалярных приемников, разнесенных на некоторое горизонтальное расстояние. Таким образом, в работе проанализированы и продемонстрированы возможности реализации голографического метода локализации источника звука. На основе критерия Рэлея сформулированы условия разрешения соседних фокальных пятен голограммы. В зависимости от передаточной функции волновода они накладывают ряд ограничений на выбор ширины полосы и время наблюдения, а также на радиальную скорость и удаленность источника, обеспечивающих применимость метода. Предложены два варианта реализации метода, не требующих информации о передаточной функции волновода. Методы реализуются на основе измерений пеленга и частотных сдвигов интерференционных максимумов между двумя разнесенными векторно-скалярных приемников. Эти измерения, на этапе обнаружения, позволяют определять характеристики передаточной функции волновода, связывающие положения максимумов фокальных пятен с радиальной скоростью и удаленностью источника. В зависимости от входного отношения с/п, времени наблюдения и определяемой характеристики передаточной функции среды получена оценка максимальной удаленности источника, при которой сохраняется работоспособность метода. Результаты анализа проиллюстрированы числовыми оценками для низкочастотной области шумового источника, которые позволяют сформулировать требования к практическим схемам реализации метода. Ключевые слова: звуковое поле, океанический волновод, интерференционная структура, акустическая голография, передаточная функция

Мелетов К.П., Кузьмин А.В., Шибаева Р.П. «Фононный спектр и структурные превращения при высоких давлениях в кристаллах фталоцианина ванадила IV» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 1, с. 82-89 (2020)

Изучены спектры комбинационного рассеяния света (КРС) и кристаллическая структура фталоцианина ванадила IV (VOPc) при нормальном и высоком давлениях. По данным рентгеноструктурного анализа исходный микрокристаллический порошок является смесью триклинной α-фазы (79%) и моноклинной β-фазы (21%) с симметрией. Спектры КРС этих фаз подобны, при этом фононные моды β-фазы сдвинуты вверх по энергии. Определена барическая зависимость спектров α-фазы и показано, что в диапазоне давлений 2.3–3.4 ГПа имеются обратимые по давлению изменения: выше 3 ГПа некоторые фононные моды расщепляются, а коэффициенты барического сдвига практически всех мод уменьшаются. Наблюдаемая в спектрах КРС при высоком давлении особенность может быть связана с перестройкой межмолекулярных взаимодействий в структуре кристаллов α-фазы. Измерена зависимость объема кристаллической ячейки α-фазы от давления до 4 ГПа и показано, что она является гладкой и монотонной функцией давления и хорошо описывается уравнением состояния Мурнагана. На основании полученных данных определены параметры Грюнайзена фононных мод VOPc.

Ляпидевский В.Ю., Турбин М.В., Храпченков Ф.Ф., Кукарин В.Ф. «Нелинейные внутренние волны в многослойной мелкой воде» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 1, с. 53-62 (2020)

В рамках второго приближения теории мелкой воды исследуется течение многослойной стратифицированной по плотности жидкости. Построена математическая модель распространения придонных и приповерхностных внутренних волн большой амплитуды, учитывающая влияние тонкой структуры термоклина (пикноклина). С использованием полученных решений, описывающих распространение уединенных волн и волновых боров, интерпретируются натурные данные.

Кукушкин Д.Е., Бычков В.Д., Сазоненко Д.А., Бахолдин А.В., Васильев В.Н. «Оценка эффективности cтокс-поляриметра с различными анализаторами поляризации» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 336-344 (2019)

В настоящее время поляриметрические исследования в астрономии приобрели огромное значение. С их помощью изучаются магнитные поля звезд, определяется ориентация орбит экзопланет, эффекты отражения в атмосферах звезд и аккреционных дисках и многое другое. В статье представлен расчет оптических схем стокс-поляриметров с различными поляризационными анализаторами. Приведена сравнительная оценка пропускания поляриметров с призмой Волластона и с модифицированной призмой Фостера в качестве поляризационных анализаторов. Оценка пропускания производилась для разных форм прямоугольных выходных щелей и расстояний между ними в двух спектральных диапазонах. Приведены рекомендации по условиям использования призм Волластона и Фостера в стокс-поляриметрах, предназначенных для астрофизических исследований.

Сазоненко Д.А., Кукушкин Д.Е., Вознесенская А.О., Бахолдин А.В. «Расчет астрономического спектрографа на базе плоской отражательной дифракционной решетки» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 345-351 (2019)

Представлена методика расчета спектрографа для астрофизических исследованийна основе базовых входных и выходных параметров оптическойсистемы. В рамках предложеннойметодики можно определить основные характеристики компонентов спектрографа: фокусное расстояние коллиматора, фокусное расстояние проекционнойкамеры, угол блеска решетки, частоту решетки. В качестве базовых используются следующие параметры: необходимое спектральное разрешение, исследуемыйспектральныйдиапазон, входная апертура спектрографа, высота приемника по направлению дисперсии, доступная длина дифракционнойрешетки. Исходя из расчетного значения увеличения оптическойсистемы прибора, полученного на основе базовых параметров, предложены рекомендации по выбору принципиальнойсхемы спектрографа.

Панчук В.Е., Клочкова В.Г., Юшкин М.В., Сачков М.Е., Кулагин Е.С., Марченко Д.В. «Эффективность спектроскопических наблюдений звезд. ii.Профили и смещения линий. некоторые технические решения» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 132-139 (2019)

Рассматривается проблема экономичных измерений профилей линий и доплеровских смещений. Обсуждаются различные пути повышения эффективности спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения.

Кулебакин А.И. «Исследование влияния импульсных характеристик электроакустических преобразователей на качество звуковоспроизведения» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S2, с. 272-276 (2019)

Приведены результаты исследования влияния импульсных характеристик громкоговорителя на качество звуковоспроизведения. Проведенные сравнительные испытания акустических систем, идентичных по частотным характеристикам, на базе громкоговорителей с различными импульсными характеристиками позволили выявить прямую корреляцию между индексами артикуляционной разборчивости и импульсных характеристик электроакустических преобразователей (ЭАП), что, в свою очередь, показывает необходимость разработки методики оценки качества звуковоспроизведения ЭАП на основе его импульсных характеристик.

Кержаков Б.В., Кулинич В.В. «Оценка влияния геоакустических характеристик мелководного волновода на точность восстановления координат источника тональных сигналов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 15 (2019). 106 с.

Представлены результаты исследования влияния геоакустических характеристик волновода (донных осадков и гидрологии) на точность восстановления координат точечного источника тональных сигналов в зависимости от глубины и дальности в регулярном мелководном волноводе. В качестве контролируемой величины при оценках точности определения координат задается целевая функция, строящаяся на основе использования разностей вертикальных угловых спектров звукового поля источника излучения в опорном волноводе и угловых вертикальных спектров расчетных моделей волноводов при вариации величин рассогласования вертикального распределения скорости звука в водном слое и геоакустических параметров донных осадков относительно опорного волновода. Опорный волновод характеризуется водным слоем и двухслойным жидким дном с подстилающим полупространством с заданными акустическими характеристиками осадков и мощностью слоев. Оценка глубины и дальности источника сигналов производилась на основе минимизации целевой функции методом быстрого отжига в сочетании с методом прямого поиска Хука-Дживса. Приводятся оценки ошибок определения координат источника как при совместном рассогласовании гидрологии и геоакустических характеристик дна волновода, так и при их раздельном рассогласовании. При этом, выбор донных параметров расчетных моделей волноводов проводился путем случайного их перебора с равномерным распределением в заданных областях. Вертикальное распределение скорости звука в водном слое варьировалось в соответствии с возможными гидродинамическими возмущениями водной среды в мелководных районах. Сравнительные оценки приводятся для двух типов гидрологий с положительной и с отрицательной рефракцией звуковых волн на различных дистанциях и глубинах расположения источника в канале. Одновременно с этим рассматривается возможность уменьшения влияния дна путем фильтрации волноводных мод. Ключевые слова: волновод, угловой спектр, координаты источника

Чунчузов И., Перепелкин В., Куличков С., Попов О., Варданян А., Айвазян Г. «Рассеяние акустического импульса на анизотропных неоднородностях устойчиво-стратифицированного пограничного слоя атмосферы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 41 (2019). 106 с.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния мелкомасштабной слоистой структуры устойчиво-стратифицированного атмосферного пограничного слоя (УАПС) на флуктуации параметров акустических импульсов, генерируемых с определенным периодом (30 сек–1 мин) искусственным детонационным генератором, созданным в Армении для целей предотвращения выпадения града. По формам и временам пробега зарегистрированных приходов акустических импульсов восстановлены мгновенные вертикальные профили флуктуаций скорости ветра в тонких атмосферных слоях УАПС. расположенных на разных высотах (до 700 м) над землей и на разных расстояниях от источника (до 2,75 км). Показано, что механизм рассеяния импульсных сигналов в УАПС аналогичен механизму рассеяния сигналов от наземных взрывов на слоистых неоднородностях скорости ветра и температуры в стратосфере, мезосфере и нижней термосфере. Роль параметра подобия здесь играет безразмерная толщина рассеивающих неоднородных слоев, которая представляет собой вертикальный масштаб слоя, умноженный на относительный перепад эффективной скорости звука в слое и нормированный на вертикальную длину волны. Изучено влияние таких неоднородностей на временные флуктуации азимута и времени прихода сигналов. Дана оценка ошибки локализации импульсных источников. Ключевые слова: устойчивая стратификация, атмосферный пограничный слой, тонкая слоистая структура, рассеяние, детонационный генератор

Куличков С.Н., Попов О.Е., Чунчузов И.П. «Наблюдение микробаром на станциях международной системы инфразвукового мониторинга» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 41 (2019). 106 с.

Рассмотрены некоторые особенности работы станций Международной системы инфразвукового мониторинга. На примере наблюдения микробаром проведено сравнение определения направления распространения сигналов по временным задержкам прихода сигналов на приёмники и с помощью формирования диаграммы направленности. Приводятся результаты измерения азимутов на источник микробаром и их фазовых скоростей в течении нескольких суток по данным трёх станций Международной системы инфразвукового мониторинга IS26, IS37 и IS43. Для интервала наблюдений определена область в Атлантическом океане – источнике микробаром и оценено изменение интенсивности и спектра микробаром за период наблюдения. Ключевые слова: микробаромы, Международная система инфразвукового мониторинга, измерение азимутов, диаграммы направленности.

Куличков С.Н., Попов О.Е., Чунчузов И.П. «О некоторых особенностях излучения и распространения инфразвуковых сигналов Челябинского метеороида» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 40 (2019). 106 с.

Рассматривается распространение на большие расстояния инфразвукового сигнала, излучённого при падении Челябинского метеороида. Приводятся результаты моделирования распространения инфразвука в приземном звуковом канале волновым методом псевдодифференциального параболического уравнения. Проводится сравнение частотной дисперсии в диапазоне 0.3–0.8 Гц, наблюдаемой в экспериментальном сигнале, зарегистрированном на расстояния около 543 км на станции IS31 (Актюбинск) Международной системы инфразвукового мониторинга, с дисперсией в расчётном сигнале. Оценивается влияние на интенсивность инфразвукового сигнала выраженной направленности излучения. Делается вывод о необходимости учёта направленности излучения метеороида при оценках мощности источника инфразвука. Ключевые слова: инфразвуковые сигналы, Челябинский метеороид, частотная дисперсия, направленность излучения

Пирозерский А.Л., Чарная Е.В., Недбай А.И., Кумзеров Ю.А., Фокин А.В. «Особенности плавления и кристаллизации галий-индиевых сплавов в нанокомпозитах на основе пористых стекол с размером пор 7 нм» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 88 (2019). 106 с.

Исследования влияния размерных эффектов и условий ограниченной геометрии на фазовые переходы плавления и кристаллизации представляют интерес, как с точки зрения фундаментальной физики, так и для возможных практических применений. К настоящему времени выявлен ряд общих закономерностей плавления и кристаллизации в условиях ограниченной геометрии, в частности, температурный гистерезис между плавлением и кристаллизацией, смещение температурных областей плавления и кристаллизации по сравнению с объемными материалами, размытие фазовых переходов. Для конкретных материалов наблюдались специфические особенности, в частности, для галлия в порах наблюдалось формирование новых фаз и стабилизация фаз, метастабильных в объемном материале. Среди различных методов исследования фазовых переходов в нанокомпозитах акустические методы имеют ряд преимуществ, связанных с широкими возможностями выбора температурных режимов измерений, быстротой измерений при фиксированной температуре и высокой точностью. В настоящем докладе представлены результаты акустических исследований плавления и кристаллизации галлий-индиевых сплавов с содержанием галлия 85, 91, 94 и 96 at.%, внедренных в пористые стекла со средним размером пор около 7 нм. Измерения проводились модифицированным импульсно-фазовым методом на продольных акустических волнах частотой 7 МГц, в температурном диапазоне 135–310 К при полных и частичных циклах нагрев-охлаждение. Проведенные исследования показали наличие гистерезиса между ветвями нагрева и охлаждения температурной зависимости скорости ультразвука. Петли гистерезиса имели сложную форму, что можно интерпретировать как образование нескольких модификаций галлия при кристаллизации сплава в порах. Для частей сплава в порах, кристаллизовавшихся с образованием α- и β-Ga, интервалы плавления были сдвинуты в область низких температур. Для сплава с долей галлия 91 ат.% выявлено формирование неизвестной фазы галлия, температурный интервал плавления которой лежит выше интервала плавления α-Ga. Выдвинуто предположение, что данная фаза является обнаруженной ранее тетрагональной фазой галлия. Ключевые слова: размерные эффекты, плавление и кристаллизвция, сплавы, нанокомпозиты, полиморфизм

Балакший В.И., Купрейчик М.И., Манцевич С.Н. «Секционированные пьезопреобразователи в акустооптических устройствах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 75-76 (2019). 106 с.

В настоящее время секционированные пьезопреобразователи широко применяются в прикладной акустооптике. Их достоинством является то, что все секции преобразователя оказываются включенными последовательно, что значительно облегчает задачу согласования преобразователя с генератором электрических колебаний на высоких частотах. Как еще одно достоинство рассматривается возможность управлять каждым излучателем ультразвука по отдельности. Наиболее простыми вариантами акустооптических (АО) устройств с секционированными преобразователями являются ячейки с одинаковыми секциями, возбуждаемыми синфазно или антифазно. В последнем случае диаграмма направленности преобразователя содержит два основных максимума, расположенных симметрично относительно нормали к плоскости преобразователя. При изменении частоты ультразвука эти максимумы сканируют по углу, что позволяет расширить частотный диапазон АО взаимодействия при изотропной дифракции света. В случае анизотропной дифракции ситуация существенно усложняется из-за сложного характера частотной зависимости углов Брэгга. Каждая из кривых брэгговских углов расщепляется на две, отстоящие от исходной на расстояние, определяемое периодом и частотой ультразвука. Установленные в работе особенности анизотропного АО взаимодействия в пространственно периодическом акустическом поле, создаваемом фазированной решеткой пьезопреобразователей с антифазным возбуждением соседних секций, открывают перспективы для разработки АО приборов нового типа для управления неполяризованным оптическим излучением, в частности, модуляторов и дефлекторов световых пучков. Расчет таких устройств выполнен для АО кристаллов парателлурита (ТеО₂) и ниобата лития (LiNbO₃). 1. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. – М.: Радио и связь, 1985. 2. Coquin G.A., Griffin J.P., Anderson L.K. Wide-band acoustooptic deflectors using acoustic beam steering. // IEEE Trans. Son. Ultrason., 1970, v. SU-17, № 1, pp. 34-40. 3. Антонов С.Н., Вайнер А.В., Проклов В.В., Резвов Ю.Г. Расширение углового диапазона сканирования акустооптического дефлектора с двухэлементным фазированным пьезопреобразователем. // ЖТФ, 2013, т. 83, № 9, с. 108-113.

Куражова А.В. «Становление речи детей-близнецов 4–6 лет: акустический аспект» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 27 (2019). 106 с.

Работа выполнена в рамках исследований речи русскоязычных детей с типичным и атипичным развитием, проводимых группой по изучению детской речи СПбГУ (Ляксо, Фролова, 2018). Близнецы, относимые к группе риска в связи с действием факторов пренатального, раннего постнатального развития, характеризуются спецификой речевого развития по сравнению с нормально развивающимися одиночно рожденными детьми. Акустические особенности речи детей-близнецов изучены недостаточно. Цель исследования – проследить формирование акустического аспекта речи детей-близнецов в период с 4 до 6 лет, сравнить уровень речевого развития первого и второго по порядку рождения ребенка в паре. В исследовании принимали участие 10 дизиготных близнецов в возрасте от 4 до 6 лет. Проводили аудиозапись и видеосъемку речевого поведения детей в заданных ситуациях при взаимодействии с матерью. Оценивали уровень речевого развития близнецов, используя методы перцептивного, фонетического и инструментального спектрографического анализа. С возрастом детей увеличивается количество слов, достоверно распознаваемых аудиторами, и к шестилетнему возрасту составляет 60%. В период с 4 до 6 лет растет количество звуков, четко произносимых как первыми, так и вторыми детьми, но и в шестилетнем возрасте сохраняются артикуляционные ошибки – пропуски и замены согласных в словах. Значения частоты основного тона (ЧОТ) гласных из слов первых по порядку рождения детей снижаются с увеличением их возраста, в словах вторых детей значимо не изменяются; значения ЧОТ гласных в словах первых по порядку рождения детей значимо ниже, чем в словах вторых детей. Формантные частоты ударных гласных из слов близнецов имеют высокие значения. Длительность гласных и их стационарных участков уменьшается в период с 4 до 6 лет и значимо не различается в словах первых и вторых детей. Наблюдаемая динамика акустических характеристик речи дизиготных близнецов согласуется с данными по одиночно рожденным детям. Однако, выявлены различия между первыми и вторыми по порядку рождения близнецами в паре, которые заключаются в более низких значениях ЧОТ гласных в речи первых детей. Ключевые слова: речевое развитие, акустические характеристики, дети, близнецы

Вольвач А.Е., Курбасова Г.С., Вольвач Л.Н. «Солнечно-земные циклы в климатических и геофизических характеристиках Крыма» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 352-358 (2019)

Анализ временных рядов наблюдений климатических характеристик на полуострове Крым за период 1983–2005 гг. показал ускоренный рост (по сравнению с другими пунктами Крыма) инсоляции поверхности Земли в пункте Кара-Даг и аномальное снижение температуры поверхности Земли в пункте Фонарь. Вычислены параметры геомагнитного поля для пункта Кара-Даг. Для вычисления изменений параметров геомагнитного поля в Крыму использовался калькулятор IGRF-12. Обнаружены регулярные колебания в анализируемых временных рядах наблюдений, периоды которых совпадают с солнечно-земными циклами. Вычислены функции когерентности и определены периоды когерентных вариаций. В результате анализа поправок к вертикальным деформациям поверхности Земли в пункте Кацивели выделена сезонная составляющая и вычислены ее параметры.

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

Ялозо А.В., Козелков А.С., Куркин А.А., Курулин В.В., Матерова И.Л., Уткин Д.А «Методика связанного моделирования одномерных и трехмерных задач вычислительной гидродинамики» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 3-20 (2019)

Представлена методика связанного 1D–3D моделирования задач вычислительной гидродинамики. Методика основана на одновременном расчете трехмерных и одномерных областей и организации связи между двумя частями задачи посредствам передачи граничных условий. Область в трехмерном приближении моделируется на основе решения уравнений Навье–Стокса. Расчет одномерных областей основан на использовании основных законов сохранения и эмпирических характеристик элементов. Корректность предложенных решений проверяется на нескольких задачах. По всем задачам проводится сравнение полученных результатов с имеющимися аналитическими решениями либо экспериментальными данными.

Ялозо А.В., Козелков А.С., Куркин А.А., Курулин В.В., Матерова И.Л., Уткин Д.А «Методика связанного моделирования одномерных и трехмерных задач вычислительной гидродинамики» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 3-20 (2019)

Представлена методика связанного 1D–3D моделирования задач вычислительной гидродинамики. Методика основана на одновременном расчете трехмерных и одномерных областей и организации связи между двумя частями задачи посредствам передачи граничных условий. Область в трехмерном приближении моделируется на основе решения уравнений Навье–Стокса. Расчет одномерных областей основан на использовании основных законов сохранения и эмпирических характеристик элементов. Корректность предложенных решений проверяется на нескольких задачах. По всем задачам проводится сравнение полученных результатов с имеющимися аналитическими решениями либо экспериментальными данными.

Козырева В.С., Кусакин А.В., Крайни Т., Богомазов А.И. «Фотометрические исследования 21 затменной двойной с эксцентричной орбитой» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 454-461 (2019)

Описывается постановка задачи поиска апсидального движения в 21 затменной двойной звезде. Приводится оценка возможности его определения в изучаемых системах в ближайшие годы, а также результаты наблюдений за 2009–2018 годы, в ходе которых были получены моменты минимумов кривых блеска данных звезд. Точность определения орбитальных периодов изучаемых двойных повышена в 10–100 раз по сравнению с имевшимися ранее данными. Для двух систем определены фотометрические элементы. В

Кусов А.Л., Лунёв В.В. «О волнах разрежения при испарении материала в вакуум и малоплотную среду» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 111-122 (2020)

Рассмотрена задача об одномерных интенсивных волнах испарения, т.е. о нестационарном внезапном разлете в вакуум или в среду с малой плотностью паров перегретого материала с пластины, цилиндра или сферы, с последующими постоянными ("звуковыми") граничными условиями на их поверхностях.

Храмцов И.В., Кустов О.Ю., Пальчиковский В.В. «Определение акустических характеристик образцов многослойных ЗПК с сотовым наполнителем на основе численного моделирования» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 46 (2019). 106 с.

Разработана методика определения акустических характеристик образцов звукопоглощающих конструкций (ЗПК), основанная на численном моделировании физических процессов в интерферометре с нормальным падением волн. Численное моделирование реализуется путем прямого решения нестационарных уравнений Навье-Стокса с учетом сжимаемости в полной трехмерной постановке, в результате которого в точках, симулирующих работу микрофонов, записывается акустическое давление. Полученные в численном моделировании зависимости «давление-время» обрабатываются стандартизированным двухмикрофонным методом передаточной функции, в результате чего определяется импеданс и коэффициент звукопоглощения образца ЗПК. Проведенные исследования отличаются от ранее известных в мировой практике тем, что впервые численное моделирование реализовано для полномасштабных образцов 1-, 2- и 3-слойных локально-реагирующих ЗПК, имеющих геометрические характеристики (глубина слоев, степень перфорации, диаметры отверстий, толщина перфорированных пластин), которые полностью соответствуют реальным ЗПК авиационных двигателей с сотовым наполнителем. Верификация результатов численного моделирования проводится путем сравнения с акустическими характеристиками, полученными на основе натурных экспериментов, проведенных в интерферометрах на указанных образцах. Отмечается хорошее согласование акустических характеристик образцов ЗПК, полученных в численном моделировании и в эксперименте. Также предложен подход, основанный на численном моделировании физических процессов для уменьшенной модели многослойной локально-реагирующей ЗПК, позволяющей прогнозировать ее акустические характеристики с высокой точностью в области резонансных частот. При этом данный подход позволяет сократить время вычислений в 2 раза при той же плотности расчетной сетки. В целом предложенные подходы могут использоваться для прогнозирования акустических характеристик образцов ЗПК с формами наполнителей, отличных от сотового. Ключевые слова: звукопоглощающие конструкции, интерферометр с нормальным падением волн, численное моделирование акустических процессов.

Кустов О.Ю., Храмцов И.В. «Оценка влияния неполных боковых ячеек образца сотовой звукопоглощающей конструкции при численном моделировании» Научно-технический вестник Поволжья, № 11, с. 137-140 (2019)

При определении акустических характеристик однослойного образца реальной сотовой звукопоглощающей конструкции (ЗПК) путем эксперимента в интерферометре с нормальным падением волн и численного моделирования физических процессов в интерферометре, выявлено влияние неполных боковых ячеек образца на акустические характеристики. Численное моделирование выполнено на основе решения нестационарных уравнений Навье–Стокса с учетом вязкости и сжимаемости в полной трехмерной постановке. Отмечено высокое качество количественного согласования акустических характеристик образца ЗПК, полученных в численном моделировании и в эксперименте.

Пудовкин А.А., Кешков Д.И., Китанов М.Ю., Кузнецов Г.Н., Кутаков С.И., Майзель А.Б., Смагин Д.А., Сухарцов А.А. «Поглощение шума при его активном гашении в воздуховоде» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 100-101 (2019). 106 с.

Подавление широкополосных шумов и вибраций является одной из актуальных акустических задач. Наиболее сложная задача – ослабление низкочастотных сигналов, особенно в широкой полосе. Рекомендуется на низких частотах из-за недостаточной эффективности пассивных поглотителей использовать активные методы и технические средства. В работе решается эта задача применительно к воздуховоду, в котором распространяются широкополосные сигналы.

Кутвицкий В.А., Маслов Е.М. «Гравитационное смещение частоты световых сигналов в пульсирующем гало темной материи» Теоретическая и математическая физика, 201, № 3, с. 440-445 (2019)

Исследуется гравитационный сдвиг частоты световых сигналов из центра сферически-симметричного нестатического распределения материи. Для случая осциллирующей скалярной темной материи с логарифмическим потенциалом получены явные формулы для отношения частот излучаемого и принимаемого сигналов.

Вознесенский А.С., Красилов М.Н., Куткин Я.О., Корякин В.В. «Особенности вибрационного отклика системы геосреда–анкер на ударное воздействие» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64 (2019). 106 с.

Обсуждаются результаты оценки прочности горных пород в кровле подземных горных выработок в массиве гипсоносных пород методом неразрушающего контроля анкерного крепления с помощью ударно-спектрального устройства «Анкер-Тест». Метод использует связь между прочностью и акустической добротностью горных пород. Влияние расслоения пород кровли, выветривания и давления вышележащих слоев на прочность породы вокруг очистной выработки и транспортного штрека показано путем измерения амплитуды, частоты и добротности на основе спектрального анализа отклика анкера, установленного в кровле, на ударное воздействие. Внешние слои породы кровли подвержены воздействию влаги и выветривания, они содержат больше механических повреждений по сравнению с внутренними слоями, как для камеры, так и для штрека. Для них среднее значение акустической добротности меньше, чем для внутренних слоев. Это связано с механическим повреждением в месте, где тестируется кровля камеры. Визуально нарушения (расслоение горных пород и их обрушение) в кровле штрека меньше, чем в камере. Это определяется геологическим строением и большой толщиной гипсовой кровли в штреке, что снижает механические напряжения в породах кровли. Внутренние слои в камере меньше подвержены влиянию, чем в штреке. На это влияет более короткая продолжительность обнажения кровли в камере по сравнению с штреком, когда количество накопленных трещин пропорционально продолжительности механической нагрузки и влажности, возникающей в нависающих породах. Этот метод может быть использован для неразрушающего контроля прочности, усталости и ресурса горных пород вокруг горных выработок. Ключевые слова: анкерная крепь, горные породы, геоконтроль, ударно-спектральный, кровля

Суворов А.С., Кутузов Н.А., Стуленков А.В., Родионов А.А. «Локализация источников виброактивности в сложных системах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 105 (2019). 106 с.

В работе рассматривается задача локализации источника вибрационной активности в сложной механоакустической системе. Сравнивается эффективность работы нескольких методов для случаев тонального и широкополосного полезного сигнала, а также для одного или нескольких источников. Численное моделирование и экспериментальная апробация показали, что рассмотренные методы позволяют с высокой степенью достоверности проводить локализацию виброисточника при использовании усреднения по различным частотам. Разрешения двух и более источников также возможно, но в ограниченном числе сценариев. Ключевые слова: локализация виброактивности, конечно-элементная модель, метод максимального правдоподобия

Кучеров В.Г., Серебряков С.Г., Черноуцан А.И. «Корреляция между теплофизическими и акустическими свойствами в нефтях» Журнал технической физики, 90, № 1, с. 134-137 (2020)

Представлены результаты измерения теплофизических и акустических свойств четырех различных природных нефтей в диапазоне температур 293–353 K при атмосферном давлении. Показано наличие корреляционной связи между теплофизическими и акустическими свойствами в нефтях. Наличие корреляционной связи указывает на возможность применения представлений о переносе теплоты в сложных углеводородных системах посредством гиперакустических звуковых движений с учетом их поглощения и рассеяния на флуктуациях плотности. Ключевые слова: нефти, теплофизические и акустические свойства, температура.

Бритенков А.К., Боголюбов Б.Н., Фарфель В.А., Смирнов С.Ю., Круглов Н.Ю., Кушнерёв Д.Н. «Расчет, конструирование и изготовление электрических эквивалентов мощных низкочастотных гидроакустических преобразователей» Радиотехника, № 5-2, с. 129-136 (2019)

Постановка проблемы: одной из актуальных проблем гидроакустики является создание мощных низкочастотных излучающих комплексов, развивающих давление в сотни тысяч Паскаль на метр в диапазоне частот до 1000 Гц. Гидроакустические излучатели таких комплексов имеют, как правило, большие габаритные размеры (до 3 м), большую массу (до 5 т) и высокую стоимость. Для эффективной работы излучающего комплекса необходимо согласование системы возбуждения и преобразователя. Использование электрических эквивалентов излучателей сокращает стоимость и сроки разработки согласующих устройств, однако накладывает специфические требования на расчет и изготовление эквивалентов мощных излучателей из-за высокой интенсивности излучения. Так, большая индуктивность дросселя электрического эквивалента преобразователя и высокие уровни действующего напряжения осложняет обеспечение электрической прочности и соответствие расчетным характеристикам. Цель: провести расчет и создать алгоритм разработки мощных низкочастотных гидроакустических преобразователей. Результаты: приведенные расчеты и алгоритм разработки позволяют упростить изготовление эквивалента излучателя и снизить его стоимость, сохраняя идентичность параметрам эквивалентной схемы преобразователя. Практическая значимость: приведенная методика может быть успешно использована и для других инженерных приложений радиотехники и гидроакустики, а также для разработки активных электрических эквивалентов и эквивалентов протяженных излучающих систем.

Ёлкин К.С., Кущев В.Н., Михайлов В.М. «Расчёт входа в атмосферу Марса десантного модуля проекта «ЭкзоМарс – 2020»» Космонавтика и ракетостроение, № 6, с. 81-89 (2019)

Приводятся результаты расчётов входа в атмосферу Марса десантного модуля (ДМ) проекта «ЭкзоМарс – 2020». Рассматриваются пологая и крутая траектории входа ДМ со скоростью 5582 м / с и основная область посадки модуля на поверхность Марса – «Oxia Planum» (18,14° с. ш., 335,76° в. д.).