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

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.

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.

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.

Михалкин В.Н., Медведев С.П., Маилков А.Е., Хомик С.В. «Критические условия трансформации плоской детонационной волны в цилиндрическую» Химическая физика, 38, № 8, с. 52-57 (2019)

Экспериментально определены критические условия трансформации плоской детонационной волны в цилиндрическую. Для кислородных смесей водорода и метана установлены геометрические условия инициирования детонации в цилиндрическом зазоре при различных диаметрах выхода плоской детонационной волны. Для выявления особенностей наблюдаемых взрывных процессов проведен анализ результатов двухмерного численного моделирования.

Пушкарев В.В., Майорова Е.К., Верходанов О.В. «Спектральные свойства пиков фонового сигнала на средних и высоких мультиполях» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 359-370 (2019)

Рассматриваются спектральные свойства неоднородностей космического микроволнового фона. Исследуются спектры неоднородностей в диапазоне частот от 30 до 217 ГГц по данным многочастотных карт космической миссии Planck со сглаживанием на разных угловых размерах. По данным зависимости термодинамической температуры от частоты показано, что карта на частоте 70 ГГц имеет распределение сигнала, отличающееся от данных на других частотах в зависимости от окна сглаживания. На 70 ГГц в спектре присутствует пик, наиболее сильно проявляющийся на картах без сглаживания. В спектрах неоднородностей, представленных зависимостью плотности потока от частоты, для данных на высоких мультиполях (l>200, τ<30”) обнаружено отличное от низких мультиполей (l<200) поведение сигнала, которое демонстрирует монотонно растущий спектр с увеличением частоты от 30 до 217 ГГц.

Сотникова Ю.В., Муфахаров Т.В., Майорова Е.К., Мингалиев М.Г., Удовицкий Р.Ю., Бурсов Н.Н., Семенова Т.А. «Многочастотное исследование GPS-источников» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 371-388 (2019)

Gigahertz-Peaked spectrum (GPS) – компактные активные ядра галактик, предположительно молодые предшественники ярких радиоисточников, представляющие интерес как ранние стадии их эволюции. Исследование радиосвойств GPS дает информацию об особенностях синхротронного излучения во внегалактических структурах. В прикладной области исследований GPS являются полезными как компактные стационарные радиоисточники на небе. В работе представлены результаты многочастотного исследования GPS, основанного на квазиодновременных измерениях на радиотелескопе РАТАН-600 в период 2006–2017 гг. Получен каталог спектральных плотностей потоков GPS на шести частотах: 1.1, 2.3, 4.8, 7.7/8.2, 11.2 и 21.7 ГГц. Дополнительно для анализа радиоспектров привлечены данные низкочастотных обзоров GLEAM (GaLactic and Extragalactic Allsky Murchison widefield array survey) и TGSS (Tata institute for fundamental research GMRT Sky Survey) и высокочастотные измерения Planck. Выявлено 164 GPS и кандидата (17 из них – новые), что составляет незначительную долю GPS в исходной выборке ярких АЯГ – порядка 2%. Обнаружена неоднородность физических свойств и условий формирования синхротронного излучения в GPS разных типов АЯГ. Подтвержден дефицит далеких GPS (z>2) с низкими значениями частоты максимума (менее 1 ГГц). Существующая антикорреляция «размер–частота максимума» имеет непрерывный характер. Наблюдается статистическое укручение континуальных радиоспектров объектов с ростом красного смещения.

Шкловский В.М., Варламов С.А., Петрушевский А.Г., Майорова Л.А. «ФМРТ-корреляты категоризации звуков речевой и неречевой природы в слуховой коре» Физиология человека, 45, № 6, с. 5-15 (2019)

Изучается функциональная структура слуховой коры путем выявления и сопоставления пространственной локализации зон активации (по данным фМРТ) в ответ на речевые и неречевые стимулы. Помимо этого, было проведено аналогичное сопоставление зон активации в ответ на мужской и женский голос. Было обнаружено, что имеются специфические речевая, неречевая и перекрывающаяся зоны, причем речевая имеет значительные размеры относительно других. Перекрывание зон активации при прослушивании мужского и женского голоса имеет место, но не значительно, при этом влияние женского голоса оказалось значительно сильнее. Данные результаты свидетельствуют о наличии особых зон слуховой коры, предназначенных для специализированной обработки звукового сигнала.

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

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

Холтыгин А.Ф., Циопа О.А., Макаренко Е.И., Туманова И.М. «Эволюция магнитных полей Ae/Be-звезд Хербига» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 313-319 (2019)

Проанализированы измерения магнитного поля звезд Ae/Be Хербига. Получены функции распределения значений среднеквадратичныхмагнитныхполей B (в Гс) и магнитныхпотоков Φ (в Гс см²) для звезд Хербига с измеренными магнитными полями. Распределения значений B и Φ аппроксимированы логарифм-нормальной функцией со средними значениями ‹lg B ›=2.0 и ‹lg Φ›=25.5 с ширинами lg(σB)=0.3 dex и lg(σB)=0.4 dex соответственно. Полученные значения ширин распределения близки к типичным для AB-звезд главной последовательности (ГП), в то время как средние значения логарифмов магнитныхполей и магнитныхпотоков оказались значительно (до порядка величины) меньшими, чем соответствующие значения для звезд начальной ГП (соответственно 2.5 и 26.4). Обсуждаются причины этихразличий и эволюция магнитныхполей звезд промежуточныхмасс до ГП.

Шорстов В.А., Макаров В.Е. «Развитие зонного RANS-IDDES подхода к моделированию турбулентных течений и его использование для расчета акустических характеристик элементов авиационных силовых установок» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 48 (2019). 106 с.

На примере задач о развитом турбулентном течении в плоском канале и шуме задней кромки профиля NACA012, обтекаемого при нулевом угле атаки, протестированы неравновесный закон стенки для модели Спаларта-Аллмараса (SA) совместно с IDDES SA и модификация функции α IDDES, направленная на улучшение результатов в случае равных шагов сетки по тангенциальным направлениям. Результаты расчетов показали сходимость как параметров пограничного слоя, так и спектра в дальнем поле, для расчетов на сетках с сильно отличающимся размером пристеночных ячеек. Предложенная модификация α позволяет вдвое уменьшить ошибку по средней скорости в центре канала для случая равномерной по тангенциальным направлениям сетки. Регулярное смещение спектра шума в дальнем поле в этом случае составило 2–3 dB. Опираясь на детальное сопоставление с экспериментом ближнего поля сверхзвуковой струи, истекающей из прямоугольного сопла с большим отношением ширины к высоте в сечении среза, и опциональным использованием пластины, примыкающей к длинному ребру среза сопла, рассмотрена возможность расчета возникающего течения с использованием численной турбулизации слоев смешения. Выявлено негативное влияние зоны формирования турбулентного контента в окрестности среза на расчетное воспроизведение явления, наблюдаемого в эксперименте. При помощи радикального увеличения подсеточного масштаба (почти до уровня исходной DES-формулировки) показано преимущество более близкого к RANS описания начального участка слоя смешения для воспроизведения экспериментального явления. Высказано предположение, что зонный RANS-LES подход с явной генерацией турбулентного контента может оказаться предпочтительней для решение таких задач. Доработанный численный метод применен для расчета акустических характеристик модельного выходного устройства (ВУ) перспективного сверхзвукового гражданского самолета (СГС). Сопло рассмотренного ВУ с развитым центральным телом, экранированное с трех сторон элементами планера, имеет прямоугольное поперечное сечение, а рассмотренный режим истечения струи отвечает типовому для условий взлета СГС докритическому перепаду давления. Анализ возникающих нестационарных процессов позволил дать объяснение обнаруженному ранее в ряде экспериментальных работ явлению возникновения в спектре шума ВУ рассматриваемого типа ярко выраженных дискретных составляющих при докритических и близких к критическим перепадах давления на сопле. С высокой долей вероятности причиной такого акустического явления, является возникающая на сопле положительная обратная связь между изменением статического давления на нижней стенке и центральном теле сопла и смещением слоя смешения, сходящего с верхней стенки сопла. Такая обратная связь приводит к возникновению интенсивных поперечных колебаний слоя смешения, вызывающих сильные изменения давления на элементах ВУ, примыкающих к струе, и к появлению ярко выраженных дискретных составляющих спектре шума в дальнем поле.

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

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

Зубин М.А., Максимов Ф.А., Остапенко Н.А. «Критерии существования вихревых особенностей Ферри в сверхзвуковых конических течениях при отсутствии точек ветвления ударных волн» Доклады академии наук, 489, № 6, с. 576-580 (2019)

На основе результатов численного исследования управления структурой течения около ромбовидного крыла с коническим сопряжением консолей при обтекании со скольжением на режимах со сверхзвуковыми передними кромками определены критерии существования вихревых особенностей Ферри в отсутствие точек ветвления головной и внутренней ударных волн.

Марков А.А., Максимова Е.А., Антипов А.Г. «Анализ развития дефектов рельсов по результатам многоканального периодического контроля» Дефектоскопия, № 12, с. 3-15 (2019)

Системы неразрушающего контроля (НК) рельсов являются многоканальными и используют одновременно несколько методов: ультразвуковые (УЗ), магнитодинамические (МД), визуальные и др. При периодической дефектоскопии рельсов сложно осуществлять мониторинг состояния рельсов и отслеживать тенденцию развития дефектов одновременно по многим (до 14) каналам и нескольким параметрам сигналов УЗ и магнитного контроля. Предложены подходы к разработке обобщающего (интегрального) параметра, учитывающего основные характеристики сигналов от дефектов одновременно по всем каналам (методам) контроля. С использованием этого параметра выполнен анализ развития разнообразных дефектов в головке рельсов при многократном (до 17 раз) контроле. Как и ожидалось, развитие дефектов головки продольной ориентации происходит за достаточно продолжительный промежуток времени (до 4 лет). В то же время поперечные трещины, являющиеся наиболее опасными из-за возможности внезапного излома рельса, развиваются достаточно быстро (0,5–4 мес.). Обращено внимание на существенную нестабильность сигналов УЗ дефектоскопии при многократном контроле и закономерные изменения сигналов магнитного контроля. Показана возможность мониторинга развития дефектов рельсов и принятия упреждающих мер по своевременному изъятию опасных дефектов. Предложенные подходы могут быть использованы при мониторинге развития дефектов и в других отраслях НК

Максимова Л.А., Павлюченков Я.Н., Воробьев Э.И. «Анализ конвективно-неустойчивых областей, возникающих при моделировании эволюции протопланетного диска» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 27-33 (2019)

Образование и эволюция протопланетных дисков являются важными этапами в формировании планетных систем. Однако несмотря на впечатляющие успехи в наблюдениях протопланетных дисков, до сих пор невыясненным остается механизм переноса массы и углового момента. Одним из таких механизмов может быть конвекция, приводящая к турбулизации среды и увеличению вязкости диска. Конвекция в протопланетных дисках – сложный процесс, описание которого требует реалистичных гидродинамических и тепловых моделей. Поэтому роль конвекции в турбулизации диска и его общей эволюции до сих плохо изучена. В данной работе проанализированы условия возникновения конвекции для эволюционной модели газового диска FEOSAD, в рамках которой рассчитывается детальная вертикальная структура диска. Показано, что внутренние области модельного диска являются конвективно-неустойчивыми, что приводит к необходимости их учета в будущих моделях.

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

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

Лабутина М.С., Малеханов А.И., Смирнов А.В. «О влиянии размещения элементов вертикальной антенны в океаническом волноводе на эффективность приема многомодового сигнала на фоне модовых помех» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22-23 (2019). 106 с.

Рассматривается задача пространственной фильтрации многомодового сигнала, представляющего собой совокупность распространяющихся мод океанического волновода со случайными амплитудами, и принимаемого вертикально ориентированной короткой антенной решеткой (АР) на фоне помех, содержащих интенсивную компоненту модового спектра. В качестве характеристики эффективности метода фильтрации определен коэффициент усиления (выигрыш) АР, который зависит не только от параметров сигнала и помехи на её входе (спектр и взаимная корреляция модовых амплитуд, спектр волновых чисел волновода), но также от её параметров (полная длина АР, межэлементное расстояние, положение в волноводе) и выбранного амплитудно-фазового распределения. В работе проведен теоретический анализ и численное моделирование в поиске оптимального выбора параметров АР в предположении взаимно-некоррелированных модовых амплитуд полезного сигнала и помех. Проведено сравнение полученных результатов с эвристическим методом согласованной фильтрации отдельных мод. Показано, что величина коэффициента усиления АР варьируется в широких пределах в зависимости от разрешающей способности АР в модовом пространстве. Ключевые слова: волновод, пространственная обработка, многомодовый сигнал, линейная антенная решетка

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

Разрезова К.В., Малец А.А. «Анализ процесса генерации звуковых волн термоакустическими источниками» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S2, с. 110-116 (2019)

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

Малков О.Ю., Поляченко Е.В., Соболев А.М., Расторгуев А.С. «Актуальные проблемы современной звездной астрономии и основные результаты исследований» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 101-118 (2019)

Представлен аналитический обзор современного состояния проблем звездной астрономии. Приведены результаты работ российских астрономов, полученные к 2017 г. Показано, что проводимые в России исследования охватывают все важнейшие направления звездной астрономии и ведутся на высоком научном уровне с использованием современных методов наблюдений и анализа данных.

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.

Малков О.Ю., Негу С.Х., Тессема С.Б. «Статистический анализ полуразделенных затменных двойных» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 251-256 (2019)

Представлены и проанализированы распределения классических и горячих полуразделенных затменных двойных по орбитальным и звездным параметрам. Показано, что расхождения в распределениях подтвержденных и заподозренных горячих систем проистекают из-за неучета различия эволюционных стадий классических и горячих полуразделенных систем.

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.

Сичевский С.Г., Малков О.Ю., Жао Г. «Соотношение между радиусом и атмосферными параметрами звезд» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 272-276 (2019)

Для набора моделей звездных атмосфер, характеризуемых эффективной температурой, поверхностным ускорением и металличностью, проведена оценка соответствующих им значений радиуса звезды. Наличие оценки радиуса для модели звездной атмосферы позволяет вычислять не только показатель цвета, но и блеск звезды, что позволяет, в частности, рассчитывать абсолютные звездные величины.

Сичевский С.Г., Малков О.Ю. «Применение современных обзоров для исследования межзвездного поглощения» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 405-410 (2019)

Многоцветная фотометрия, содержащаяся в современных больших обзорах неба, может быть использована для параметризации звезд и межзвездной среды. Основная цель настоящей работы – представить основные современные фотометрические обзоры, данные из которых, после кросс-отождествления, могут быть использованы для определения параметров сотен миллионов звезд и могут служить для построения трехмерной карты межзвездного поглощения в Галактике.

Уклеин Р.И., Малыгин Е.А., Шабловинская Е.С., Перепелицын А.Е., Гроховская А.А. «Фотометрическое эхокартирование BLR-областей AGN в диапазоне 0.1<z<0.8. I. Методика наблюдений» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 414-422 (2019)

Уточнение калибровочной зависимости для определения размеров области формирования широких линий (broad-line region, BLR) по наблюдаемой в оптическом диапазоне светимости активных ядер галактик (AGN) является необходимой задачей для исследования таких фундаментальных параметров далёких AGN, как, например, масса центральной сверхмассивной чёрной дыры. Наиболее популярным способом оценки размеров BLR-областей на сегодняшний день является метод эхокартирования, основанный на измерении временной задержки между континуальным потоком и потоком в эмиссионной линии. В работе применяется метод фотометрического эхокартирования в среднеполосных фильтрах, адаптированный для наблюдений на 1-м телескопе Цейсс-1000 САО РАН, для исследования AGN с широкими линиями в диапазоне красных смещений 0.1<z<0.8. Описаны использованные методы наблюдений и обработки данных, приведена выборка объектов и продемонстрирована стабильность используемого метода.

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

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.

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

Ерофеев А.В., Аносов А.А., Мансфельд А.Д., Шаракшанэ А.А., Щербаков М.И. «Измерение температуры внутренних органов тела человека методом пассивной акустической термометрии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 55-56 (2019). 106 с.

Цель исследования. Измерение температуры внутренних органов в норме и при воздействии на организм человека активных физических и химических средств.

Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Беляев Р.В., Громов П.Р. «Что измеряет ультразвуковой корреляционный расходомер газа с накладными датчиками» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 31-32 (2019). 106 с.

Рассматривается принцип действия и устройство ультразвукового корреляционного расходомера газа с накладными датчиками, располагающимися на внешней поверхности трубы. Приводятся сравнительные результаты лабораторных экспериментов по одновременному измерению скорости потока с помощью ультразвукового расходомера и двух термоанемометров разнесенных между собой, со следующим построением взаимно корреляционной функции. Показано, что ультразвуковой расходомер, благодаря фокусирующему действию стенки трубы, в основном регистрирует пролет вихрей, распространяющихся в центре трубы. Отмечается также меньшая скорость пролета вихрей по отношению к средней скорости потока.

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.

Марапулец Ю.В., Щербина А.О. «Локация источников геоакустической эмиссии точечной приемной системой на основе комбинированного приемника» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 66 (2019). 106 с.

Представлены результаты исследования направленности геоакустического излучения в сейсмоактивном регионе Камчатка. Для локации источников геоакустической эмиссии использована точечная приемная система на основе комбинированного приемника, которая была установлена у дна природного водоема озеро Микижа. Определение направления прихода звуковой волны осуществлялось на основе оценки вектора потока акустической мощности. Исследования производились в сейсмически спокойные (фоновые) периоды и во время акустоэмиссионных возмущений, возникающих при активизации деформационного процесса на заключительной стадии подготовки землетрясений. Оценены углы прихода геоакустических сигналов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Установлено, что при отсутствии возмущений распределение источников геоакустической эмиссии по пространству в горизонтальной плоскости достаточно изотропно. Во время усиления и увеличения скорости деформирования возникают ярко выраженные максимумы в пространственном распределении геоакустического излучения, которые свидетельствуют об изменении характеристик источников эмиссии в поле напряжений осадочных пород. Проведен анализ распределения таких максимумов для 111 случаев акустоэмиссионных возмущений, зарегистрированных в 3-х суточном интервале перед землетрясениями в период 2008–2016 гг. Представлены примеры направленности геоакустического излучения в фоновые периоды и при активизации деформаций перед землетрясениями. В вертикальной плоскости наиболее интенсивное излучение наблюдается с нижней полусферы по углам 60–80° относительно горизонта, что с учетом высоты комбинированного приемника над грунтом 35 см, соответствует расстояниям до 0.4 метра от датчика. При этом некоторые сигналы регистрируются с расстояний до десяти метров. Около 30% геоакустических сигналов регистрируется с верхней полусферы, что может быть обусловлено их переотражением от поверхности водоема. Ключевые слова: геоакустическое излучение, комбинированный приемник, акустоэмиссионное возмущение

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.

Маркеев А.П. «Об устойчивости стационарного вращения спутника вокруг нормали к плоскости орбиты» Прикладная математика и механика, 83, № 6-6, с. 691-703 (2019)

Изучается вращательное движение спутника – твердого тела относительно центра масс в центральном ньютоновском гравитационном поле на круговой орбите. Решается задача об устойчивости стационарного движения, когда ось симметрии спутника перпендикулярна плоскости орбиты, а сам спутник вращается относительно оси симметрии с постоянной по величине угловой скоростью (цилиндрическая прецессия). Задача зависит от двух параметров: безразмерной величины абсолютной угловой скорости вращения спутника и от отношения его осевого и экваториального моментов инерции. Получены строгие выводы об устойчивости и неустойчивости для значений параметров, которые ранее не были исследованы. Вместе с известными результатами отечественных и зарубежных авторов полученные выводы дают строгое и полное решение задачи об устойчивости цилиндрической прецессии спутника на круговой орбите для всех значений параметров задачи.

Марков А.А., Максимова Е.А., Антипов А.Г. «Анализ развития дефектов рельсов по результатам многоканального периодического контроля» Дефектоскопия, № 12, с. 3-15 (2019)

Системы неразрушающего контроля (НК) рельсов являются многоканальными и используют одновременно несколько методов: ультразвуковые (УЗ), магнитодинамические (МД), визуальные и др. При периодической дефектоскопии рельсов сложно осуществлять мониторинг состояния рельсов и отслеживать тенденцию развития дефектов одновременно по многим (до 14) каналам и нескольким параметрам сигналов УЗ и магнитного контроля. Предложены подходы к разработке обобщающего (интегрального) параметра, учитывающего основные характеристики сигналов от дефектов одновременно по всем каналам (методам) контроля. С использованием этого параметра выполнен анализ развития разнообразных дефектов в головке рельсов при многократном (до 17 раз) контроле. Как и ожидалось, развитие дефектов головки продольной ориентации происходит за достаточно продолжительный промежуток времени (до 4 лет). В то же время поперечные трещины, являющиеся наиболее опасными из-за возможности внезапного излома рельса, развиваются достаточно быстро (0,5–4 мес.). Обращено внимание на существенную нестабильность сигналов УЗ дефектоскопии при многократном контроле и закономерные изменения сигналов магнитного контроля. Показана возможность мониторинга развития дефектов рельсов и принятия упреждающих мер по своевременному изъятию опасных дефектов. Предложенные подходы могут быть использованы при мониторинге развития дефектов и в других отраслях НК

Егорова В.А., Воронин Ф.Н., Жуковский М.Е., Марков М.Б., Потапенко А.И., Усков Р.В., Бойков Д.С. «Модель радиационно-индуцированных термомеханических эффектов в гетерогенных мелкодисперсных материалах» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 85-99 (2020)

Разработана комплексная модель для суперкомпьютерного исследования параметров радиационно-индуцированных термомеханических полей в гетерогенных средах со сложной дисперсной структурой. Построен способ расчета параметров фотон-электронного каскада, генерируемого в объекте при взаимодействии излучения с веществом. Создана геометрическая модель среды с прямым разрешением ее микроструктуры. Составной частью геометрического описания среды является модель детектирующей системы для статистической оценки энерговыделения излучения. Основой для расчета термомеханических процессов выбрана система уравнений движения сплошной среды в переменных Эйлера в форме законов сохранения. Приведены результаты демонстрационных расчетов параметров термомеханических полей.

Марков М.Б., Подоляко С.В. «Моделирование переноса протонов в веществе» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 129-142 (2020)

Рассмотрена математическая модель переноса протонов в веществе. Взаимодействие протонов с электронной подсистемой атомов среды моделируется в приближении средних потерь энергии при ионизационном рассеянии. Ядерные взаимодействия рассмотрены в модели индивидуальных соударений. Разработан алгоритм моделирования переноса протонов в кусочно-однородных средах, сочетающий приближение непрерывного замедления при взаимодействии с электронами с прямым моделированием упругого и неупругого рассеяния на ядрах. Представлены расчеты, демонстрирующие влияние ядерных эффектов на распределение энергии, выделяемой протонами при рассеянии.

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

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.

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.

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.

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.

Зайцев В.Ю., Радостин А.В., Матвеев Л.А. «О критерии самосогласованности и его выполнимости в моделях упругих свойств трещиноватых сред» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64-65 (2019). 106 с.

Модели, адекватно описывающие влияние трещиноподобных дефектов на упругие модули твердых тел, являются одним из ключевых "ингредиентов", необходимых для получения диагностических заключений о структурных особенностях материала по измерениям его упругих модулей. Одним из наиболее популярных методов измерения связи этих модулей с присутствующими в материале трещинами является изменение скоростей продольных и поперечных упругих волн в зависимости от давления, оказываемого на среду. Для часто рассматриваемых моделей с изотропной ориентацией трещин (что делает среду в среднем изотропной) измерения этих двух скоростей оказывается достаточным, чтобы определить два независимых модуля (например, модуль сдвига и объемного сжатия) через которые могут быть выражены другие интересующие характеристики. При этом прилагаемое давление, постепенно закрывающее трещины, является управляющим параметром, контролирующим концентрацию трещин. Довольно естественным при построении моделей является получение выражений для упругих модулей через концентрацию трещин (которую практически невозможно непосредственно измерить экспериментально). В связи с этим используются некие дополнительные соображения о связи концентрации трещин с давлением, что позволяет связывать модельные выражения для модулей с измеренными зависимостями от давления. Предполагая некоторые аппроксимации связи давления и концентрации со свободными параметрами, и подбирая их значение, можно добиться наилучшего согласования модельных и экспериментальных зависимостей от давления. Такой подход выглядит довольно естественным и часто применяется, казалось бы, обеспечивая самосогласованность модели при выбранных параметрах. В данном сообщении показывается, что эта кажущаяся самосогласованность является далеко не очевидной при подходе, основанном на использовании вспомогательной (и непосредственно не измеряемой) связи концентрации с давлением. Выяснить нарушение или, наоборот, выполнение условия самосогласованости позволяет использование такой формы модели, в которой ее входные параметры можно выразить через непосредственно измеряемые в эксперименте величины (в отличие от непосредственно не измеряемой концентрации дефектов). В докладе приводятся примеры использования такого подхода, позволяющего явно проверить выполнение самосогласованности, и показывается, по каким причинам в стандартных моделях самосогласованность может грубо нарушаться. Ключевые слова: сейсмоакустическая диагностика, трещинообразные дефекты, оценка поврежденности, упругие модули, скорости упругих волн

Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Чернов Д.В. «Исследование кинетики разрушения однонаправленного ламината с применением акустикой эмиссии и видеорегистрации» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 85, № 10, с. 45-61 (2019)

Исследован процесс разрушения пакета однонаправленного ламината при растяжении с помощью акустической эмиссии и видеорегистрации. Изучена кинетика повреждений и разрушений структурных связей в однонаправленном ламинате от действия растягивающей нагрузки с применением акустической эмиссии и синхронно выполняемой видеосъемки. Установлено соответствие между происходящими разрушениями на микро-, мезо- и макромасштабном уровнях пакета ламината и регистрируемыми при этом локационными импульсами, их энергетическими параметрами, формой и спектром. Выполнено тестирование новых критериальных параметров, используемых при акустико-эмиссионном мониторинге, включающих частоту регистрации локационных импульсов в энергетических кластерах и их весовое содержание, а также методики разделения локационных импульсов на кластеры с похожими спектрами. Предложенные параметры позволяют количественно оценивать степень разрушения структурных связей конструкционного материала на всех масштабных уровнях и прогнозировать остаточную прочность изделия. Структурно-феноменологический подход, реализуемый путем разделения всего массива акустико-эмиссионных данных на энергетические кластеры, позволил контролировать степень разрушения структуры материала с применением частоты регистрации и весовое содержание локационных импульсов в кластерах нижнего, среднего и верхнего энергетических уровней. Путем сопоставления событий акустической эмиссии, регистрируемых на стадиях нагружения испытываемых образцов, с кадрами видеосъемки микроисследований накопления повреждений и разрушения структурных связей в пакете однонаправленного ламината установлено соответствие между происходящими разрушениями на микро-, мезо- и макромасштабном уровнях, генерируемыми при этом акустическими волнами и регистрируемыми преобразователями акустической эмиссии локационными импульсами, их энергетическими параметрами, формой и спектром.

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.

Маурчев Е.А., Балабин Ю.В., Германенко А.В., Михалко Е.А., Гвоздевский Б.Б. «Расчет скорости ионизации вещества атмосферы земли протонами галактических и солнечных космических лучей» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 81-88 (2019)

Рассматривается прикладное использование модуля программного комплекса RUSCOSMICS (http://ruscosmics.ru), предназначенного для моделирования прохождения частиц первичных космических лучей (КЛ) через атмосферу Земли и сбора информации о характеристиках их вторичной компоненты. Представлены результаты, полученные для потоков протонов с энергетическими распределениями, соответствующими дифференциальным спектрам галактических КЛ (ГКЛ) и солнечных КЛ (СКЛ) во время событий наземного возрастания (ground level enhancement, GLE) интенсивности КЛ GLE65 и GLE67. В статье рассматриваются принцип реализации геометрии атмосферы Земли в модели, данные для ее параметризации, а также приводится описание генератора первичных частиц. Представлены типовые энергетические спектры электронов, полученные при расчетах с использованием спектра ГКЛ во время минимума солнечной активности и GLE65, позволяющие количественно оценить вклад протонов СКЛ в увеличение потоков вторичных КЛ. Приводятся также высотные зависимости скорости ионизации в случае ГКЛ и обоих GLE для двух значений жесткости геомагнитного обрезания. В заключение подводятся итоги и обсуждаются перспективы будущих исследований.

Савельев В.Н., Махмудов Х.Ф. «Исследование акустических свойств массива гетерогенных пород и бетонной обделки в натурных условиях» Журнал технической физики, 90, № 1, с. 143-148 (2020)

Проведено измерение поля скоростей распространения упругих волн в массиве гетерогенных пород. Осуществлено измерение спектрального состава отклика массива гетерогенных пород и бетонной обделки подземных сооружений на возбуждение его ударом шара, спектр сигнала отклика сконцентрирован в диапазоне 0.7–3.2 kHz. Разработан съемный датчик акустического импульса в комплекте с предварительным усилителем с необходимой амплитудно-частотной характеристикой для установки в скважине диаметром 76 mm на закладной детали. Ключевые слова: массив, упругие волны, съемный датчик, акустический процесс.

Михалкин В.Н., Медведев С.П., Маилков А.Е., Хомик С.В. «Критические условия трансформации плоской детонационной волны в цилиндрическую» Химическая физика, 38, № 8, с. 52-57 (2019)

Экспериментально определены критические условия трансформации плоской детонационной волны в цилиндрическую. Для кислородных смесей водорода и метана установлены геометрические условия инициирования детонации в цилиндрическом зазоре при различных диаметрах выхода плоской детонационной волны. Для выявления особенностей наблюдаемых взрывных процессов проведен анализ результатов двухмерного численного моделирования.

Гончаренко Б.И., Медведева Е.В., Шуруп А.С. «Особенности формирования скалярно-векторных характеристик звукового поля в мелком пресном водоеме при прохождении шумового источника» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 19 (2019). 106 с.

Приводятся результаты натурных измерений векторно-фазовой структуры акустического поля на гидроакустическом полигоне МГУ имени М.В. Ломоносова в акватории Клязьминского водохранилища. Для регистрации звукового давления и трех взаимно ортогональных составляющих колебательной скорости использовались две разнесенные в пространстве автономные донные станции, содержащие векторные приемники и приемники звукового давления. Источником шумового сигнала являлось судно, проходящее вблизи точек расположения станций. Приводятся результаты оценки пеленга на движущийся шумовой источник на основе различных алгоритмов обработки экспериментальных данных. Полученные результаты позволили рассчитать зависимости спадания относительных уровней различных составляющих звукового поля от расстояния до источника. Анализ экспериментальных данных показывает, что характер убывания звукового давления и трех взаимно ортогональных составляющих колебательной скорости сигнала различный, что указывает на возможность использования этих данных в качестве исходных для решения обратной задачи восстановления характеристик волновода. Например, наблюдаемое существенное поглощение скалярно-векторных характеристик звукового поля может определяться параметрами газонасыщенного слоя, присутствующего в приповерхностном слое осадков Клязьминского водохранилища. В свою очередь, использование синхронизованных записей с двух донных станций позволило получить результаты, направленные на изучение пространственных корреляционных характеристик векторно-фазовой структуры шумового поля для целей пассивной томографии. Основным преимуществом пассивных методов томографического исследования акваторий является снижение требований на практическую сторону проведения натурного эксперимента – не требуется использование дорогостоящего низкочастотного источника, специальным образом размещаемого в исследуемой области. Вместо этого, информация о среде извлекается из шумового поля, присутствующего в акватории. Основным недостатком пассивных томографических методов является существенное время накопления шума при его корреляционной обработке. Полученные в работе результаты демонстрируют преимущества использования векторно-фазовых методов регистрации и обработки акустических полей в задачах пассивной томографии при учете пространственной анизотропии шумового поля, что позволяет уменьшить требуемое время накопление шума по сравнению с ненаправленным приемом. Ключевые слова: векторно-фазовые методы, пеленгование источника, пространственное убывание звука, пассивная томография

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

Мелентьев В.В., Постников Е.Б. «Влияние изомеризации на акустические и флуктуационные свойства хлорпропана по данным экспериментальных и модельных исследований» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 87 (2019). 106 с.

Экспериментальные данные о плотности, скорости ультразвука, изобарной теплоёмкости в широком диапазоне температур и давлений, полученные в НИЦ физики конденсированного состояния Курского государственного университета ранее для 1-хлорпропана и новые для 2-хлорпропана, были использованы для оценки влияния изомеризации на термодинамические свойства объектов. Рассмотрены возможности прогнозирования плотности, ее производных и скорости звука под давлением для изомеров хлорпропана на основе параметра обратных приведенных флуктуаций, который непосредственно связан с изотермической сжимаемостью и является универсальной функцией плотности для заданного вещества. Как следствие, он может быть определён на основе термодинамических свойств на линии насыщения, что было ранее подтверждено на примере различных классов жидкостей в базовой неизомерной форме. Данная работа обобщает анализ области применимости флуктуационного подхода с учетом молекулярных конфигураций. 1. Melent’ev, V. V.; Postnikov, E. B. Speed of Sound and Density of 1-Chloropropane in the Range of Temperatures 180–373 K and Pressures up to 196.1 MPa. J. Chem. Eng. Data 2017, 62, 3409. Ключевые слова: скорость ультразвука, плотность, изобарная теплоёмкость, флуктуации плотности.

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.

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.

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

Мещеряков Р.В, Ляпустин Е.С. «Идентификация беспилотных летательных аппаратов по звуковой обработке» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 30 (2019). 106 с.

Беспилотные летательные аппараты (далее – БЛА), используемые в незаконных целях, представляют собой растущую проблему, и потребность в системах обнаружения беспилотных летательных аппаратов неуклонно возрастает. Проведенный анализ отечественных и зарубежных источников показал, что обнаружение БЛА с использованием аудиоанализа возможно и что реализация решений по идентификации беспилотных летательных аппаратов может стать полезным продуктом для систем охраны. Рассмотрены различные возможные методы обнаружения БЛА. Анализ их достоинств и недостатков показал, что подсистемы, включающие как активные, так и пассивные механизмы обнаружения, такие как радар и обработка изображений необходимо комплексировать в единую систему. Было решено, что любая спроектированная система будет функционировать на первом этапе получая звук, издаваемый БЛА, затем модуль, который обрабатывает этот звук, сравнивает его с эталоном-идентификатором БЛА и с помощью триангуляции по силе звука, предоставляем информацию о мгновенном местонахождении устройства. Для этого система обнаружения была разделена на пять отдельных модулей: 1. Обнаружение звука; 2. Формирование сигнала; 3. Сбор и передача данных; 4. Обработка; 5. Вывод данных. Выводы. Обнаружение БЛА с использованием аудиоанализа возможно. Тем не менее, звуки, исходящие от похожих по ТТХ БЛА трудно отличить друг от друга и идентификатор может давать ложные срабатывания. В рамках данной работы можно сделать дальнейшую модернизация в части добавлении локализации источника звука в детектор обнаружения, чтобы можно было подавлять звуки ниже определенного угла источника звука, тем самым увеличить вероятность идентификации количества БЛА по аудиоотпечатку.

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.

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

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.

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.

Минасянц Г.С., Минасянц Т.М., Томозов В.М. «Особенности развития длительных потоков высокоэнергичного гамма-излучения на разных стадиях солнечных вспышек» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 11-20 (2019)

Рассмотрены характеристики длительных потоков гамма-излучения с энергиями квантов >100 МэВ на разных стадиях вспышечных событий. Для анализа использовались данные наблюдений с временным разрешением 1 мин на космическом аппарате Fermi с помощью Large Area Telescope (LAT). Подтвержден наиболее вероятный процесс возникновения гамма-квантов высоких энергий на импульсной фазе вспышек (6 событий). Ускорение частиц, возникающих в результате вспышечного энерговыделения (при диссипации токового слоя), происходит при взаимодействии с фронтом ударной волны коронального выброса массы (КВМ), который одновременно развивается в той же активной области. Ядерные взаимодействия ускоренных протонов (>500 МэВ) c ионами плазмы приводят в дальнейшем к возникновению высокоэнергичных квантов гамма-излучения. Установлено, что взаимодействие вспышечного потока и высокоскоростного КВМ на импульсной фазе вспышки происходит в довольно ограниченных временных интервалах – от 2 до 16 мин. В рассмотренных событиях зарегистрирована непосредственная связь между максимальными значениями потоков гамма-излучения F max (γ>100 МэВ) и скоростью КВМ. Для импульсных фаз вспышек характерны высокие максимальные значения потоков гамма-излучения F_max(γ>100 МэВ)=3.5·10^–4–1.3·10^–2 cм^–2 с^–1. При этом значение F_max(γ>100 МэВ)=0.013 cм^–2 с^–1 оказалось самым высоким для событий, наблюдавшихся на Fermi/LAT с 2008 по 2017 г. В процессе эволюции КВМ, движущихся со сверхзвуковой скоростью в короне Солнца, образуются ударные волны, которые являются основными энергетическими источниками ускоренных частиц на главной стадии длительных вспышек. Однако в некоторых случаях влияние ударных волн на ускорение частиц оказывается наибольшим на кратковременной импульсной фазе вспышки. С целью выявления параметров, которые могут оказывать наибольшее влияние на генерацию высокоэнергичного гамма-излучения, было проведено их сопоставление для 17 вспышечных событий. Наиболее значимым параметром оказался интервал времени совместного действия вспышечного процесса и ударных волн КВМ. Установлено, что при одновременном развитии вспышечного процесса и сопровождающего вспышку КВМ происходит наиболее эффективное ускорение частиц, приводящее к появлению максимальных потоков высокоэнергичных гамма-квантов. В процессе эволюции КВМ, движущихся со сверхзвуковой скоростью в короне Солнца, образуются ударные волны, которые являются основными энергетическими источниками ускоренных частиц на главной стадии длительных вспышек. Однако в некоторых случаях влияние ударных волн на ускорение частиц оказывается наибольшим на кратковременной импульсной фазе вспышки. С целью выявления параметров, которые могут оказывать наибольшее влияние на генерацию высоко энергичного гамма-излучения, было проведено их сопоставление для 17 вспышечных событий. Наиболее значимым параметром оказался интервал времени совместного действия вспышечного процесса и ударных волн КВМ. Установлено, что при одновременном развитии вспышечного процесса и сопровождающего вспышку КВМ происходит наиболее эффективное ускорение частиц, приводящее к появлению максимальных потоков высокоэнергичных гамма-квантов.

Минасянц Г.С., Минасянц Т.М., Томозов В.М. «Особенности развития длительных потоков высокоэнергичного гамма-излучения на разных стадиях солнечных вспышек» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 11-20 (2019)

Рассмотрены характеристики длительных потоков гамма-излучения с энергиями квантов >100 МэВ на разных стадиях вспышечных событий. Для анализа использовались данные наблюдений с временным разрешением 1 мин на космическом аппарате Fermi с помощью Large Area Telescope (LAT). Подтвержден наиболее вероятный процесс возникновения гамма-квантов высоких энергий на импульсной фазе вспышек (6 событий). Ускорение частиц, возникающих в результате вспышечного энерговыделения (при диссипации токового слоя), происходит при взаимодействии с фронтом ударной волны коронального выброса массы (КВМ), который одновременно развивается в той же активной области. Ядерные взаимодействия ускоренных протонов (>500 МэВ) c ионами плазмы приводят в дальнейшем к возникновению высокоэнергичных квантов гамма-излучения. Установлено, что взаимодействие вспышечного потока и высокоскоростного КВМ на импульсной фазе вспышки происходит в довольно ограниченных временных интервалах – от 2 до 16 мин. В рассмотренных событиях зарегистрирована непосредственная связь между максимальными значениями потоков гамма-излучения F max (γ>100 МэВ) и скоростью КВМ. Для импульсных фаз вспышек характерны высокие максимальные значения потоков гамма-излучения F_max(γ>100 МэВ)=3.5·10^–4–1.3·10^–2 cм^–2 с^–1. При этом значение F_max(γ>100 МэВ)=0.013 cм^–2 с^–1 оказалось самым высоким для событий, наблюдавшихся на Fermi/LAT с 2008 по 2017 г. В процессе эволюции КВМ, движущихся со сверхзвуковой скоростью в короне Солнца, образуются ударные волны, которые являются основными энергетическими источниками ускоренных частиц на главной стадии длительных вспышек. Однако в некоторых случаях влияние ударных волн на ускорение частиц оказывается наибольшим на кратковременной импульсной фазе вспышки. С целью выявления параметров, которые могут оказывать наибольшее влияние на генерацию высокоэнергичного гамма-излучения, было проведено их сопоставление для 17 вспышечных событий. Наиболее значимым параметром оказался интервал времени совместного действия вспышечного процесса и ударных волн КВМ. Установлено, что при одновременном развитии вспышечного процесса и сопровождающего вспышку КВМ происходит наиболее эффективное ускорение частиц, приводящее к появлению максимальных потоков высокоэнергичных гамма-квантов. В процессе эволюции КВМ, движущихся со сверхзвуковой скоростью в короне Солнца, образуются ударные волны, которые являются основными энергетическими источниками ускоренных частиц на главной стадии длительных вспышек. Однако в некоторых случаях влияние ударных волн на ускорение частиц оказывается наибольшим на кратковременной импульсной фазе вспышки. С целью выявления параметров, которые могут оказывать наибольшее влияние на генерацию высоко энергичного гамма-излучения, было проведено их сопоставление для 17 вспышечных событий. Наиболее значимым параметром оказался интервал времени совместного действия вспышечного процесса и ударных волн КВМ. Установлено, что при одновременном развитии вспышечного процесса и сопровождающего вспышку КВМ происходит наиболее эффективное ускорение частиц, приводящее к появлению максимальных потоков высокоэнергичных гамма-квантов.

Четверушкин Б.Н., Мингалев И.В., Федотова Е.А., Орлов К.Г., Чечеткин В.М., Мингалев В.С. «Расчет собственного излучения атмосферы в модели общей циркуляции нижней и средней атмосферы Земли» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 77-100 (2020)

Представлено описание блока расчета собственного излучения атмосферы Земли в ИК-диапазоне, который разработан для модели общей циркуляции нижней и средней атмосферы. В этом блоке используется новая параметризация молекулярного поглощения в диапазоне частот от 10 до 2000 см^–1 в интервале высот от поверхности Земли до 76 км. Алгоритм построения этой параметризации учитывает изменение газового состава атмосферы с высотой и имеет ряд других достоинств. Кроме того, для численного решения уравнения переноса излучения используется метод дискретных ординат и расчетная сетка по зенитным углам с шагом около 9 градусов. Проведено сравнение результатов эталонных расчетов поля собственного излучения атмосферы Земли с результатами расчетов, выполненных с использованием параметризации, и показано, что представленная параметризация имеет хорошую точность в нижней и средней атмосфере как при отсутствии облаков, так и при наличии облачных слоев с большой оптической толщиной.

Четверушкин Б.Н., Мингалев И.В., Федотова Е.А., Орлов К.Г., Чечеткин В.М., Мингалев В.С. «Расчет собственного излучения атмосферы в модели общей циркуляции нижней и средней атмосферы Земли» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 77-100 (2020)

Представлено описание блока расчета собственного излучения атмосферы Земли в ИК-диапазоне, который разработан для модели общей циркуляции нижней и средней атмосферы. В этом блоке используется новая параметризация молекулярного поглощения в диапазоне частот от 10 до 2000 см^–1 в интервале высот от поверхности Земли до 76 км. Алгоритм построения этой параметризации учитывает изменение газового состава атмосферы с высотой и имеет ряд других достоинств. Кроме того, для численного решения уравнения переноса излучения используется метод дискретных ординат и расчетная сетка по зенитным углам с шагом около 9 градусов. Проведено сравнение результатов эталонных расчетов поля собственного излучения атмосферы Земли с результатами расчетов, выполненных с использованием параметризации, и показано, что представленная параметризация имеет хорошую точность в нижней и средней атмосфере как при отсутствии облаков, так и при наличии облачных слоев с большой оптической толщиной.

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.

Сотникова Ю.В., Муфахаров Т.В., Майорова Е.К., Мингалиев М.Г., Удовицкий Р.Ю., Бурсов Н.Н., Семенова Т.А. «Многочастотное исследование GPS-источников» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 371-388 (2019)

Gigahertz-Peaked spectrum (GPS) – компактные активные ядра галактик, предположительно молодые предшественники ярких радиоисточников, представляющие интерес как ранние стадии их эволюции. Исследование радиосвойств GPS дает информацию об особенностях синхротронного излучения во внегалактических структурах. В прикладной области исследований GPS являются полезными как компактные стационарные радиоисточники на небе. В работе представлены результаты многочастотного исследования GPS, основанного на квазиодновременных измерениях на радиотелескопе РАТАН-600 в период 2006–2017 гг. Получен каталог спектральных плотностей потоков GPS на шести частотах: 1.1, 2.3, 4.8, 7.7/8.2, 11.2 и 21.7 ГГц. Дополнительно для анализа радиоспектров привлечены данные низкочастотных обзоров GLEAM (GaLactic and Extragalactic Allsky Murchison widefield array survey) и TGSS (Tata institute for fundamental research GMRT Sky Survey) и высокочастотные измерения Planck. Выявлено 164 GPS и кандидата (17 из них – новые), что составляет незначительную долю GPS в исходной выборке ярких АЯГ – порядка 2%. Обнаружена неоднородность физических свойств и условий формирования синхротронного излучения в GPS разных типов АЯГ. Подтвержден дефицит далеких GPS (z>2) с низкими значениями частоты максимума (менее 1 ГГц). Существующая антикорреляция «размер–частота максимума» имеет непрерывный характер. Наблюдается статистическое укручение континуальных радиоспектров объектов с ростом красного смещения.

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

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.

Миронов М.А. «Оптимальное поглощение спиральных волн в круглом волноводе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 44 (2019). 106 с.

Спиральные волны в круглом волноводе «прижаты» к стенке волновода. Их групповая скорость вдоль оси волновода мала, поэтому при правильном выборе импеданса звукопоглощающей конструкции (ЗПК), размещаемой на стенке, имеется возможность эффективного поглощения спиральных волн даже при небольшой длине волновода. В докладе рассмотрены теоретические примеры эффективного поглощения спиральных волн при различных значениях импедансов ЗПК. Приведены значения импедансов, при которых излучаемая первичная спиральная волна полностью поглощается.

Миронов М.А., Пятаков П.А., Шуляпов С.А. «Влияние реверберации на разрешающую способность корреляционного метода определения местоположения источника акустической эмиссии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 93 (2019). 106 с.

Корреляционный метод определения местоположения источника акустической эмиссии состоит в сравнении исходного принимаемого эмиссионного сигнала с сигналами, создаваемыми искусственными ударами в различных точках объекта. Чем ближе координаты удара к координатам источника эмиссии, тем больше взаимная корреляция между эмиссионным сигналом и сигналом от удара. Этот эффект уверенно наблюдается экспериментально. Коэффициент корреляции слабо зависит от природы источника эмиссии (растущая трещина или, например, удар молоточком). Существенным является лишь кратковременность воздействия. Это условие необходимо, но недостаточно для эффективного использования. Очевидно, что точность определения местоположение зависит еще от резкости и глубины спада коэффициента корреляции при удалении точки приложения зондирующего воздействия от места локализации искомого источника эмиссии. На зависимость коэффициента корреляции от расстояния зонда до источника эмиссии влияет размер, структура и материал объекта. В работе проведено исследование влияния длительности анализируемых сигналов, определяемой количеством учитываемых реверберационных откликов, на пространственное распределение коэффициента взаимной корреляции (КК). Функция КК непосредственно определяет разрешающую способность метода. Эксперименты выполнены на образцах из стали (размеры плиты 800×400×11 мм³) и композитного материала (размеры плиты 1000×500×7,5 мм³). Диапазон частот преобразователя сигналов акустической эмиссии 120–160 кГц. Показано, что уменьшение длительности анализируемого сигнала в образце из стали от 30 мс вплоть до 6 мс не приводят к заметным изменениям в пространственных зависимостях КК. Существенные изменения, ухудшающие разрешающую способность метода, возникают при дальнейшем уменьшении длительности анализируемого сигнала, когда его пространственная протяженность становится сравнима по величине с несколькими характерными размерами объекта. Реверберацию можно рассматривать как появление дополнительных источников (мнимых источников) и суперпозицию сигналов, ими излучаемых, с первичным импульсом. Такое представление указывает на возможность создания "искусственной реверберации" с целью увеличения разрешающей способности корреляционного метода в условиях сильного поглощения (рассеяния) ультразвука или в случае, когда необходимо использовать короткий обрезанный импульс. Предложено осуществить "искусственную реверберацию" с помощью многоканального приема. При этом анализируемый сигнал формируется в виде последовательно расположенных сигналов, принятых по отдельным каналам. Эта последовательность сигналов в определенном смысле имитирует эффект реверберации. Экспериментально на образце из сильно поглощающего композитного материала осуществлена "искусственная реверберация" и показано значительное увеличение, в данном случае более чем в 4 раза, разрешающей способности корреляционного метода. На частоте 130 кГц разрешающая способность по уровню 0,7 составила ∼2 мм, что существенно меньше длины волны на этой частоте. Ключевые слова: корреляционный метод, реверберация

Миронов М.А. «Дискретные вибрационные черные дыры» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 78 (2019). 106 с.

Предлагается дискретная структура, реализующая приближенно эффект ВЧД для изгибных волн. Это стержень/пластина с канавками, глубина которых постепенно увеличивается. Изгибная жесткость такой конструкции постепенно уменьшается, при этом погонная масса остается постоянной. Найдены зависимости изменения параметров, при которых структура ведет себя аналогично вибрационной черной дыре, а соответствующее уравнение имеет точное аналитическое решение.

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.

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

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

Миронов Н.А. «Моделирование реальных условий выделения речевого сообщения из голосовой смеси» Радиотехника, № 6, с. 81-86 (2019)

Постановка проблемы. Работа посвящена актуальной проблеме выделения одного речевого сообщения из голосовой смеси, более известной как «the Cocktail Party Problem». Современные решения в данной области связаны с применением массива микрофонов для выделения речи определенного человека. Особую ценность представляют исследования по выделению речи в условиях, максимально приближенных к реальным. Цель. Исследовать устойчивость работы алгоритма обработки речевого сигнала микрофонной решеткой в реальных условиях. Алгоритм заключается во введении временных задержек, зависящих от пространственных координат полезного источника, в каждый канал обработки сигналов и дальнейшем определении оптимального весового вектора микрофонной решетки. Результаты. В реальных условиях звук многократно отражается, поэтому при проведении расчетов был учтен эффект реверберации. Энергия речевого сообщения полезного сигнала может значительно отличаться от энергии сигнала помехи, поэтому была проанализирована работа алгоритма по выделению «тихого» голоса. При разговоре человек может перемещаться в пространстве, поэтому был проведен эксперимент по выделению голоса движущегося диктора. В ходе исследования доказано, что предложенный алгоритм устойчив к эффекту реверберации звука. Определен минимально возможный уровень полезного сигнала по отношению к уровню сигналов источников помех (–20,5 Дб), при котором сохраняется удовлетворительный уровень разборчивости речи. При использовании информации о траектории движения диктора от независимых каналов определения местоположения удалось выделить голос движущегося источника из помех с уровнем словесной разборчивости в 93,23%. Практическая значимость. Результаты данной работы могут быть полезны специалистам, занимающимся разработкой акустических систем наблюдения и обеспечением безопасности в местах массового скопления граждан.

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.

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.

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.).

Михайлов С.Г. «Пеленгование векторно-скалярным приемником в поле анизотропной помехи» Акустический журнал, 66, № 2, с. 170-180 (2020)

На основе многомерного пуассоновского процесса построена математическая модель анизотропного акустического поля. Установлена связь вероятностных характеристик процесса и угловой плотности акустического поля. Показано, что дисперсии и функции взаимной корреляции пульсаций давления и компонент колебательной скорости зависят только от постоянной составляющей и коэффициентов первой и второй гармоник разложения угловой плотности в ряд Фурье. Найдена связь между значимыми для пеленгования параметрами анизотропии поля помехи и экспериментально измеряемыми величинами. Показана связь результатов пеленгования с параметрами анизотропии поля помехи для нескольких алгоритмов.

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.

Михалкин В.Н., Медведев С.П., Маилков А.Е., Хомик С.В. «Критические условия трансформации плоской детонационной волны в цилиндрическую» Химическая физика, 38, № 8, с. 52-57 (2019)

Экспериментально определены критические условия трансформации плоской детонационной волны в цилиндрическую. Для кислородных смесей водорода и метана установлены геометрические условия инициирования детонации в цилиндрическом зазоре при различных диаметрах выхода плоской детонационной волны. Для выявления особенностей наблюдаемых взрывных процессов проведен анализ результатов двухмерного численного моделирования.

Маурчев Е.А., Балабин Ю.В., Германенко А.В., Михалко Е.А., Гвоздевский Б.Б. «Расчет скорости ионизации вещества атмосферы земли протонами галактических и солнечных космических лучей» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 81-88 (2019)

Рассматривается прикладное использование модуля программного комплекса RUSCOSMICS (http://ruscosmics.ru), предназначенного для моделирования прохождения частиц первичных космических лучей (КЛ) через атмосферу Земли и сбора информации о характеристиках их вторичной компоненты. Представлены результаты, полученные для потоков протонов с энергетическими распределениями, соответствующими дифференциальным спектрам галактических КЛ (ГКЛ) и солнечных КЛ (СКЛ) во время событий наземного возрастания (ground level enhancement, GLE) интенсивности КЛ GLE65 и GLE67. В статье рассматриваются принцип реализации геометрии атмосферы Земли в модели, данные для ее параметризации, а также приводится описание генератора первичных частиц. Представлены типовые энергетические спектры электронов, полученные при расчетах с использованием спектра ГКЛ во время минимума солнечной активности и GLE65, позволяющие количественно оценить вклад протонов СКЛ в увеличение потоков вторичных КЛ. Приводятся также высотные зависимости скорости ионизации в случае ГКЛ и обоих GLE для двух значений жесткости геомагнитного обрезания. В заключение подводятся итоги и обсуждаются перспективы будущих исследований.

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

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

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.

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.

Молярова Т.С., Акимкин В.В., Воробьев Э.И. «Распределение летучих соединений в самогравитирующем протозвездном диске» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 40-44 (2019)

Одним из компонентов протозвездных дисков являются летучие соединения, которые в зависимости от условий в диске могут находиться либо в газовой фазе, либо в виде ледяных мантий на поверхности пылинок. В работе исследуется теоретическое распределение основных летучих соединений (H₂O, CO₂, CH₄ и CO) по самогравитирующему протозвездному диску. Представлена модель вымерзания летучих соединений при наличии двух населений пыли. Проводится моделирование с помощью двумерного гидроднамического кода FEOSAD с учетом эволюции пыли и вымерзания льдов.

Молярова Т.С., Элбакян В.Г. «Химический отклик вспышек аккреции в погруженных фуорах» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 45-49 (2019)

К фуорам, или молодым звездным объектам, испытывающим внезапные вспышки светимости, относятся как проэволюционировавшие объекты класса II, так и более молодые объекты класса I, окруженные газопылевой оболочкой. В данной работе рассматривается влияние вспышки фуора на химический состав протопланетного диска и оболочки. Сравниваются результаты астрохимического моделирования, в частности, распределение молекулы CO, в моделях с оболочкой и без нее.

Молярова Т.С., Вибе Д.З. «Сопоставление наблюдаемых содержаний сложной органики в V883 ORI с результатами астрохимического моделирования» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 50-55 (2019)

Звезда V883 Ori относится к классу фуоров – молодых звезд, испытывающих яркие вспышки светимости. Недавние наблюдения линий молекул на интерферометре ALMA показывают, что в диске вокруг этой звезды присутствуют сложные химические соединения: метанол (CH3OH), метилформиат (HCOOCH3), ацетальдегид (CH3CHO) и др. В работе проводится моделирование химического состава протопланетного диска с параметрами, близкими к параметрам V883 Ori, во время вспышки светимости. Проводится сравнение полученных концентраций отдельных молекул с их наблюдаемыми концентрациями.

Гришанова И.А., Молярова Т.С., Сачков М.Е. «П оиск кандидатов в переменные типа Т Tauri в ассоциации Serpens-Aquila» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 56-60 (2019)

Исследована туманность в созвездиях Serpens-Aquila на предмет поиска кандидатов в переменные T Tauri. Отбор осуществлялся на основе фотометрических измерений телескопа GALEX и данных из каталога 2MASS. Сформулированы критерии поиска кандидатов в звезды типа T Tauri, составлен список кандидатов, найденных в области Serpens-Aquila. Объекты войдут в программу исследований миссии «Спектр-УФ».

Рыков А.Н., Будадин О.Н., Борисенко В.В., Богачев А.С., Гуськов А.В., Монахова Е.Г. «Автоматизированная система бесконтактного ультразвукового производственного неразрушающего контроля труб из полимерных композиционных материалов для трубопроводов» Контроль. Диагностика, № 11, с. 20-29 (2019)

Рассматриваются вопросы разработки новой технологии и автоматизированной системы бесконтактного производительного неразрушающего контроля качества сплошности композитных труб для трубопроводов, проведение метрологической аттестации для подтверждения эксплуатационных характеристик в части обнаружения и идентификации внутренних дефектов конструкции с заданной достоверностью за счет использования специальных алгоритмов. В ходе проведения мероприятий по аттестации выполнена оценка стабильности и пригодности технологического процесса определения площадей дефектов c помощью карт Шухарта и индексов воспроизводимости. Установлено, что рассматриваемый процесс находится в состоянии статистической управляемости, его работа предсказуема и его соответствие установленным требованиям может быть проверено.

Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Буренин А.В., Петров П.С. «Об определении эффективных скоростей распространения звука в сложных волноводах, состоящих из шельфового и глубоководного участков» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 7 (2019). 106 с.

Рассматривается задача определения эффективных скоростей распространения импульсных акустических сигналов в сложных волноводах, состоящих из шельфового и глубоководного участков. Показано, что при расчете эффективных скоростей для шельфового участка протяженной трассы, как правило, можно использовать групповые скорости первой моды для центральной частоты импульсного сигнала. В случае оползневого характера распространения звука аналогичная оценка эффективной скорости может быть получена и в приближении геометрической акустики с использованием инвариантов Вестона. Для глубоководного участка, задавшись некоторым горизонтом приема, мы предлагаем использовать групповую скорость моды наименьшего номера, интервал вертикальной локализации которой содержит данный горизонт. Данная методика применена для анализа результатов эксперимента, проведенного в сентябре 2017 года. В данном эксперименте широкополосные фазоманипулированные импульсные сигналы излучались источником, установленном на шельфе в придонном слое (вблизи м. Шульца), и принимались на различных горизонтах в глубоководной части Японского моря. Эффективные скорости определялись в эксперименте с помощью системы единого времени и данных GPS о расстоянии между источником и приемником. Полученные в эксперименте значения эффективных скоростей на различных горизонтах сравнивались с теоретическими значениями, рассчитанными по описанной выше методике, причем для трассы общей протяженностью 198 км установлено их сходство с высокой степенью точности. Важно отметить, что эффективные скорости практически не зависят от выбора горизонта приема в диапазоне глубин от 50 до 500 метров. В работе дано качественное физическое объяснение этого результата. Разработанная методика определения эффективных скоростей на различных горизонтах может быть использована при решении задач акустической дальнометрии. Ключевые слова: акустическая дальнометрия, импульсный сигнал, метод нормальных волн, эффект оползня

Буренин А.В., Голов А.А., Моргунов Ю.Н. «Экспериментальные исследования ОСОБЕННОСТей пространственной структуры Векторно-скалярных звуковых полей в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 10 (2019). 106 с.

Обсуждаются результаты экспериментального исследования пространственной структуры векторно-скалярного звукового поля, сформированного при буксировке тонального низкочастотного излучателя на шельфе Японского моря. Методически эксперимент обеспечивался буксировкой на глубине 20 метров источника тонального сигнала с частотой 134 Гц на различных акустических трассах с удалением до 10 км от комбинированной приемной системы, состоящей из приемников звукового давления и трех ортогональных компонент векторно-скалярного поля. Особое внимание уделялось исследованию интерференционной структуры скалярных и векторных полей с обеспечением технической и методической достоверности результатов экспериментов в контролируемых гидрологических условиях. Обсуждаются количественные характеристики и особенности формирования интерференции на различных по глубине трассах. Наибольший интерес представляют результаты сравнения горизонтальных и вертикальных составляющих векторно-скалярных полей, которые позволили выявить на некоторых трассах наличие “завихренностей” акустического поля источника, которые обусловили значительные по величине (сотни метров) смещений минимумов и максимумов сигналов в каналах РXY относительно канала Z. Анализируется возможность практического применения результатов исследований. Ключевые слова: интерференция, буксируемый низкочастотный излучатель, комбинированный приемник, векторно-скалярные звуковые поля, мелкое море

Глазов А.Л., Морозов Н.Ф., Муратиков К.Л. «Нелинейный фотоакустический отклик на механические напряжения вблизи отверстия в пластине из алюминиевого сплава Д16» Письма в Журнал технической физики, 46, № 4, с. 22-25 (2020)

Исследованы особенности поведения фотоакустического сигнала в зависимости от механических напряжений вблизи отверстия в пластине из алюминиевого сплава Д16. Обнаружен новый нелинейный фотоакустический эффект, заключающийся в появлении нелинейной составляющей фотоакустического сигнала в зависимости от механических напряжений вблизи отверстия. Данная зависимость регистрируется в сигнале на основной частоте модуляции лазерного излучения. Предложено теоретическое описание обнаруженного эффекта генерации звука по термоупругому механизму в напряженных металлах на основе учета теплового воздействия лазерного излучения на их электронную подсистему. Ключевые слова: фотоакустическая микроскопия, механические напряжения, термоупругость, металлы, задача Кирша.

Гладских Д.С., Соустова И.А., Троицкая Ю.И., Мортиков Е.В. «О влиянии стратификации и сдвига на турбулентное перемешивание во внутренних водоемах» Процессы в геосредах, № 4, http://journal.geomediacenter.ru/pgm-4-22-2019 (2019)

Предложена параметризация, определяющая зависимость турбулентного числа Прандтля от градиентного числа Ричардсона. Параметризация была получена на основе модифицированной модели турбулентного замыкания, разработанной Л.А. Островским и Ю.И. Троицкой в 1987 г. В модели использовался кинетический подход для определения турбулентных потоков импульса, кинетической и потенциальной энергий турбулентности в стратифицированной среде. Данная параметризация использовалась авторами при расчетах термогидродинамического режима внутренних водоемов с применением трехмерной гидростатической модели с модификацией κ-ε схемы, позволяющей учитывать температурную стратификацию и ее влияние на процессы турбулентного перемешивания. Был проведен численный эксперимент, направленный на исследование влияния турбулентного числа Прандтля на описание процессов термогидродинамики озер и водохранилищ на примере идеализированного водного объекта. Ключевые слова: турбулентность, численное моделирование, внутренний водоем, устойчивая стратификация, турбулентное число Прандтля, градиентное число Ричардсона.

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_⊙.

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.

Богдан О.П., Муравьева О.В., Волков В.В., Подсизерцева М.А. «Сравнительный анализ методик измерения акустического импеданса вязкоупругой среды» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 52 (2019). 106 с.

Задачи измерений акустических характеристик (скорость распространения, акустический импеданс, коэффициент затухания) вязкоупругих сред актуальны в ряде медицинских приложений – при разработке фантомов биологических сред, для медицинской диагностики в качестве диагностических признаков, при создании новых материалов для медицинских изделий, и позволяют оценить их свойства за счет наличия функциональной связи с указанными характеристиками. В работе приведены результаты сравнительного анализа резонансной и волноводной методик измерения акустического импеданса вязкоупругих сред. Резонансная методика оценки импеданса вязкоупругой среды основана на измерении параметров амплитудно-частотных характеристик пьезопластины, последовательно нагруженной на воздух, среду с известным акустическим импедансом (эталонную среду) и исследуемую среду, и пересчете в акустический импеданс с использованием метода электромеханических аналогий (патент на изобретение № 2017125620). Представлены техническая реализация методики, обоснованы требования к размерам и геометрии пьезопластин, выбору рабочих частот и эталонных сред. В основе волноводной методики лежит измерение коэффициентов затухания стержневой волны, возбуждаемой с использованием электромагнитно-акустического преобразователя в тонком стальном стержне (игле), нагруженном на воздух и исследуемую среду. В работе представлены техническая реализация волноводной методики, обоснованы требования к выбору диаметра и материала волновода, рабочих частот и эталонных сред. Методики были использованы для оценки акустических импедансов модельных вязкоупругих жидкостей, представленных набором водных растворов глицерина в различных пропорциях (1:1, 2:1, 1:2, 1:0) с известными акустическими свойствами, а также для растворов неизвестной пропорции по построенным калибровочным графикам. Сравнительный анализ обеих методик показал, что чувствительность резонансной методики составила 0,7 м/(Па•с), волноводной методики – 2,0 м/(Па•с), при этом для резонансной методики чувствительность представляется достаточно равномерной во всем диапазоне измеренных значений акустических импедансов, тогда как чувствительность для резонансной методики имеет нелинейный характер, близкий к логарифмической зависимости, что обусловлено экспоненциальным затуханием стержневой волны. Разработанные методики достаточно просты в реализации и могут быть воспроизведены с помощью несложного лабораторного оборудования, и обладают достаточно высокой точностью. Ключевые слова: акустический импеданс, вязкоупругая среда, эквивалентная электрическая схема, стержневая волна, коэффициент затухания

Глазов А.Л., Морозов Н.Ф., Муратиков К.Л. «Нелинейный фотоакустический отклик на механические напряжения вблизи отверстия в пластине из алюминиевого сплава Д16» Письма в Журнал технической физики, 46, № 4, с. 22-25 (2020)

Исследованы особенности поведения фотоакустического сигнала в зависимости от механических напряжений вблизи отверстия в пластине из алюминиевого сплава Д16. Обнаружен новый нелинейный фотоакустический эффект, заключающийся в появлении нелинейной составляющей фотоакустического сигнала в зависимости от механических напряжений вблизи отверстия. Данная зависимость регистрируется в сигнале на основной частоте модуляции лазерного излучения. Предложено теоретическое описание обнаруженного эффекта генерации звука по термоупругому механизму в напряженных металлах на основе учета теплового воздействия лазерного излучения на их электронную подсистему. Ключевые слова: фотоакустическая микроскопия, механические напряжения, термоупругость, металлы, задача Кирша.

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.

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.

Мурашов В.В., Яковлева С.И. «Исследование и совершенствование бесконтактного варианта ультразвукового теневого метода дефектоскопии» Контроль. Диагностика, № 12, с. 16-22 (2019)

Рассмотрены эксплуатационные возможности ультразвукового теневого метода дефектоскопии изделий из полимерных композиционных материалов и многослойных клееных конструкций. Показано, что для выявления дефектов в изделиях из легко повреждаемых материалов, гигроскопичных материалов, не допускающих смачивания жидкостями, в конструкциях с шероховатой поверхностью, а также для выявления подповерхностных дефектов, не выявляемых контактными методами, эффективно использование ультразвукового теневого бесконтактного метода. Предложена методика расчета и конструирования бесконтактных ультразвуковых преобразователей на частоту 200 кГц, позволяющих выявлять дефекты в изделиях из полимерных композиционных материалов и в многослойных клееных конструкциях с более высокой чувствительностью, чем применяемые в настоящее время бесконтактные ультразвуковые преобразователи на частоты 20, 40 и 80 кГц. Представлена конструктивная схема вибратора с двумя пьезопластинами из керамики ЦТС-19, включенными синфазно, с металлической накладкой, играющей роль звукопровода, и согласующим слоем из пенопласта. Указано, что пара пьезопластин работает в режиме короткого замыкания, поэтому звуковое давление пьезопластин на звукопровод увеличивается вдвое, а интенсивность колебаний – в 4 раза.

Мусаев Ф.А., Барабанов С.И., Сергеев А.В. «Многомодовый спектрограф фокуса Кассегрен (MMCS) телескопа Zeiss-2000 обсерватории Пик Терскол» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 158-169 (2019)

Представлено детальное описание многомодового спектрометра фокуса Кассегрен (Multi Mode Cassegrain Spectrometer (MMCS)) 2-м телескопа на пике Терскол. Спектрометр состоит из заменяемых модулей, что позволяет при необходимости переходить от одной спектральной моды к другой в течение наблюдательной ночи. На спектрометре реализованы четыре спектральные моды в видимом диапазоне длин волн: призменный вариант (R=100), классический вариант (R=1500), квазиэшелльная мода (R=5000), эшелле мода (R=13500). Для всех этих мод проницающая способность близка к теоретически предельной звездной величине с отношением сигнал/шум не менее 10. Приводятся особенности устройства спектрометра, характеристики различных мод, примеры получаемых спектров и примеры решения с его помощью некоторых астрофизических задач.

Сотникова Ю.В., Муфахаров Т.В., Майорова Е.К., Мингалиев М.Г., Удовицкий Р.Ю., Бурсов Н.Н., Семенова Т.А. «Многочастотное исследование GPS-источников» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 371-388 (2019)

Gigahertz-Peaked spectrum (GPS) – компактные активные ядра галактик, предположительно молодые предшественники ярких радиоисточников, представляющие интерес как ранние стадии их эволюции. Исследование радиосвойств GPS дает информацию об особенностях синхротронного излучения во внегалактических структурах. В прикладной области исследований GPS являются полезными как компактные стационарные радиоисточники на небе. В работе представлены результаты многочастотного исследования GPS, основанного на квазиодновременных измерениях на радиотелескопе РАТАН-600 в период 2006–2017 гг. Получен каталог спектральных плотностей потоков GPS на шести частотах: 1.1, 2.3, 4.8, 7.7/8.2, 11.2 и 21.7 ГГц. Дополнительно для анализа радиоспектров привлечены данные низкочастотных обзоров GLEAM (GaLactic and Extragalactic Allsky Murchison widefield array survey) и TGSS (Tata institute for fundamental research GMRT Sky Survey) и высокочастотные измерения Planck. Выявлено 164 GPS и кандидата (17 из них – новые), что составляет незначительную долю GPS в исходной выборке ярких АЯГ – порядка 2%. Обнаружена неоднородность физических свойств и условий формирования синхротронного излучения в GPS разных типов АЯГ. Подтвержден дефицит далеких GPS (z>2) с низкими значениями частоты максимума (менее 1 ГГц). Существующая антикорреляция «размер–частота максимума» имеет непрерывный характер. Наблюдается статистическое укручение континуальных радиоспектров объектов с ростом красного смещения.

Муханов П.Ю., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Совместное восстановление неоднородностей водной среды и параметров дна по корреляции шумовых сигналов при больших расстояниях между гидрофонами» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 21-22 (2019). 106 с.

Проводится совместное восстановление параметров водного слоя и дна по результатам численного моделирования и в привязке к данным натурного эксперимента. Рассматривается корреляция естественных шумов моря в различных пространственных положениях принимающих одиночных гидрофонов (метод шумовой интерферометрии). В отличие от известных подходов авторы используют модовые сигналы, что, как было показано ранее, позволяет существенно уменьшить время накопления таких сигналов. Подробно анализируется случай, далее называемый схемой с большими расстояниями между гидрофонами, в котором расстояние между приёмниками позволяет модам «разбежаться» за счёт волноводной дисперсии. В этой схеме моды удаётся разделить при частотно-временном анализе спектрограммы функции взаимной корреляции шумового поля. Полученные из анализа спектрограммы времена распространения модовых сигналов разных номеров в различных частотных диапазонах являются исходными данными для решения обратной задачи восстановления неоднородностей стандартными методами теории возмущений. Ключевые слова: акустика океана, акустическая томография, шумовая интерферометрия, шельф