Шариф М., Саба С. «Анизотропное решение Адлера–Финча–Ски в теории f(G)-гравитации» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 3, с. 473-486 (2020)

С использованием условий вложения, называемых условиями Кармаркара, получено анизотропное решение для сферически-симметричного самогравитирующего звездного объекта в рамках теории f(G)-гравитации. Для этого использовались масса и радиус трех модельных компактных звезд, а именно, Her X-1, SAX J 1808.4-3658 и 4U 1820-30, а также проводилось гладкое сшивание сферической внутренней и шварцшильдовской внешней геометрии пространства-времени. Для этих звездных моделей исследуются физическая реалистичность и устойчивость предложенного подхода. Оказалось, что построенная анизотропная модель является физически реалистичной и устойчивой, если она удовлетворяет всем необходимым требованиям для компактных звездных объектов.

Сабиров И.Р., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Томографическая оценка параметров мелкого моря по корреляции шумовых сигналов при близком расположении гидрофонов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22 (2019). 106 с.

Рассматривается возможность восстановления параметров водного слоя и дна при таком расположении гидрофонов, при котором распространяющиеся в изучаемой акватории моды ещё не успеют «разбежаться» за счёт дисперсии, что далее будем называть близким расположением гидрофонов. В такой ситуации при использовании одиночных гидрофонов нет возможности оценить времена распространения мод и использовать данную информацию для решения задачи акустической инверсии. При этом в качестве исходных данных рассматривается корреляция шумовых сигналов от естественных источников моря (шумовая интерферометрия), из которой моды и должны быть выделены. Для решения последней задачи используется обнаруженная авторами возможность оценки критических частот мод на основе скачков фазы функции взаимной корреляции шумов. Также используется информация о фазе первой моде и положении минимума её групповой скорости. После выделения указанной информации происходит решение обратной задачи восстановления параметров волновода. Полученные результаты использованы при численном моделировании и анализе данных натурного эксперимента. Ключевые слова: акустика океана, акустическая томография, шумовая интерферометрия, шельф

Саванов И.С. «Звезда KIC 7739728 – новый кандидат в звезды типа FK Com» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 308-312 (2019)

Приводится описание свойств объектов малочисленной группы звезд типа FK Com, а также краткий обзор выполненных нами ранее исследований, посвященных поиску кандидатов в звезды этого типа. Рассмотрены данные для еще одного нового кандидата – звезды KIC 7739728. Кривая блеска этой звезды ярко проявляет свойства регулярной вращательной модуляции, вращение носит дифференциальный характер (параметр ΔΩ=0.010), наблюдаются эффект переключения положений активных долгот и циклическое изменение положения пятен на поверхности звезды.

Саванов И.С. «Изменения амплитуды переменности блеска звезд спектральных классов А–М» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 462-468 (2019)

Изучены диаграммы зависимости параметра R_var (амплитуда переменности блеска, индикатор активности) от эффективной температуры и периода вращения звезд спектральных классов А–М. Общий набор данных дает представление об изменениях этого параметра у звезд, обладающих конвекцией. Подтверждено, что предел применимости гирохронологического соотношения PtM соответствует не предельной величине (B–V )₀>0.47, а связь между периодом вращения и цветом также видна вплоть до групп звезд с ((B–V )₀=0.2. Показано, что величина параметра R_var для звезд с эффективными температурами 6500–7500 К ниже примерно на порядок, чем для звезд типа А, что указывает на немонотонный характер изменений параметра и не позволяет сделать вывод о наличии единой зависимости этого параметра во всем температурном диапазоне. На диаграмме R_var–P (период вращения) звезды спектрального класса А попадают на последовательность быстровращающихся активных объектов, а близкие к ним по температурам звезды спектрального класса F (и объекты из скопления NGC 6866) лежат на другой последовательности – быстровращающихся объектов с малой амплитудой переменности блеска. Обсуждаются наличие единой связи между свойствами вращательной активности у звезд спектральных классов А, F и более поздних, а также возможные физические процессы, ведущие к реализации стандартного гирохронологического соотношения и активности у А-звезд.

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.

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.

Иваненков А.С., Родионов А.А., Савельев Н.В. «Сверхразрешение близких источников в задаче построения акустических изображений с помощью метода максимального правдоподобия» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 105 (2019). 106 с.

В работе рассматривается задача построения акустических изображений двух близких источников звука с использованием гибких микрофонных решеток. Такая задача актуальна в большом спектре практических приложений, решающих проблемы локализации источников повышенной шумности механизмов, их акустической диагностики, определения утечек звука в комнатной акустике и д.р. Для её решения применяются известный метод MUSIC, широко использующийся для оценок направления прихода плоских волн, а также новый метод оценки параметров сигналов в антенных решетках – метод максимально правдоподобной классификации сигналов (МПКС). В работе были получены результаты локализации акустических источников с помощью численного моделирования, а также с помощью эксперимента в безэховой камере. Было показано, что метод МПКС обладает лучшим, чем метод MUSIC пространственным разрешением. Ключевые слова: решетки микрофонов, метод максимального правдоподобия, акустические изображения

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

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

Белоусов Ю.И., Гладилин А.В., Савицкий О.А., Степанов В.Б. «Применение принципа взаимности для исследования структуры звуковых полей вибрирующих техногенных конструкций» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 104 (2019). 106 с.

Приводятся варианты применения принципа взаимности для определения зависимостей звукового поля как от угла ,так и от расстояния. Конструкции могут быть возбуждены сосредоточенной динамической силой, воздушным шумом внутри, вибрациями корпуса. Поле может быть определено как при наличии границ, так и в безграничном пространстве. Ключевые слова: принцип взаимности, структура звукового поля, вибрация, динамическая сила, воздушный шум

Савицкий О.А. «Отражение акустической волны от поверхности, движущейся по заданному закону. Приложения к задаче активного звукогашения» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 68 (2019). 106 с.

Обсуждается задача об отражении акустической волны от движущейся границы. Рассмотрены различные режимы движения границы. Показано, что в зависимости от закона движения границы, поправки к полю падающей на границу волны могут иметь различный порядок по полю. Предложены подходы к решению задачи активного гашения звуковых полей. В аналитической форме получены некоторые решения задачи, представлены результаты численного моделирования. Ключевые слова: Движущаяся граница, активное гашение звука

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

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

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

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

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

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

Епифанов В.П., Сазонов К.Е. «Влияние стоячих волн на локальную прочность моделированного ледяного поля» Доклады академии наук, 489, № 6, с. 564-569 (2019)

Рассматриваются два сценария влияния стоячих волн на прочностные свойства льда, лежащего на поверхности жидкости: в процессе намораживания ледяного поля и в результате потери устойчивости, которая вызвана обжатием по стенкам бассейна из-за расширения воды при замораживании. Полученные экспериментальные профили твёрдости ледяного поля свидетельствуют о формировании периодических структур, характерных для волнового процесса. Показано, что в обоих случаях возникающие в бассейне стоячие волны изменяют прочностные характеристики ледяного покрова.

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в акустическом волноводе с неточно известными параметрами с использованием адаптивной горизонтальной антенны» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 16-17 (2019). 106 с.

Построен адаптивный модовый алгоритм, позволяющий локализовать источник с использованием горизонтальной антенной решетки (АР), работающей в условиях неполной информации о среде распространения. Предложенный метод оценивания аналогичен алгоритму пониженного ранга, используемому в технике частично калиброванных АР, в котором роль числа подрешеток играет число мод, а вектор амплитудно-фазовой калибровки соответствующих подрешеток заменяется модовым вектором. Важно подчеркнуть, что целевая функция алгоритма не содержит информации о координатах источников, и следовательно, предложенный способ позволяет определить направления источников без знания их местоположения. Представлены результаты статистического моделирования, демонстрирующие вероятности правильной локализации источника в зависимости от входного отношения сигнал/шум. Показано, что указанный алгоритм характеризуется достаточно высокой разрешающей способностью и обеспечивает приемлемое качество локализации источника без использования трудоемкой процедуры одновременного поиска как искомых координат, так и неизвестных параметров волновода. Установлено, что обработка в модовом пространстве обеспечивает большую устойчивость метода к детерминированному рассогласованию, обусловленному неточным знанием геоакустических характеристик донных осадков, по сравнению с традиционной обработкой в пространстве элементов АР.

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

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

Салита Д.С., Поляков В.В. «Акустическая эмиссия при пластической деформации эвтектического сплава Pb-Sn» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 495-500 (2019)

Проведено исследование зависимости акустической эмиссии, формирующейся при статическом нагружении сплавов системы Pb-Sn. Концентрации компонентов системы были подобраны таким образом, чтобы соответствовать сплавам доэвтектического, эвтектического и заэвтектического состава. Структура сплавов характеризовалась наличием дисперсных включений свинца (доэвтектический сплав) или олова (заэвтектический сплав) в матрице, образованной равномерно чередующимися прослойками α- и β-фаз. Нагружение проводились по «жесткой» схеме с постоянной скоростью растяжения. В процессе испытаний регистрировались приложенная нагрузка и удлинение, по которым рассчитывались кривые деформационного упрочнения σ-ε., и среднеквадратичное значение напряжения акустической эмиссии U, представлявшееся в виде зависимостей U(ε). Полученные экспериментальные данные свидетельствовали о существенном изменении вида сигналов акустической эмиссии при изменении концентраций компонентов системы. Было установлено, что доэвтектический сплав характеризовался максимумом акустического излучения на стадии перехода к сильному пластическому течению и практическим отсутствием эмиссии пластическом течении. Это связано с относительно невысокой акустической эмиссией во включениях свинца и тем обстоятельством, что при росте пластической деформации движение дислокационных потоков тормозится α- и β-фазами эвтектической матрицы. Резкое уменьшение акустической эмиссии для сплава с эвтектической структурой связано с сильным тормозящим воздействием границ раздела прослоек из α- и β-фаз, не позволяющим сформироваться значительным дислокационным потокам. Деформация сплава с заэвтектической структурой сопровождалась появлением мощного максимума на зависимости U(ε), объясненного вкладом дисперсных включений олова, генерирующего при нагружении значительную акустическую эмиссию. Полученные результаты могут быть использованы при акустико-эмиссионном исследовании процессов пластической деформации и разрушения в двухфазных металлических сплавах эвтектического состава.

Елкин Д.Н., Зацепин А.Г., Саловатова Л.И. «Лабораторное исследование влияния рельефа наклонного дна и его шероховатости на вдольбереговое даунвеллинговое течение и связанный с ним придонный экмановский слой» Процессы в геосредах, № 4, http://journal.geomediacenter.ru/pgm-4-22-2019 (2019)

В бассейне, расположенном на вращающейся платформе, проведены лабораторные опыты по исследованию динамики даунвеллингового прибрежного течения над наклонным дном, при наличии шероховатости дна и препятствия на нем в виде невысокого вдольсклонового барьера. Течение создавалось с помощью источника постоянного расхода воды той же плотности (баротропный случай) или меньшей плотности (бароклинный случай) по сравнению с водой в бассейне. Установлено, что не только в баротропном, но и в бароклинном случае, при определенных условиях, происходит формирование придонного экмановского слоя с нисходящим переносом воды прибрежного даунвеллингового течения. В бароклинном случае, придонный экмановский слой испытывает конвективную неустойчивость. Шероховатость и особенности рельефа дна влияют на характеристики течения, как в баротропном, так и в бароклинном случаях. В бароклинном случае шероховатость дна значительно интенсифицирует конвективную неустойчивость придонного экмановского слоя, как в случае рельефа с препятствием, так и без препятствия. Ключевые слова: даунвеллинговые прибрежные течения, стратификация вод, наклонное дно, рельеф с особенностью, экмановский придонный слой, лабораторное моделирование, вращающаяся платформа, шероховатость дна, конвективная неустойчивость, перемешивание.

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

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

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

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

Цысарь С.А., Николаев Д.А., Сапожников О.А. «Характеризация двумерной ультразвуковой решётки методом нестационарной акустической голографии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 56 (2019). 106 с.

Во многих областях применения ультразвука (УЗ) важное значение имеет точное знание пространственно-временной структуры акустического поля, в частности, в медицинской ультразвуковой томографии и терапии. Акустическая голография – это метод записи реальной трехмерной структуры поля путем измерения амплитуды и фазы акустического давления на двумерной поверхности, являющейся голограммой. Акустическая голография позволяет количественно определить характер колебаний поверхности УЗ преобразователя путём расчёта распределений амплитуды и фазы колебательной скорости на поверхности преобразователя из измеренной голограммы. Метод основан на численном решении обратной задачи излучения с граничным условием, заданным на поверхности голограммы. В случае гармонического сигнала это может быть сделано с использованием интеграла Рэлея или метода углового спектра. Метод акустической голографии был успешно применен для характеризации плоских, фокусированных и цилиндрических или сферических преобразователей мегагерцового диапазона частот в жидкости. Метод может быть естественным образом расширен с гармонических на импульсные (нестационарные) поля. В настоящей работе нестационарная голография используется для определения характера колебаний двумерной фазированной диагностической антенной решётки (Медэлком, Вильнюс, Литва). Исследуемый датчик состоит из 20х20 квадратных пьезоэлементов размером 1.45×1.45 мм с зазором 50 мкм. Из 400 только 384 элемента являются активными; они разделены на три группы по 128 элементов, каждая из которых управляется через стандартный ZIF Canon разъем. При проведении измерений фазированный преобразователь подключался к системе Verasonics и возбуждался коротким импульсом, состоящим из 2 периодов частоты 2 МГц. Все активные элементы синфазно излучали сигнал в резервуар с дегазированной водой. Голограмма в виде профилей импульса в окне длительностью 100 мкс на расстоянии 25 мм от источника измерялась гидрофоном SEA Lipstick HGL-0150, последовательно перемещавшимся по узлам квадратной сетки размером 40×40 мм с шагом 0.5 мм с помощью компьютерно-управляемой системы позиционирования Precision Acoustics UMS-3. Рассчитанное из измеренной голограммы поле на поверхности двумерной УЗ решётки в широком частотном диапазоне демонстрирует высокое разрешение и позволяет обнаружить дефекты и неактивные элементы. Ключевые слова: акустическая голография, двумерная УЗ решетка, характеризация излучателей

Петросян С.А., Цысарь С.А., Свет В.Д., Сапожников О.А. «Акустическая визуализация объектов в жидкостях с помощью матрицы из стержневых волноводов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 79-80 (2019). 106 с.

Визуализация объектов в оптически непрозрачных или агрессивных жидкостях является сложной задачей, в которой возможно применение ультразвуковых (УЗ) методов. На данный момент существует несколько акустических методов визуализации в таких жидкостях. Главной проблемой при этом является защита пьезопреобразователя от воздействия агрессивной среды, что затрудняет использование традиционных систем ультразвуковой визуализации. В работе предлагается метод обнаружения и визуализации объектов с использованием сканирующей эхо-импульсной системы, акустические сигналы в которой подаются и принимаются через волноводы в виде стальных стержней. Излучение импульса в жидкость осуществляется через стержневой волновод, один конец которого находится в среде с безопасными для работы условиями. На этом конце располагается источник УЗ сигнала. Другой конец погружается в агрессивную жидкость и подводится к участку визуализации для его зондирования. Для регистрации ультразвукового эхо-сигнала, отраженного от объекта исследования, используется многоканальная волноводная система в виде пучка из металлических стержней, один торец которого находится вблизи объекта визуализации, обеспечивая широкий угол обзора и высокое разрешение. Стержни являются достаточно длинными, так что второй торец указанного пучка находится вне агрессивной жидкости, где уже можно принимать сигналы традиционными методами. При использовании стержней с диаметром, меньшим длины волны, каждый из стержней-волноводов проводит только три типа волн, соответствующих квазипродольной, изгибной и крутильной модам. Квазипродольная мода характеризуется гораздо большей групповой скоростью по сравнению с остальными, поэтому для достаточно короткого зондирующего импульса и длинного волновода быстрая импульсная волна разделяется во времени от отстающих от неё остальных мод. Метод обработки сигнала основан на голографическом подходе, который обеспечивает полную пространственно-временную реконструкцию падающего акустического поля, принимаемого волноводной системой. В данной работе результаты численного моделирования, выполненного в среде COMSOL, сравнивались с экспериментальными изображениями рассеивателей, погруженных в воду. Акустический многоканальный волновод состоял из 1024 стержней из нержавеющей стали диаметром 1 мм, в поперечном сечении образующих матрицу 32×32 элемента. Экспериментальные изображения объектов миллиметровых размеров в воде продемонстрировали работоспособность предлагаемой системы для использования в непрозрачных или агрессивных жидкостях. Ключевые слова: неразрушающий контроль, акустические волноводы, ультразвуковая визуализация, волноводная матрица

Николаев Д.А., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Сапожников О.А. «Определение акустических параметров поглощающего слоя с использованием ультразвуковой голографии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 96-97 (2019). 106 с.

При использовании ультразвука в исследовательских целях либо в практических приложениях важно знать акустические характеристики среды распространения, такие как скорость звука и коэффициент поглощения в определенном диапазоне частот. По определению эти параметры относятся к распространению плоской волны. Однако реальные источники не излучают плоскую волну; вместо этого генерируются ограниченные акустические пучки с неоднородной пространственной структурой. Это делает акустические измерения неточными, а иногда вовсе не соотносящимися с плосковолновой теорией, особенно в ближнем поле излучателя. Метод акустической голографии может быть использован для реализации плосковолнового режима для передачи ультразвука через слой конечной апертуры. Угловой спектр пучка, который представляет акустическое поле в виде суперпозиции плоских волн, распространяющихся под разными углами, может быть определен из двухмерной записи акустического поля, измеренной с помощью гидрофона малого размера. В линейном режиме эти плоские волны распространяются через поглощающий слой независимо друг от друга. Кроме того, для ограниченных акустических пучков такой слой конечной апертуры можно считать бесконечным в поперечном направлении при регистрации всего поперечного волнового поля пучка. Следовательно, нормальная передача плоской волны через бесконечный слой может быть реализована с учетом перпендикулярной к поверхности слоя компоненты углового спектра волны. Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию акустических параметров среды распространения с использованием голографического метода. Эксперимент проводился в несколько этапов. Ультразвуковой преобразователь мегагерцового диапазона частот помещался в ёмкость с дегазированной водой и излучал акустический пучок, распространявшийся через слой исследуемого материала. Амплитуда и фаза прошедшего поля акустического давления измерялась гидрофоном с диаметром чувствительного элемента малым по сравнению с длиной волны. Гидрофон перемещался управляемой компьютером системой позиционирования. Проведено измерение акустических параметров различных материалов, включая акриловый пластик и различные гели. Показано, что предлагаемый способ позволяет с высокой точностью измерять скорость звука и коэффициент поглощения среды в широком частотном диапазоне. Ключевые слова: акустическая голография, угловой спектр, измерение коэффициента поглощения

Сапожников О.А., Кравчун П.Н., Гусев В.А., Ермолаева Е.О. «Исследования по акустике на физическом факультете Московского университета (к 75-летию кафедры акустики физического факультета Московского университета)» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 2 (2019). 106 с.

К началу учебного 1943/1944 года после возвращения Московского университета из эвакуации приказом Всесоюзного Комитета по делам Высшей школы при СНК СССР был утверждён перечень кафедр МГУ (общим числом 131), включавший и нашу кафедру. Одной из главных заслуг профессора С.Н. Ржевкина, заведующего кафедрой с осени 1943 г. и до весны 1975 г., было создание первой в университетах страны кафедры акустики, на которой с момента основания и до нашего времени проводятся исследования мирового уровня. В период 1975–1987 гг. заведующим кафедрой был В.А. Красильников – заслуженный профессор Московского университета, основатель научной школы по нелинейной и физической акустике и волнам в турбулентных средах. Более 30 лет кафедрой акустики руководит академик РАН О.В. Руденко. На кафедре продолжаются исследования в классических для нее направлениях, а также сформированы новые направления акустики мощного ультразвука и медицинской акустики, физики нелинейных волн. В разные годы были удостоены Государственных премий СССР: В.А. Буров, Л.К. Зарембо, В.А. Красильников, О.В. Руденко; Государственной премии РФ – О.В. Руденко; Ломоносовской премии – Л.К. Зарембо и В.А. Красильников, О.В. Руденко и О.А. Сапожников; премии РАН им. Л.И Мандельштама – В.А. Красильников. Сотрудниками кафедры были защищены 12 докторских диссертаций. В настоящее время на кафедре решаются задачи гидро- и аэроакустики, акустики органных и концертных залов, медицинского ультразвука, нелинейной диагностики, акустики метаматериалов, создания нелинейных математических моделей и нелинейной динамики, обратных задач рассеяния. Проводятся измерения в реверберационной камере, в гидробассейне, на акустическом полигоне. На кафедре действуют Испытательная лаборатория «Акустического и вибрационного контроля физического факультета МГУ» на базе заглушенной камеры и «Центр коллективного пользования физического факультета МГУ по нелинейной акустической диагностике и неразрушающему контролю», а также Информационный центр «Акустика». Недавно была образована Лаборатория медицинского и промышленного ультразвука. О развиваемых в настоящее время исследованиях и современном состоянии учебной работы на кафедре, а также некоторые исторические материалы, можно прочитать в двух книгах, вышедших к 60- и 70-летнему юбилеям кафедры, а также на сайте кафедры. Ключевые слова: кафедра акустики физического факультета МГУ, история акустики. Литература: 1. Руденко О.В. Кафедре акустики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова – 50 лет. «Акустический журнал» 1994. т. 40. № 5. С. 877-878. 2. Кафедре акустики физического факультета 60 лет. Отв. редактор В.А. Гордиенко. М.: 2003. 130 с. 3. Гусев В.А., Ермолаева Е.О., Можаев В.Г. Об основателе научной школы по нелинейной и физической акустике и волнам в турбулентных средах профессоре В.А. Красильникове. «Известия ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика». 2012. Т. 20. № 6. С. 82-117. 4. Кафедра акустики сегодня. К 70-летию кафедры акустики физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Отв. редактор О.А. Сапожников. М.:, 2013, 100 с. 5. Гусев В.А., Ермолаева Е.О. К 125-летию со дня рождения основателя и заведующего кафедрой акустики физического факультета МГУ профессора С.Н. Ржевкина. «Ученые записки физического факультета Московского Университета». 2016. № 4. С. 164002-1–164002-14. 6. http://acoustics.phys.msu.ru/

Росницкий П.Б., Сапожников О.А., Юлдашев П.В., Гаврилов Л.Р., Хохлова В.А. «Разработка максимально плотной многоэлементной ультразвуковой решетки для реализации ударно-волновых режимов облучения головного мозга» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 55 (2019). 106 с.

Многоэлементные фазированные решетки получили широкое применение в хирургии для создания объемных разрушений в глубоких структурах головного мозга с использованием мощного сфокусированного ультразвука. При непрерывном облучении гармоническими волнами, такой способ может привести к побочным эффектам перегрева костей черепа и тканей, находящихся на пути пучка. Альтернативой может служить метод гистотрипсии с кипением (ГК), в котором облучение ведется милисекундными нелинейными импульсами с амплитудой разрыва в фокусе >60 МПа, следующими с коэффициентом заполнения <1%. Метод ГК позволяет механически разрушить ткань практически без тепловых эффектов. Однако существующие полусферические клинические решетки не позволяют реализовать ГК, поскольку при такой геометрии нелинейные эффекты выражены слабо. Целью работы было создание математической модели решетки, способной реализовать ГК внутри мозга с учетом существующих на сегодняшний день технологических ограничений на максимальную интенсивность на элементах решетки (40 Вт/см2). Предложена модель 256-элементной решетки с рабочей частотой 1 МГц в форме сферического сегмента с апертурой и радиусом кривизны равными 20 см. При разбиении решетки на элементы использован новый метод максимально плотного заполнения ее поверхности хаотически расположенными многоугольниками одинаковой площади. Для расчета поля разработан численный алгоритм, основанный на комбинации трех различных моделей: аналитического метода вычисления интеграла Рэлея в согласующей жидкости вне головы, линейного волнового уравнения в модели Кельвина–Фойгта для учета сдвиговых волн в неоднородном по толщине черепе и нелинейного уравнение Вестервельта в однородных поглощающих тканях мозга. На основе предложенных моделей разработан алгоритм компенсации аберраций, вызванных наличием черепа. Модель акустических свойств головы получена путем сегментации изображений МРТ. В работе показано, что предложенная решетка в случае компенсации аберраций позволяет избавиться от искажения пучка и обеспечить нелинейный режим облучения в фокусе с амплитудой разрыва >60 МПа. При этом интенсивность на элементах решетки не превышает технологический максимум (40 Вт/см²), а значит предложенная решетка применима для реализации ГК. Ключевые слова: медицинская акустика, ультразвуковая хирургия, головной мозг, многоэлементные решетки, ударный фронт

Сапожников О.А. «Использование одномерной приёмной решётки с длинными элементами для измерения двумерной поперечной структуры ультразвукового пучка» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 97 (2019). 106 с.

Измерение пространственной структуры акустических полей является важной частью ультразвуковых исследований. При экспериментальном изучении ультразвука мегагерцового диапазона частот, используемого в неразрушающем контроле и медицине, соответствующие данные обычно собираются путем растрового сканирования поля с использованием одиночного приёмника малого размера. Таким способом осуществляется синтез двумерной решётки приёмников с количеством элементов порядка нескольких тысяч. Физических решёток такого типа пока не существует, поэтому указанный синтез является важным методом исследования полей. Некоторым недостатком является его времяёмкость, до нескольких часов. Более быстрый подход может быть основан на использовании линейной приёмной решётки, состоящей из нескольких десятков элементов малого размера, аналогичных используемым в ультразвуковых сканерах. При перемещении такой решётки в направлении, перпендикулярном её образующей, также можно синтезировать двумерную решётку, и такой синтез потребует гораздо меньшего времени сканирования по сравнению со случаем одиночного приёмника. Трудно преодолимым ограничением является сложность создания небольших приёмных элементов, обеспечивающих приемлемое отношение сигнал/шум. В настоящем докладе представлен альтернативный дизайн одномерной линейной решётки приёмников: вместо использования небольших элементов предлагается использовать узкие, но протяжённые элементы, с шириной менее половины длины волны и длиной, превышающей диаметр ультразвукового пучка. Элементы располагаются параллельно друг другу на плоской поверхности, а их количество подбирается таким, чтобы общая ширина решётки превышала диаметр исследуемого ультразвукового пучка. Благодаря своей протяжённости площадь элементов оказывается относительно большой, что обеспечивает высокий уровень сигналов. Более того, указанные сигналы элементов оказываются пропорциональными интегралам от акустического давления вдоль их образующих, т.е. фактически осуществляется запись проекции поля вдоль указанного направления. Алгоритм записи полного поля заключается в измерении сигналов на элементах при различных углах поворота решётки, устанавливаемых последовательно путём вращения решётки вокруг оси, перпендикулярной её поверхности. Экспериментально указанный поворот может быть легко осуществлён системой позиционирования с угловым перемещением. Процесс реконструкции аналогичен используемому в проекционной томографии и основан на применении пространственного спектрального алгоритма. Проведённое численное моделирование применительно к полям типичных ультразвуковых источников показало высокую точность восстановления двумерной поперечной структуры поля. Ключевые слова: акустическая голография, томография, сканирование ультразвукового поля

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

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

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

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

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.

Сарнацкий В.М., Судьенков Ю.В., Шилин В.Д. «Оптико-акустический эффект в магнитострикционных материалах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 75 (2019). 106 с.

Выявлены особенности в полевой зависимости акустического отклика (амплитуды ультразвуковых колебаний и спектра) при лазерном возбуждении магнитострикционных образцов поликристаллического никеля, монокристаллических пленок железоиттриевого граната и пластин монокристаллов марганец-цинковой шпинели. Исследования проводились при комнатной температуре в внешнем магнитном поле 0–2000 эрстед с различной ориентацией относительно направления вектора напряженности переменного магнитного поля в световой волне с применением лазерного излучения длительностью 1 нс с длиной волны 0,53 мкм и 1,06 мкм. Обсуждаются механизмы обнаруженных эффектов. Ключевые слова: оптоакустика, магнитострикция, ультразвук , магнитное поле

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

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

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

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

Абдурашидов Т.О., Бут А.Б., Сафронов А.В., Советников Я.Н. «Системы подачи воды для снижения акустических и газодинамических нагрузок при старте ракет космического назначения. Часть 1. Системы подачи воды на стартовых комплексах» Космонавтика и ракетостроение, № 6, с. 97-100 (2019)

Представляется обзор зарубежных и отечественных конструкций систем подачи воды (СПВ) на стартовых комплексах (СК) в обеспечение снижения акустических и газодинамических нагрузок при старте сверхтяжёлых ракет космического назначения (РКН). Отмечается необходимость выбора СПВ при разработке стартового оборудования и газодинамической схемы старта перспективного космического ракетного комплекса (КРК) сверхтяжёлого класса.

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

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

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».

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.

Сичевский С.Г., Сачков М.Е., Шмагин В.Е., Иосипенко С.В., Архангельский Р.Н., Шустов Б.М., Шугаров А.С., Шостак С.В. «Оптимизация оптической схемы БКП для реализации научных задач проекта «Спектр-УФ»» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 140-145 (2019)

Основная задача космического комплекса «Спектр-УФ» – проведение наблюдений космических объектов в УФ-диапазоне (115–310 нм). В рамках реализации космическим комплексом программы научных исследований блок камер поля (БКП) предназначен для получения изображений с дифракционным качеством. В работе кратко описана конструкция БКП и его оптическая система.

Сичевский С.Г., Иосипенко С.В., Шмагин В.Е., Сачков М.Е., Шостак С.В. «Концепция малого космического аппарата для наблюдений в УФ-диапазоне» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 146-151 (2019)

Предложена концепция малого космического аппарата в формфакторе 3U для проведения наблюдений в УФ-диапазоне с помощью трехзеркальной камеры с полем зрения не менее 5° . Основная задача научной программы такого аппарата – это наблюдение ярких объектов и областей, которые были недоступны космическому аппарату GALEX.

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

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

Петросян С.А., Цысарь С.А., Свет В.Д., Сапожников О.А. «Акустическая визуализация объектов в жидкостях с помощью матрицы из стержневых волноводов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 79-80 (2019). 106 с.

Визуализация объектов в оптически непрозрачных или агрессивных жидкостях является сложной задачей, в которой возможно применение ультразвуковых (УЗ) методов. На данный момент существует несколько акустических методов визуализации в таких жидкостях. Главной проблемой при этом является защита пьезопреобразователя от воздействия агрессивной среды, что затрудняет использование традиционных систем ультразвуковой визуализации. В работе предлагается метод обнаружения и визуализации объектов с использованием сканирующей эхо-импульсной системы, акустические сигналы в которой подаются и принимаются через волноводы в виде стальных стержней. Излучение импульса в жидкость осуществляется через стержневой волновод, один конец которого находится в среде с безопасными для работы условиями. На этом конце располагается источник УЗ сигнала. Другой конец погружается в агрессивную жидкость и подводится к участку визуализации для его зондирования. Для регистрации ультразвукового эхо-сигнала, отраженного от объекта исследования, используется многоканальная волноводная система в виде пучка из металлических стержней, один торец которого находится вблизи объекта визуализации, обеспечивая широкий угол обзора и высокое разрешение. Стержни являются достаточно длинными, так что второй торец указанного пучка находится вне агрессивной жидкости, где уже можно принимать сигналы традиционными методами. При использовании стержней с диаметром, меньшим длины волны, каждый из стержней-волноводов проводит только три типа волн, соответствующих квазипродольной, изгибной и крутильной модам. Квазипродольная мода характеризуется гораздо большей групповой скоростью по сравнению с остальными, поэтому для достаточно короткого зондирующего импульса и длинного волновода быстрая импульсная волна разделяется во времени от отстающих от неё остальных мод. Метод обработки сигнала основан на голографическом подходе, который обеспечивает полную пространственно-временную реконструкцию падающего акустического поля, принимаемого волноводной системой. В данной работе результаты численного моделирования, выполненного в среде COMSOL, сравнивались с экспериментальными изображениями рассеивателей, погруженных в воду. Акустический многоканальный волновод состоял из 1024 стержней из нержавеющей стали диаметром 1 мм, в поперечном сечении образующих матрицу 32×32 элемента. Экспериментальные изображения объектов миллиметровых размеров в воде продемонстрировали работоспособность предлагаемой системы для использования в непрозрачных или агрессивных жидкостях. Ключевые слова: неразрушающий контроль, акустические волноводы, ультразвуковая визуализация, волноводная матрица

Севастьянов Н.С. «Темпы эволюции акустических сигналов и видообразования у саранчовых подсемейства Gomphocerinae (Insecta, Orthoptera, Acrididae)» Сенсорные системы, 34, № 1, с. 3-11 (2020)

У саранчовых подсемейства Gomphocerinae акустические сигналы являются основным компонентом репродуктивной изоляции. Среди акустически активных Orthoptera акустическая коммуникация Gomphocerinae наиболее развита с точки зрения сложности стридуляционных движений ног, количества звуковых элементов и стратегий ухаживания. Целью нашего исследования была оценка темпов эволюции двух типов сигналов путем сравнения филогенетических реконструкций и акустических данных. Мы проанализировали призывные сигналы и сигналы ухаживания для 120 пар сестринских видов, которые были отобраны на основе филогенетических реконструкций. В ходе анализа была описана структура песни при помощи матрицы, включающей 31 признак для призывного сигнала и 60 признаков для ухаживания. Проведен расчет сложности сигнала на основе оценки влияния на сложность каждого значения признаков. Были использованы три маркера (COI, ITS1 и ITS2) и методы MCMC и ML для реконструкции филогенетических отношений внутри Gomphocerinae. Выборка была разделена на подмножества по признаку аллопатрии/симпатрии сестринских видов. Проведен корреляционный анализ между акустическими параметрами и генетической дистанцией. Обнаруженные корреляции позволяют сделать вывод о том, что высокая степень сложности сигнала ухаживания у молодых видов как в случае симпатрического, так и в случае аллопатрического видообразования может быть признаком ведущей роли полового отбора в эволюции изолирующих барьеров, и, как следствие, в процессе видообразования.

Николаевцев В.А., Сучков С.Г., Селифонов А.В., Сучков Д.С. «Волна И. Анисимкина как длинноволновая ветвь низшей моды Лэмба» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 98 (2019). 106 с.

Исследованы эффективность и селективность возбуждения волн Лэмба в пластинах различных сортов стекла (закаленное листовое стекло, флинтглас и боратное стекло) клиновидным ультразвуковым преобразователем из оргстекла с фазированной решеткой пьезопреобразователей из пьезокерамики PZT-4. Построены карты зависимости эффективности возбуждения волн Лэмба от частоты и разности фаз между элементами фазированной решетки. Обнаружено, что в пластинах исследованных сортов стекла при использовании фазированной решетки пьезопреобразователей возможно эффективное селективное возбуждение основных мод Лэмба в длинноволновой области (длина волны сравнима с толщиной пластины). Показано, что эффективное селективное возбуждение основных мод Лэмба в длинноволновой области в исследованных пластинах невозможно обычным клиновидным ультразвуковым преобразователем. В отличие от предыдущих работ, было установлено, что мода И.Анисимкина в данном случае является вырождением не высшей, а основной симметричной моды Лэмба. При этом, также в отличие от результатов предыдущих работ, вырождение волны Лэмба в квазипродольную волну происходит в длинноволновой области. Ключевые слова: волна Лэмба, ультразвуковая дефектоскопия, волна И.Анисимкина, физическая акустика, фазированная решетка

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.

Семенов А.Г. «К оценке эффективности методов акустической томографии океана» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 12 (2019). 106 с.

Рассматриваются простейшие методы акустической томографии океана, основанные на регистрации сигналов в спектре огибающей полей естественных или искусственных источников звука, наблюдаемых при пересечении трассы приемник – источник движущимися неоднородностями. Отмечается, что природа сигналов определяется взаимодействием зондирующего акустического поля с телом неоднородности, а также с окружающей водной средой, вовлекаемой в движение. Актуальность работы обосновывается необходимостью уточнения физических пределов использования метода при зондировании различного рода неоднородностей на протяженных трассах. Обсуждаются также пути совершенствования методов наблюдения некоторых типов неоднородностей (локализованных вихрей, морских млекопитающих, кораблей, подводных объектов и т.п.) и даются соответствующие оценки. В отношении исследованного в последние годы в ряде работ, в том числе работ автора, метода томографии океана, использующего низкочастотную модуляцию поля искусственного источника звука, вызываемую дифракцией звука на теле неоднородности, настоящая работа ограничивается только двумя аспектами. Первый из них – сравнение физических возможностей (дальностей, оптимальных частот и т.п.) такого простейшего метода с возможностями классического метода эхо – локации в условиях глубоководного океана и некоторых мелководных районов. Второй – оценка возможности реализации метода для значительных дальностей в мелководных районах с использованием остронаправленного параметрического излучения, основанного на нелинейном преобразовании частоты высокочастотного сигнала накачки. Более подробно обсуждаются дополнительные возможности метода, основанного на наблюдении модуляции звуковых полей естественных и искусственных источников, возникающей за счет гидродинамического и волнового движения водной среды в слое океана, вызванного неоднородностью. Эта модуляция, имеющая гидродинамическую природу, связывается с «гидродинамическим» сигналом, наблюдаемым в огибающей звукового поля, в отличие от «дифракционного» сигнала, связанного с рассеянием звука телом неоднородности. Экспериментальные данные и теоретические оценки свидетельствуют о значительном расширении возможностей метода, если при его использовании обеспечивается наблюдение совокупности «гидродинамической» и «дифракционной» компонент сигнала, по сравнению с его возможностями при наблюдении лишь «дифракционной» компоненты. Однако даже и этот простейший метод томографии, в большинстве условий мелководных районов (на дальностях до 300 км) и в глубоководных районах, имеет заметные преимущества перед классическим методом эхо–гидролокации неоднородностей.

Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Бородина И.А., Семенов А.П. «Жидкостный датчик на основе пьезокерамического резонатора с поперечным электрическим полем» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 34 (2019). 106 с.

Основной элемент датчика это контейнер объемом 2 мл, в качестве основания которого использовался резонатор с поперечным электрическим полем. К резонатору с помощью герметика приклеивалась прямоугольная рамка из оргстекла. Резонатор был выполнен на пластине керамики ЦТС-19 с толщиной 3.54 мм и поперечными размерами 18×20 мм. На одну сторону резонатора была нанесена пленка из алюминия с зазором в центре шириной 4 мм. Полярная ось пьезоэлектрика была ориентирована перпендикулярно зазору. По бокам жидкостного контейнера были приклеены две металлические пластины для осуществления надежного контакта электродов с анализатором импедансов. Измерения, показали, что в диапазоне 75–300 кГц существует два ярко выраженных резонанса. Первый резонанс с частотами последовательного и параллельного резонансов 92 и 98 кГц характеризовался коэффициентом электромеханической связи ∼14%. Указанные частоты второго резонанса с коэффициентом электромеханической связи ∼5% оказались равными 258 и 264 кГц. В обоих случаях значения добротности лежали в диапазоне 130–160. Очевидно, что большие значения коэффициента электромеханической связи открывают перспективу создания датчика для измерения электрической проводимости жидкостей. Были проведены эксперименты с образцами проводящей жидкости на основе раствора хлористого натрия в дистиллированной воде. Проводимость образцов изменялась в пределах 3–10000 мкСм/см. Было установлено, что варьирование проводимости жидкости в указанных пределах изменяло частоту параллельного резонанса на несколько процентов. Изменялись также значения модуля электрического импеданса или адмиттанса в пределах несколько десятков процентов. Экспериментальные результаты оказались в хорошем соответствии с данными теоретического анализа, проведенного методом конечных элементов. Показана также возможность создания на этой основе биологического датчика для обнаружения и идентификации бактериальных клеток непосредственно в жидкой фазе. Ключевые слова: пьезоэлектрический резонатор с поперечным электрическим полем, резонанс, коэффициент электромеханической связи, проводимость жидкости, электрический импеданс

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Бородина И.А., Семенов А.П. «Особенности моделирования щелевой моды акустической волны в структуре из двух пьезопластин конечных размеров» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 87 (2019). 106 с.

Рассматривается щелевая мода акустической волны, которая распространяется в структуре, состоящей из двух пьезопластин, разделенных узким вакуумным зазором. Когда обе пластины имеют бесконечную длину, эта волна хорошо описывается полуаналитической теорией. Бегущая акустическая волна в одной пьезопластине создает квазистатическое периодическое электрическое поле с периодом, равным длине волны, которое проникает в вакуум и возбуждает акустическую волну в другой пьезопластине. Однако когда верхняя пластина имеет конечную длину порядка 10 длин волн, в эксперименте по измерению частотных зависимостей вносимых потерь в такой системе наблюдаются хорошо выраженные равноудаленные резонансные пики затухания. Это означает, что на определенных частотах потери резко возрастают, что может объясняться возникновением в верхней пластине стоячей акустической волны и перекачкой энергии из нижней в верхнюю пластину. Полуаналитическая теория неспособна объяснить этот эффект. Поэтому в данной работе описаны особенности моделирования щелевой моды на основе поперечно-горизонтальной акустической волны нулевого порядка SH0 в структуре из двух пьезопластин ниобата лития конечной длины при помощи метода конечных элементов. Модель включает в себя обе пьезопластины, окружающий их вакуум, а также излучающий и приемный ВШП на нижней пластине. В результате были рассчитаны зависимости вносимых потерь и фазы сигнала, которые хорошо количественно соответствуют результатам эксперимента. Показано, что электрические граничные условия на верхней стороне верхней пластины сильно влияют на характер резонансных пиков затухания, что делает эту структуру пригодной для анализа проводящих жидкостей, находящихся в контакте с верхней пластиной.

Семёнов А.П., Зайцев Б.Д., Федоров Ф.С., Теплых А.А., Бородина И.А., Насибулин А.Г. «Пленки хитозана как чувствительный элемент датчика на основе резонатора с поперечным электрическим полем» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 35 (2019). 106 с.

Исследована газочуствительная способность датчика на основе резонатора с поперечным возбуждающим электрическим полем (ПЭП), изготовленного из пластины пьезокерамики ЦТС-19 с двумя прямоугольными электродами на одной стороне пластины и пленкой хитозана на другой стороне. Для измерений было использовано 3 ПЭП резонатора, изготовленных из пластин пьезокерамики ЦТС-19 с толщинами 3.54 мм, 3.55 мм и 3 мм и поперечными размерами 20×18 мм с двумя прямоугольными алюминиевыми электродами с размерами 20×7 мм и зазором между ними 4 мм на каждом резонаторе. Полярная ось была ориентирована вдоль размера 18 мм. Пленки хитозана наносились на свободную от электродов поверхность ПЭП резонаторов. В качестве газочувствительных пленок использовались пленки ацетата хитозана, лактата хитозана и гликолата хитозана, сорбционные свойства которых изучались по отношению к парам воды, этанола и 10% аммиака. Полученные данные сравнивались с результатами аналогичных экспериментов на дисковых резонаторах с продольным электрическим полем на основе пьезокерамики ЦТС-19 с толщинами 2.955 мм, 1.95 мм и 1.97 мм и с диаметрами 20 мм, 21.9 мм и 21.9 мм, соответственно, с перечисленными выше пленками хитозана. Полярная ось дисковых резонаторов была сориентирована по их толщине. Для проведения экспериментов каждый резонатор с пленкой хитозана помещался в специально оборудованную герметичную камеру, которая заполнялась парами летучей жидкости. Измерялись зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса резонатора с пленкой от времени в присутствии паров и после их удаления. По результатам экспериментов были построены графики. Анализ полученных результатов показал качественное совпадение результатов экспериментов с ПЭП резонаторами и резонаторами с продольным электрическим полем: во всех случаях резонансная частота и максимальное значение реальной части импеданса уменьшались в присутствии используемых паров летучих жидкостей и восстанавливались после их удаления. Практически во всех случаях отклик по резонансной частоте для ПЭП резонаторов с пленками хитозана в присутствии газа оказался более значительным по сравнению с дисковыми резонаторами с такими же пленками хитозана. Ключевые слова: газовые датчики, резонатор с поперечным электрическим полем, пленки хитозана, резонанс, электрический импеданс

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

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

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.

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.

Левкина П.А., Сергеев А.В. «Характеристики новых объектов космического мусора, обнаруженных в терскольской обсерватории» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 306-311 (2019)

Телескоп Zeiss-2000 Терскольской обсерватории регулярно используется для наблюдений объектов космического мусора. Высокая проницающая способность при хороших погодных условиях позволяет обнаруживать до 10 новых объектов каждую ночь. Регулярные открытия новых, прежде не каталогизированных объектов, свидетельствуют о постоянном увеличении количества техногенных обломков в околоземном пространстве и о недостаточной представленности малоразмерных фрагментов в каталогах космических объектов. В статье приводятся данные о нескольких типичных космических объектах, регулярно обнаруживаемых на оборудовании телескопа Zeiss-2000 – фрагментов аппаратов, выводимых на геостационарную орбиту и находящихся на переходной орбите.

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

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

Толченников А.А., Сергеев С.А., Петров П.С. «К вопросу о моделировании распространения импульсных акустических сигналов в мелком море с наклонным дном в различных гидрологических условиях» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 17-18 (2019). 106 с.

Рассматривается задача о распространении импульсных акустических сигналов в волноводе мелкого моря с наклонным дном в случае однородной скорости звука, а также в при наличии в водном слое выраженного термоклина. Решение задачи строится с использованием лучевой теории распространения звука и метода канонического оператора Маслова. Для обоих случаев исследована геометрия трехмерных лучей с различными углами выхода из источника, построены их проекции на горизонтальную плоскость, а также огибающие проекций семейств лучей с общим вертикальным углом выхода из источника. Известно, что в случае постоянной скорости звука в водном слое проекциями лучей на горизонтальную плоскость являются гиперболы. Нами установлено, что в случае наличие термоклина в водном слое происходит растяжение гипербол, соответствующих большим углам выхода относительно направления изобаты в горизонтальной плоскости. В обоих случаях сигналы нами рассчитаны сигналы в точках приема. Результаты расчетов сравниваются с результатами, полученными другими методами. Ключевые слова: мелкое море, импульсный сигнал, лучевая теория, метод канонического оператора Маслова, наклонное дно

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

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

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

Сабиров И.Р., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Томографическая оценка параметров мелкого моря по корреляции шумовых сигналов при близком расположении гидрофонов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22 (2019). 106 с.

Рассматривается возможность восстановления параметров водного слоя и дна при таком расположении гидрофонов, при котором распространяющиеся в изучаемой акватории моды ещё не успеют «разбежаться» за счёт дисперсии, что далее будем называть близким расположением гидрофонов. В такой ситуации при использовании одиночных гидрофонов нет возможности оценить времена распространения мод и использовать данную информацию для решения задачи акустической инверсии. При этом в качестве исходных данных рассматривается корреляция шумовых сигналов от естественных источников моря (шумовая интерферометрия), из которой моды и должны быть выделены. Для решения последней задачи используется обнаруженная авторами возможность оценки критических частот мод на основе скачков фазы функции взаимной корреляции шумов. Также используется информация о фазе первой моде и положении минимума её групповой скорости. После выделения указанной информации происходит решение обратной задачи восстановления параметров волновода. Полученные результаты использованы при численном моделировании и анализе данных натурного эксперимента. Ключевые слова: акустика океана, акустическая томография, шумовая интерферометрия, шельф

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.

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

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

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

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

Егерев С.В., Серебряный А.Н. «Неформальные и добровольческие проекты в акустике и океанологии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3 (2019). 106 с.

Быстрое развитие неформальных и добровольческих «распределенных» проектов связано с успехом новых информационно-коммуникационных технологий. Структура проектов основана на множестве «распределенных» добровольцев, поставляющих разнообразные данные в интересах немногочисленного ядра профессиональных ученых или, наоборот, обрабатывающих потоки данных, поступающих от профессионалов. Связующим звеном являются менеджеры, прошедшие специальную подготовку. Такие проекты в последние годы получили название «наука граждан». Океанология и акустика относятся к направлениям, в которых проекты науки граждан приносят ценные результаты. Доклад посвящен обобщению некоторых новых достижений. Первым проектом науки граждан в современном смысле, был масштабный океанологический проект Уильяма Уивелла 1835 года. В течение двух недель июня того года более тысячи добровольцев по обе стороны Северной Атлантики (девять государств и колоний) фиксировали параметры прилива. У. Уивелл собрал и обработал более миллиона синхронизированных наблюдений. Благодаря этому проекту появилась новая наука о приливах (tidology). Сегодня интересы распределенных добровольческих исследований сосредоточены, главным образом, на вопросах охраны рифов, мониторинге экологического состояния морей и океанов, особенно в прибрежных зонах, изучении социального самочувствия морских животных и выявлении зон скопления мусора. Добровольческие проекты с «акустическим содержанием» часто пересекаются с проектами т.н. «кооперативного зондирования». Выделяются две группы проектов: (а) мониторинг городских шумов и (б) запись образцов пения птиц (с возможной последующей обработкой сигнала на месте). В большинстве проектов обоих направлений в качестве приемника звука используются датчики смартфонов добровольцев в сочетании со специальными приложениями, хотя бывают и исключения. Есть и еще одно направление, предполагающее «добровольческое распределенное» использование автономных сетевых приемников звука для наблюдения природных явлений. Доклад фокусируется на участии в добровольческой программе грозопеленгации Blitzortung.org в части обеспечения акустической регистрации грома и поддержании потоковой передачи данных. Ключевые слова: наука граждан; кооперативное зондирование; добровольческий мониторинг прибрежных районов океана; распределенный мониторинг шумов окружающей среды

Серебряный А.Н. «ADCP – мощный инструмент современной акустической океанологии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 18-19 (2019). 106 с.

Акустическая океанология – наука об исследовании океана с помощью акустических измерений, появившаяся с изобретением эхолота, продолжает активно развиваться в наше время. В начале 80-х годов появились акустические допплеровские профилометры течений (ADCP). Эти приборы осуществляют измерения течений морской среды акустическим методом, успешно заменяя традиционные контактные измерители течений. В представленном докладе будет показано, что ADCP, разработанный как измеритель течений, на самом деле имеет намного более широкий спектр функций, что делает его мощным многопрофильным инструментом современной акустической океанологии. В сочетании с мониторингом фонового течения ADCP одновременно измеряет интенсивность обратно рассеянного сигнала, что позволяет контролировать и изучать разнообразные процессы в водной толще. Возможности прибора будут продемонстрированы на основе проведенного нами 15-летнего цикла исследований с использованием ADCP “Rio Grande 600 kHz” в шельфовых зонах российских морей. ADCP как измеритель течений в штатном режиме позволяет регистрировать временную изменчивость течений (трех компонентов-двух горизонтальных и вертикальную) по толщине водного столба в режиме «заякоренных» измерений в одной точке акватории или со стационарных платформ. При проведении пространственных съемок с судна измеряется пространственная 3-мерная структура течений, а также распределение коэффициента обратного акустического рассеяния. В местах впадения в море больших рек пространственная съемка с ADCP позволяет собрать подробную информацию о динамике плюмов распресненных вод. С помощью специальной пространственной съемки удается измерять параметры, а также исследовать динамику субмезомасштабных вихрей на шельфе. Использование ADCP полезно при проведении подспутниковых морских экспериментов, поскольку позволяет связать особенности, проявляющиеся на поверхности моря с их вызывающими течениями. ADCP позволяет существенно продвинуться в экспериментальном изучении внутренних волн, как в вопросах их генерации, так и различных важных эффектов, сопровождающих внутренние волны. ADCP возможно использовать для решения задач морской геологии и морской биологии для измерения концентрации взвешенного вещества и распределения планктона в морской толще, а также для экологического мониторинга моря. ADCP также может служить регистратором различных аномальных явлений в море. Ключевые слова: ADCP, обратное рассеяние, течение, внутренние волны, вихри

Гусев В.П., Жоголева О.А., Леденев В.И., Сидорина А.В. «Акустические и динамические характеристики эластомерных строительных материалов на основе NBR каучука» Строительные материалы, № 6, с. 56-61 (2019)

Рассмотрены акустические и динамические характеристики перспективных эластомерных строительных материалов на основе NBR каучука типа K-FONIK. В результате проведенного комплекса исследований эластомерных материалов, основой которых служат различные виды каучуков, получены новые данные об их звукоизолирующих, звукопоглощающих и динамических характеристиках. Полученные данные позволяют определить возможные границы практического применения исследованных материалов. Установлено, что эластомеры, получаемые на основе NBR каучука, могут эффективно использоваться в качестве звукоизолирующих покрытий воздуховодов и трубопроводов различного назначения, в глушителях аэродинамического шума, а также в виброизолирующих конструкциях и в вибродемпфирующих элементах. Полученные результаты исследований позволяют оценивать на стадии проектирования акустическую эффективность принимаемых конструктивных решений по повышению звукоизоляции стенок воздуховодов и трубопроводов, по устройству глушителей в трубопроводах, а также в других конструктивных элементах, в которых используются эластомерные строительные материалы типа K-FONIK. Результаты исследований разработанных в настоящее время эластомерных материалов показывают широкий диапазон их возможного применения в качестве звукоизолирующих конструкций. Это позволит проектировщикам производить целенаправленную разработку новых конструктивных решений исходя не только из требований обеспечения звукоизоляции, но и по экономическим требованиям. Полученные данные могут быть полезны разработчикам этих видов материалов с целью расширения их применения в строительной практике.

Смирнов И.П., Сидоров К.А., Хилько А.И. «Мультистатическое зондирование океана частично-когерентными волноводными компонентами высокочастотного акустического поля» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 6 (2019). 106 с.

Анализируются возможности мультистатического высокочастотного (ВЧ) акустического наблюдения в случайно-неоднородном океане при использовании направленных частично-когерентных импульсов. Показано, что интерференционные компоненты коэффициентов когерентности отдельных волноводных структур по разному ослабляются по мере усиления случайных флуктуаций среды. Получены оценки продольных горизонтальных масштабов когерентности волноводных компонент ВЧ поля. Установлено, что вертикальный масштаб области когерентности ВЧ поля зависит от формы фронтов волн рефракции, которые, в свою очередь, определяются профилем показателя преломления волновода и положением источника звука в нем. Показано, что эффективность мультистатического ВЧ акустического наблюдения может быть повышена при селекции отдельных волноводных компонент путем временного стробирования, а также использованием вертикально ориентированных излучающих и приемных решеток. Ключевые слова: зондирование океана, мультистатическое наблюдение, решетка когерентных излучателей, когерентность, флуктуации

Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Проценко Е.А., Сидорякина В.В., Проценко С.В. «Комплекс объединенных моделей транспорта наносов и взвесей с учетом трехмерных гидродинамических процессов в прибрежной зоне» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 3-23 (2020)

Согласно требованиям, предъявляемым к моделям для расчёта объёмов и площадей зон загрязнения водоемов взвесью и другими примесями, должен осуществляться учет разномасштабной турбулентности, осаждения взвесей, условий сцепления для взвешенных частиц на границе «вода-дно», струйных эффектов, залпового сброса грунта, что позволит точнее оценивать пространственное распределение концентраций загрязняющих веществ и размеры зон их воздействия. В работе описан усовершенствованный комплекс объединенных моделей транспорта взвешенного вещества и наносов, учитывающий динамические изменения расчетной области, изменение плотности среды за счет наличия взвесей и их многокомпонентный характер. Разработана модель расчёта зон загрязнения взвесью при наличии волновых процессов, в которой динамическое перестроение расчетной области происходит не только за счет изменения геометрии функции возвышения уровня, но и за счет изменения рельефа дна в результате осаждения взвесей.

Сизов В.П., Погорелов В.А., Вахтин Ю.В. «Определение параметров движения инерционных масс твердотельного гироскопа на стоячих поверхностных акустических волнах» Радиотехника, № 7, с. 209-214 (2019)

Постановка проблемы. Важным вопросом развития авиационной техники является создание малогабаритного высокоточного инерциального датчика угловой скорости на базе твердотельного микромеханического гироскопа (ТМГ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Ключевой проблемой создания ТМГ на ПАВ является построение его математической модели, адекватно описывающей распространение упругих волн в конструкции гироскопа. Цель. Получить соотношения для расчета зависимости параметров упругих волн, распространяющихся в подложке твердотельного гироскопа (ТВГ) на ПАВ, от скорости ее вращения и численно исследовать эту зависимость. Результаты. Рассмотрен принцип действия одноосевого ТВГ на ПАВ. Найдены аналитические зависимости, позволяющие рассчитать параметры движения инерционных масс в случае вращения ТВГ на ПАВ с постоянной угловой скоростью. Приведены результаты численного моделирования. Практическая значимость. Полученные результаты могут использоваться при конструировании ТМГ на ПАВ.

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

Пузин В.Б., Сизова М.Д. «Спектральные наблюдения звезд с экзокометной активностью» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 172-178 (2019)

Кометы – малые ледяные тела Солнечной системы, которые испаряются и газят при приближении к Солнцу. В Солнечной системе за все время астрономических наблюдений обнаружено несколько тысяч комет. Пояс Койпера и облако Оорта могут содержать триллионы таких замороженных тел. Однозначного ответа об их происхождении и эволюции не дано. Другие планетные системы так же, как и Солнечная система, могут содержать кометы. На сегодняшний день поиск и изучение экзокомет сосредоточены на исследовании молодых (<50 млн. лет) звезд спектрального класса А. Считается, что экзокометы формируются и эволюционируют подобно кометам в Солнечной системе. В рамках исследований кометной и экзокометной активности нами проведены спектральные наблюдения высокого разрешения трех молодых звезд (HD217782, HD21620, HD110411). В данной работе по спектральным наблюдениям звезды HD110411 на примере линии Ca II (3933 A) рассмотрена упрощенная методика обработки данных для детектирования экзокометной активности.

Сизова М.Д., Павлюченков Я.Н., Нароенков С.А. «Моделирование орбит экзокомет в системе β Живописца» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 179-183 (2019)

Наблюдаемые особенности спектральных линий поглощения Ca II по направлению на звезду β Живописца (β Pictoris) связывают с экзокометной активностью в окрестностях этой звезды. Эти особенности проявляются как искажения звездного профиля линий поглощения Ca II, вызванных затмениями выпадающих испаряющихся тел (falling evaporating bodies, FEBs). Ранее были выделены два семейства экзокомет, имеющих различные радиальные скорости: семейство «S» с V_r = 36±55 км/с и семейство «D» c V_r = 15±6 км/с. Целью данной работы является поиск и исследование орбит экзокометных тел, которые могут быть ассоциированы с семейством «D». Полученные результаты позволяют утверждать, что параметры орбит изменяются в широких пределах. В частности, существуют орбиты, близкие к круговым, и в то же время присутствуют орбиты с высокими эксцентриситетами.

Сизова М.Д., Ефремова Е.В., Верещагин С.В. «Фотографические наблюдения кометы Джакобини–Циннера в Звенигородской обсерватории» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 337-342 (2019)

Подготовлен архив сканов фотопластинок, полученных по наблюдениям кометы 21P/Giacobini–Zinner в период c 14 авг. по 18 окт. 1985 г. на астрографе «Цейсс-400/2000». Полученные фотопластинки (41) отсканированы и размещены на сайте Института астрономии РАН (ИНАСАН) в виде архива с открытым доступом. Отобраны изображения достаточные по длительности экспозиции и качеству для изучения деталей строения кометы. Сделана оценка пространственных размеров комы. Ряд отобранных изображений позволит провести более детальные исследования.

Нароенков С.А., Сизова М.Д., Шустов Б.М. «Об уточнении орбит астероидов – потенциальных источников полезных ископаемых на будущее» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 343-348 (2019)

Проведен анализ ошибок определения местоположения астероида в зависимости от ошибок определения орбиты. Задача решалась с целью вычисления точности орбиты, необходимой для обеспечения перелета к астероиду и позволяющей спрогнозировать движение астероида таким образом, чтобы минимизировать трудности расчета траектории космического аппарата.

Сизова М.Д., Шустов Б.М. «О пучковых методах отклонения опасных небесных тел» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 349-355 (2019)

Проведено сравнение двух механизмов изменения орбит опасных небесных тел естественного или искусственного происхождения – кинетический, т.е. непосредственная передача момента (количества движения) ударника мишени, и энергетический, при котором отклоняющий импульс создается за счет доставки в тело мишени энергии и последующего выброса из мишени вещества. При применении лазера имеет место чисто энергетический подход. При применении высокоскоростного ударника работают, как правило, оба подхода со сравнимыми вкладами. Пучковый метод может применяться как в чисто кинетическом варианте, так и в смешанном. В последнем случае вклад энергетического механизма может быть доминирующим. Впервые отмечено, что применение эффекта Брегга делает пучковый метод особенно эффективным, намного более эффективным, чем лазерный.

Сизова М.Д., Чупина Н.В., Верещагин С.В. «Архив изображений комет на сайте ИНАСАН» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 398-404 (2019)

Организован архив изображений комет, наблюдавшихся в Звенигородской обсерватории ИНАСАН. Наблюдения проведены на Астрографе «Цейсс400/2000» на интервалах времени от нескольких суток до нескольких месяцев. Предоставленный материал позволяет проследить возможные изменения морфологии комет по длинным рядам наблюдений. На период наблюдений пришлось появление на небе комет Хейла–Боппа, Хякутакэ, Галлея и ряда других примечательных комет.

Силькис И.Г. «Возможные механизмы влияния ацетилхолина на обработку информации в лемнисковом слуховом пути» Успехи физиологических наук, 50, № 4, с. 50-63 (2019)

Проведен анализ возможных механизмов влияния ацетилхолина на восприятие чистых тонов в лемнисковом слуховом пути и на вызванные обучением перестройки рецептивных полей тонотопически связанных нейронов первичного слухового поля А1 и внутреннего коленчатого тела. Оценен вклад холинергических входов из базального переднего мозга и педункулопонтийного ядра в модуляцию активности нейронов каждой из структур, участвующих в обработке тонов и включающих поле А1, префронтальную кору, гиппокампальную формацию, таламические ядра, нижнее двухолмие и базальные ганглии. Отмечен многокомпонентный характер влияния различных концентраций ацетилхолина на формирование рецептивных полей, вызванный разнообразием типов холинорецепторов на основных клетках и тормозных интернейронах в каждой из указанных структур, а также разной связываемостью этих рецепторов с ацетилхолином. С учетом такого влияния ацетилхолина дано объяснение причин разнонаправленного характера его влияния на пластические перестройки рецептивных полей нейронов поля А1 при обучении, в котором условным стимулом является тон, а безусловным – стимуляция холинергической структуры. Проведен сравнительный анализ функционирования лемнискового пути в норме и в условиях дефицита ацетилхолина, характерного для болезни Альцгеймера. Поскольку дисфункция слуховой системы возникает уже на ранней стадии болезни, понимание механизмов влияния ацетилхолина на функционирование этой системы представляет интерес, так как может быть полезным для поиска возможностей улучшения обработки звуков.

Симаков И.Г., Гулгенов Ч.Ж., Базарова С.Б. «Акустоэлектрический метод определения диэлектрических свойств жидкости в граничной фазе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 30-31 (2019). 106 с.

Рассмотрены особенности распространения поверхностных акустических волн в динамически равновесной системе «пьезоэлектрическая подложка–адсорбционный граничный слой–парогазовая среда». Продемонстрирована возможность применения поверхностных акустических волн в качестве инструмента исследования диэлектрических свойств жидкости в граничной фазе. В результате воздействия силового поля твердой поверхности структура жидкости в граничной фазе модифицирована, соответственно изменены её диэлектрические свойства. Время диэлектрической релаксации жидкости в граничной и объемной фазе существенно отличаются. Показано, что частотная зависимость диэлектрических характеристик адсорбированной воды хорошо согласуется с уравнением Дебая. Представленный в работе метод может успешно дополнять существующие методы исследования диэлектрических характеристик граничных слоев жидкостей и релаксационных процессов в них.

Симаков И.Г., Гулгенов Ч.Ж., Базарова С.Б. «Акустическое исследование изобары адсорбции паров воды на поверхности ниобата лития» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 89 (2019). 106 с.

Изучено влияние температуры адсорбента на динамику процесса адсорбции паров воды на поверхности звукопровода из ниобата лития. В результате адсорбции пара на поверхности ниобата лития формируется слой воды в граничном состоянии. Акустические свойства граничной воды и толщина адсорбционного слоя зависят от температуры. Показано, что параметры поверхностных акустических волн (ПАВ), в силу выше перечисленных причин, зависят от температуры и динамики адсорбционного процесса. При температуре адсорбента ∼60°C адсорбционный слой практически отсутствует. Обнаружено, что время задержки ПАВ при охлаждении адсорбирующей поверхности уменьшается, достигает минимального значения и затем увеличивается. В точке минимума температурный коэффициент времени задержки ПАВ равен нулю. Охлаждение адсорбирующей поверхности, с одной стороны, приводит к увеличению скорости ПАВ в результате уменьшения размера звукопровода и изменения акустических параметров ниобата лития. С другой – к уменьшению скорости ПАВ под действием адсорбционного слоя. Из анализа температурного изменения скорости ПАВ получена изобара адсорбции водяного пара.

Сичевский С.Г., Сачков М.Е., Шмагин В.Е., Иосипенко С.В., Архангельский Р.Н., Шустов Б.М., Шугаров А.С., Шостак С.В. «Оптимизация оптической схемы БКП для реализации научных задач проекта «Спектр-УФ»» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 140-145 (2019)

Основная задача космического комплекса «Спектр-УФ» – проведение наблюдений космических объектов в УФ-диапазоне (115–310 нм). В рамках реализации космическим комплексом программы научных исследований блок камер поля (БКП) предназначен для получения изображений с дифракционным качеством. В работе кратко описана конструкция БКП и его оптическая система.

Сичевский С.Г., Иосипенко С.В., Шмагин В.Е., Сачков М.Е., Шостак С.В. «Концепция малого космического аппарата для наблюдений в УФ-диапазоне» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 146-151 (2019)

Предложена концепция малого космического аппарата в формфакторе 3U для проведения наблюдений в УФ-диапазоне с помощью трехзеркальной камеры с полем зрения не менее 5° . Основная задача научной программы такого аппарата – это наблюдение ярких объектов и областей, которые были недоступны космическому аппарату GALEX.

Сичевский С.Г. «Построение карты поглощения в галактике. расчет блеска звезды» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 264-271 (2019)

Оценка характеристик звезд и межзвездного поглощения в рамках байесовского подхода, как правило, представляет собой некоторую итеративную процедуру, например, метод Монте-Карло с цепями Маркова. При этом необходимо для большого набора значений, характеризующих звезду и межзвездное поглощение, рассчитывать соответствующие им значения блеска звезды. В работе рассмотрен подход к расчету блеска звезды с учетом межзвездного поглощения, позволяющий сократить время поиска оптимальной оценки.

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. «Расчет звездных величин в современных фотометрических системах» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 366-373 (2019)

Рассмотрены особенности реализации многополосных фотометрических систем обзоров: 2MASS, SDSS, GALEX, IPHAS, Pan-STARRS и Gaia. Представлены конкретные соотношения, включая необходимые калибровочные и нормировочные коэффициенты, для преобразования теоретически рассчитанного спектра звезды в ее блеск в фотометрических полосах указанных обзоров.

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.

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

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

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

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

Бабкин В.И., Гулин А.И., Смагин А.Е., Галиев А.Л., Сухинец Ж.А. «Самонастраивающийся измеритель температуры газа ГТД на струйно-акустических датчиках» Авиакосмическое приборостроение, № 1, с. 3-13 (2020)

Рассматриваются методы и средства измерения температуры в газотурбинных двигателях. Предложена схема самонастраивающегося измерителя температуры, состоящая из двух каналов, содержащих струйные генераторы, пьезоэлектрические преобразователи и адаптивные селекторы для выделения информативной первой гармоники. Сигнал с датчиков корректируется схемой самонастройки, которая позволяет вычислить модельное значение температуры по косвенным параметрам. При разработке схемы использовался программный продукт Matlab Simulink, функционал которого позволил получить модель переходного процесса разработанной схемы. Представлены разработанный алгоритм работы самонастраивающегося измерителя температуры газа газотурбинного двигателя на струйно-акустических датчиках и результаты компьютерного моделирования, подтверждающие повышение быстродействия до 0,007 с.

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.

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

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

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

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

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

Цукерников И.Е., Шубин И.Л., Невенчанная Т.О., Смирнов В.А. «Системные проблемы оценки непостоянной вибрации в помещениях жилых и общественных зданий» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 101 (2019). 106 с.

В последнее время увеличилось число работ, связанных с прогнозированием вибрации, создаваемой рельсовым транспортом (железнодорожные линии и линии метрополитена мелкого заложения) в помещениях жилых и общественных зданий. В больших городах это связано с расширением точечного строительства, когда проектируемые здания оказываются в зоне воздействия указанных видов рельсового транспорта. Рассмотрены проблемы оценки непостоянной вибрации, создаваемой рельсовым транспортом в помещениях жилых и общественных зданий. Они связаны с неверной трактовкой положений санитарных норм об установлении нормируемого параметра и соответствующих ему допустимых значений, а также со спецификой измерения оцениваемого параметра. Показано, что в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 в качестве нормируемого параметра вибрации следует принимать эквивалентное значение частотно корректированной виброскорости или виброускорения или их уровней, и именно для этих величин установлены ужесточенные в 0,32 раза (на –10 дБ) допустимые значения. Приведены доводы в пользу принятия в качестве нормируемого параметра в помещениях жилых и общественных зданий соответствующих значений виброскорости. Отмечена целесообразность включения в состав нормируемых параметров также максимального значения указанных величин и одновременной оценки обоих значений нормируемых параметров. Даны соответствующие нормативные значения и предельные значения нормируемых параметров в октавных полосах типичного для рельсового транспорта диапазона частот, которыми можно руководствоваться при подборе средств виброзащиты. Обоснована необходимость применения при измерении максимальных значений времени усреднения виброизмерителя 1 с. и определения эквивалентных значений (уровней) оцениваемых параметров за дневное и ночное время оценки воздействия вибрации. Отмечено, что для поездов метрополитенов указанные вопросы регламентированы в своде правил СП 23-105-2004 и установленной им методикой следует руководствоваться при определении эквивалентных и максимальных значений оцениваемых параметров. Для железнодорожных линий указанные положения установлены в разработанном в 2018 г. НИИСФ РААСН проекте свода правил, который прошел этапы публичного согласования и экспертной оценки и находится в стадии утверждения. На примере проиллюстрировано, что неправильное применение указанных положений приводит к серьезным ошибкам в оценке прогнозируемой вибрации и, как следствие, к значительному удорожанию реализации мероприятий по ее снижению. Ключевые слова: непостоянная вибрация, нормирование, измерение, оценка.

Хлопков Е.А., Литвинов М.Ю., Смирнов В.В., Сятковский А.И., Вьюненко Ю.Н. «Управление защитными свойствами комбинированных виброзащитных элементов антивибрационных рукавиц» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 102 (2019). 106 с.

Разнообразие спектральных характеристик вибраций, воздействующих на рабочих в многочисленных технологических процессах, делает необходимым оптимальный подбор средств индивидуальной защиты (СИЗ). Его задача – обеспечение максимальной безопасности труда. Это может быть реализовано выбором из существующего множества конструкций СИЗ наилучших образцов для каждой конкретной технологической операции. Несколько иным путем позволяет решить данную проблему предварительное определение вибрационного спектра на рабочем месте. На стадии изготовления комбинированных антивибрационных элементов возможна их адаптация под определенные технологические условия. Этот результат достигается изменением геометрических параметров деталей и физических характеристик материалов вибропоглощающей конструкции. Показана возможность повышения уровня защиты в заданных частотных диапазонах. Результаты экспериментов продемонстрировали значительное влияние уровня силового взаимодействия инструмента с обрабатываемым объектом на антивибрационные свойства рукавиц. Взаимозависимость характеристик эффективности защитных свойств и силового фактора может быть немонотонной в октавных полосах частотного спектра. Ключевые слова: антивибрационные рукавицы, средства индивидуальной защиты, эффективность

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в акустическом волноводе с неточно известными параметрами с использованием адаптивной горизонтальной антенны» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 16-17 (2019). 106 с.

Построен адаптивный модовый алгоритм, позволяющий локализовать источник с использованием горизонтальной антенной решетки (АР), работающей в условиях неполной информации о среде распространения. Предложенный метод оценивания аналогичен алгоритму пониженного ранга, используемому в технике частично калиброванных АР, в котором роль числа подрешеток играет число мод, а вектор амплитудно-фазовой калибровки соответствующих подрешеток заменяется модовым вектором. Важно подчеркнуть, что целевая функция алгоритма не содержит информации о координатах источников, и следовательно, предложенный способ позволяет определить направления источников без знания их местоположения. Представлены результаты статистического моделирования, демонстрирующие вероятности правильной локализации источника в зависимости от входного отношения сигнал/шум. Показано, что указанный алгоритм характеризуется достаточно высокой разрешающей способностью и обеспечивает приемлемое качество локализации источника без использования трудоемкой процедуры одновременного поиска как искомых координат, так и неизвестных параметров волновода. Установлено, что обработка в модовом пространстве обеспечивает большую устойчивость метода к детерминированному рассогласованию, обусловленному неточным знанием геоакустических характеристик донных осадков, по сравнению с традиционной обработкой в пространстве элементов АР.

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

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

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

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

Смирнов И.П., Сидоров К.А., Хилько А.И. «Мультистатическое зондирование океана частично-когерентными волноводными компонентами высокочастотного акустического поля» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 6 (2019). 106 с.

Анализируются возможности мультистатического высокочастотного (ВЧ) акустического наблюдения в случайно-неоднородном океане при использовании направленных частично-когерентных импульсов. Показано, что интерференционные компоненты коэффициентов когерентности отдельных волноводных структур по разному ослабляются по мере усиления случайных флуктуаций среды. Получены оценки продольных горизонтальных масштабов когерентности волноводных компонент ВЧ поля. Установлено, что вертикальный масштаб области когерентности ВЧ поля зависит от формы фронтов волн рефракции, которые, в свою очередь, определяются профилем показателя преломления волновода и положением источника звука в нем. Показано, что эффективность мультистатического ВЧ акустического наблюдения может быть повышена при селекции отдельных волноводных компонент путем временного стробирования, а также использованием вертикально ориентированных излучающих и приемных решеток. Ключевые слова: зондирование океана, мультистатическое наблюдение, решетка когерентных излучателей, когерентность, флуктуации

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

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

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

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

Лысенко В.И., Смородский Б.В., Ермолаев Ю.Г., Яцких А.А., Косинов А.Д. «Эксперименты по ламинаризации сверхзвукового пограничного слоя вдувом инородного газа» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 26-38 (2019)

Проведены экспериментальные исследования влияния распределенной инжекции тяжелого газа (гексафторида серы, SF6) в пристенный подслой сверхзвукового (при числе Маха M=2) пограничного слоя плоской пластины на его устойчивость к искусственным (контролируемым) возмущениям. Впервые в экспериментах с контролируемыми возмущениями получено, что такой вдув тяжелого газа приводит к стабилизации пограничного слоя, проявляющейся в уменьшении скоростей роста возмущений. Получено хорошее согласование экспериментальных данных с результатами расчетов по линейной теории устойчивости.

Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Шуруп А.С. «Сейсмоакустическая модовая томография осадков, водной толщи и льда мелкого моря» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 67 (2019). 106 с.

Представлены результаты натурных испытаний в ледовых условиях Ладожского озера морских сейсморазведочных излучателей (ООО ГЕОДЕВАЙС) и площадной измерительной сейсмоакустической системы на основе автономных буёв вмораживаемого типа (ИФЗ РАН совместно с МФТИ). Демонстрируется возможность выделения в принимаемом сигнале отдельных нормальных мод, распространяющихся в слоистой системе «ледовый покров–водный слой–осадочный слой–упругое полупространство». На основе анализа решений прямой задачи строятся эффективные численные алгоритмы томографической оценки характеристик дна, водного слоя и ледового покрова. Полученные в активном режиме результаты используются для развития методов обработки шумовых сигналов и разработки пассивных технологий мониторинга среды. Ключевые слова: сейсмоакустика, шум, мониторинг, томография, слоистые среды

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.

Абдурашидов Т.О., Бут А.Б., Сафронов А.В., Советников Я.Н. «Системы подачи воды для снижения акустических и газодинамических нагрузок при старте ракет космического назначения. Часть 1. Системы подачи воды на стартовых комплексах» Космонавтика и ракетостроение, № 6, с. 97-100 (2019)

Представляется обзор зарубежных и отечественных конструкций систем подачи воды (СПВ) на стартовых комплексах (СК) в обеспечение снижения акустических и газодинамических нагрузок при старте сверхтяжёлых ракет космического назначения (РКН). Отмечается необходимость выбора СПВ при разработке стартового оборудования и газодинамической схемы старта перспективного космического ракетного комплекса (КРК) сверхтяжёлого класса.

Полунин В.М., Ряполов П.А., Соколов Е.А. «Гидродинамика и акустика газовых включений в магнитной жидкости в поле кольцевого магнита» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 92-93 (2019). 106 с.

Магнитные, акустические и теплофизические явления в магнитожидкостных системах нашли применение при конструировании магнитожидкостных герметизаторах, амортизаторов, чувствительных трехосных акселерометров, плотномеров, ряда других прогрессивных устройств. Этим объясняется интерес к изучению данных эффектов. В последнее время в связи с бурным развитием микрофлюидики появляется все больше работ по динамике магнитных жидкостей в каналах различной формы, находящихся под различными воздействиями внешних физических полей. Однако свойства левитирующей газовой полости, а также магнитные, акустические и теплофизические явления, сопровождающие динамические перемещения газовых полостей и пузырей в МЖ изучены весьма поверхностно, хотя потенциально представляют большой научный и практический интерес. Для проведения экспериментов создана специальная установка с применением системы скоростной видеофиксации результатов эксперимента, а также с регистрацией электромагнитных и акустических возмущений с последующей обработкой. В работе исследована динамика захвата пузырьков магнитной жидкостью в области «магнитного вакуума» кольцевого магнита. Получены данные о влиянии концентрации магнитной жидкости на прочность магнитожидкостных перемычек при воздействии внешнего давления. Эти сведения могут быть полезны для разработки стенда для испытания магнитной жидкости, применяемой в герметизаторах, где жидкости испытывает подобные воздействия. Для детализации механизма образования воздушной полости в области «магнитного вакуума» кольцевого магнита поставлен эксперимент по видеофиксации раздела фаз «газ–магнитная жидкость», заполняющей плоский прозрачный канал. Рассмотрены этапы искривления поверхности МЖ под воздействием неоднородного поля магнита, образования первоначальной воздушной полости из микропузырьков газа. Детально рассмотрены моменты разрыва МЖ и прорыва пузырька в газовую полость внутри жидкости, а также отрыва газового пузырька при придавливании воздушной полости ко дну канала. Для серии образцов магнитной жидкости проведен эксперимент по прессингу воздушной полости, в результате которого отделялись газовые пузырьки. Осуществлялась регистрация электромагнитных и акустических возмущений, возникающих при всплытии немагнитного пузырька в МЖ. По известным выражениям на основе этих данных определены размеры пузырьков, построено распределение пузырьков по размерам. Полученные данные сравниваются с результатами видеофиксации. Сделаны выводы о влиянии физических параметров магнитной жидкости и конфигурации магнитного поля на диаметр получаемых пузырьков. Ключевые слова: магнитная жидкость, взаимодействие полей, многофазные системы, акустомагнитная индикация, неоднородное магнитное поле.

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

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

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

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

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

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

Есипов И.Б., Попов О.Е., Солдатов Г.В. «Сжатие сигнала параметрической антенны в подводном звуковом канале в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3-4 (2019). 106 с.

Обсуждаются результаты экспериментального исследования применения параметрической антенны для возбуждения частотно-модулированным акустическим сигналом подводного звукового канала в мелком море. Акустический сигнал длительностью 1 мсек генерировался параметрической антенной в частотном диапазоне 7–15 кГц. Высокая направленность излучения параметрической антенны обеспечивала одномодовое возбуждение подводного звукового канала в мелком море во всем частотном диапазоне. Показано, что частотно модулированный сигнал меняет свою форму при распространении в волноводе из-за волноводной дисперсии. Экспериментально наблюдалось сжатие частотно модулированного сигнала при распространении в мелком море. Сигнал имел направленность 2° при дальности распространения до 500 толщин волновода. Сжатие широкополосного сигнала в волноводе повышает соотношение между сигналом и шумом, тем самым повышает эффективность акустического зондирования мелкого моря. Обсуждается эффективность применения параметрических антенн для создания виртуальных акустических рубежей в мелком море. Ключевые слова: параметрическая антенна, подводный звуковой канал, волноводная дисперсия

Головизнин В.М., Павел А.М., Петр А.М., Соловьев А.В. «Новый численный алгоритм для уравнений многослойной мелкой воды на основе гиперболической декомпозиции и схемы КАБАРЕ» Морской гидрофизический журнал, 35, № 6, с. 600-620 (2019)

Описание новой методики численного решения уравнений гидродинамики несжимаемой жидкости со свободной границей и переменной плотностью в гидростатическом приближении – цель настоящей работы. Методы и результаты . Алгоритм основан на методе гиперболической декомпозиции – представлении многослойной среды в виде отдельных слоев, взаимодействующих через границы раздела. Силы, действующие на верхнюю и нижнюю границы каждого слоя, трактуются как внешние, не нарушающие свойства гиперболичности системы уравнений для каждого слоя. Для решения системы гиперболических уравнений с переменной плотностью в каждом слое используется явная схема КАБАРЕ. Схема имеет второй порядок аппроксимации и обратима по времени. Ее особенностью является повышенное число степеней свободы – наряду с консервативными переменными, определенными в центрах расчетных ячеек, используются потоковые переменные, отнесенные к серединам граней. Система уравнений многослойной мелкой воды не является безусловно гиперболической и при потере гиперболичности становится некорректной. Гиперболическая декомпозиция не устраняет некорректности исходной системы. Для регуляризации численного решения предлагается использовать следующий набор средств: фильтрацию на каждом временном шаге потоковых переменных скорости, плотности и толщины слоя; сверхнеявную аппроксимацию градиента давления; линейную искусственную вязкость; переход к эйлерово-лагранжевым (ЭЛ) переменным, приводящий к обмену между слоями массой и импульсом. Основным средством, стабилизирующим численное решение на больших временах, является переход к ЭЛ-переменным. Остальные приемы вспомогательные и используются для тонкой настройки. Выводы. Показано, что для обеспечения регуляризации и гарантированной устойчивости задач необходимо не только перестраивать расчетную сетку на каждом временном шаге, но также использовать фильтрацию потоковых переменных и искусственную вязкость, моделирующую турбулентное перемешивание.

Луковенкова О.О., Солодчук А.А. «Методика анализа частотно-временной структуры сигналов высокочастотной геоакустической эмиссии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 65 (2019). 106 с.

В сейсмоактивном регионе на полуострове Камчатка в пункте наблюдения «Микижа» (ИКИР ДВО РАН) развернут аппаратно-программный комплекс для регистрации импульсных сигналов высокочастотной (в диапазоне от единиц до первых десятков килогерц) геоакустической эмиссии, возникающих в результате динамической перестройки внутренней структуры пород. Для получения экспериментальных данных используется гидроакустическая система, построенная на базе инерционного комбинированного приемника, установленного у дна природного водоема (оз. Микижа). Исследования геоакустической эмиссии показывают, что при подготовке землетрясений и последующей релаксации поля локальных напряжений в пункте наблюдений в геоакустических сигналах возникают ярко выраженные аномалии. Чаще всего они проявляются в виде изменения интенсивности и направленности геоакустической эмиссии, но также могут выражаться и в изменениях частотно-временной структуры пред- и постсейсмических геоакустических импульсов. Типичный геоакустический сигнал представляет собой последовательность импульсов, возникающих в результате наложения и искажения элементарных сигналов от множества распределенных в зоне приема источников. Ввиду короткой длительности (в среднем 50 мс при частоте дискретизации 48 кГц) и сложной динамически меняющейся структуры импульсов геоакустической эмиссии в качестве основного инструмента для исследования их частотно-временных представлений предлагается использовать разреженную аппроксимацию в комбинации с другими частотно-временными методами. Для предварительной обработки (сглаживание и очистка от помех) сигналов используется преобразование Гильберта–Хуанга, для оценки значений и временной локализации частот – методы разреженной аппроксимации, а для визуализации результатов на частотно-временной плоскости – преобразование Вигнера–Вилля. Отличительными особенностями данной методики являются уход от избыточности разложений и свобода выбора базисных функций, на которые будет разложен сигнал. Для рассматриваемых сигналов в качестве базисных функций предлагается использовать модулированные и сдвинутые функции Берлаге и Гаусса, поскольку первые имеют высокую корреляцию с типовыми импульсами геоакустической эмиссии, а вторые – минимальную площадь частотно-временного окна. По построенным частотно-временным представлениям импульсов проведен анализ распределения частот и других параметров, включенных в разложения функций, с целью выделения отличительных особенностей пред- и постсейсмических сигналов, которые в перспективе можно будет использовать в качестве индикаторов изменения напряженно-деформируемого состояния пород в пункте наблюдений. Ключевые слова: высокочастотная геоакустическая эмиссия, частотно-временная структура, разреженная аппроксимация, преобразования Гильберта–Хуанга, преобразование Вигнера–Вилля

Шевцов С.Е., Соменков Е.А.. «Особенности звукового поля нескольких старых католических церквей Сибири. Часть I» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 37 (2019). 106 с.

В работе представлены результаты акустических измерений (в виде объективных параметров по стандарту ISO3382), проведенных в старейших католических церквях Сибири. Это храм Пресвятой Троицы в г. Тобольске, храм Покрова Пресвятой Богородицы Царицы Святого Розария в г. Томске, церковь Святого Праведного Иосифа в г. Тюмени. Анализ параметров охарактеризовал влияние архитектурных пропорций и свойств материалов на звуковое поле. Представлены сравнительные данные этих помещений, в том числе одной современной церкви, которые достаточно наглядно характеризуют особенности этого влияния. В частности, наличие деревянной кровли оказалось решающим фактором, воздействующим на амплитудно-частотную характеристику времени реверберации в низкочастотной области. Ключевые слова: акустические измерения звукового поля помещений

Абелла А.П., Сориано М.Н. «Пространственно-временной анализ поверхностных волн, образующих октупольные вихри на квадратной ячейке» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 3, с. 539-551 (2020)

Изучена динамика поверхностных волн, образующих октупольную вихревую структуру на границе раздела воздух-вода. Поверхностные волны возбуждались квадратным волнопродуктором, состоящим из четырех цилиндрических стержней, наполовину погруженных в воду. Эти волны направляли движение поплавков по круговым траекториям, образуя два вращающихся навстречу друг другу вихря вдоль каждого стержня, что создавало общую октупольную структуру. С помощью пространственно-временного анализа выполнена трехмерная реконструкция высоты волн и описана конфигурация потоков. Полное волновое поле разлагалось на компоненты, исходящие от краев и углов волнопродуктора. Проведено качественное моделирование октупольных вихрей на основе аналитического решения для потенциала скоростей через суперпозицию прямых и сдвинутых по фазе наклонных бегущих волн от волнопродуктора. Данная методика представляет собой феноменологическое описание течения жидкости, которое можно использовать для моделирования волн внутри произвольного ограниченного пространства.

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.

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

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

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.

Адушкин В.В., Рыбнов Ю.С., Спивак А.А., Харламов В.А. «О связи параметров инфразвуковых волн с энергией источника» Физика Земли, № 5, с. 96-106 (2019)

По результатам анализа данных инструментальных наблюдений, выполненных при исследовании инфразвуковых сигналов от мощных взрывных источников в атмосфере, предложена новая полуэмпирическая модель распространения акустических возмущений в стратосферном волноводе. Получено обобщенное соотношение между энергией акустического источника в атмосфере и характерной частотой в спектре акустического сигнала. Проведена верификация разработанной модели при описании акустических источников природного и техногенного происхождения с известной энергией. Показано, что предложенная модель согласуются с результатами наблюдений и данными, полученными в других работах.

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

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

Лакшми Сринивас А., Сридхар Б.Т.Н. «Экспериментальное исследование распределения давления на стенке сопла Лаваля с пилоном, моделирующим вдув» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 138-149 (2020)

Выполнены измерения давления на стенке сопла Лаваля с пилоном, моделирующим вдув газа через стенку, и определены внутренние силы и моменты сил. Пилон, обращенный к потоку, имел прямоугольное поперечное сечение и был помещен на расстоянии, равном двум третьим от длины расширяющейся части сопла, начиная от его горла. Расчетное число Маха сопла равно 1.84. Высота пилона варьировалась при постоянном внутреннем полном давлении 690 кПа. Целью экспериментов было выяснить возможность использования твердого тела (пилона) в качестве альтернативы вторичному вдуву газа для управления вектором тяги. Для понимания характера взаимодействия потока с пилоном исследовано распределение давления по стенке сопла. Расчеты, выполненные на основании экспериментальных данных, показывают, что наличие пилона и изменение его высоты оказывают существенное влияние на боковую силу и продольный момент, что может быть полезно для управления вектором тяги.

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

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

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Гулий О.И., Староверов С.А. «Акустический датчик для анализа и оценки жизнеспособности бактериальных клеток» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 34-35 (2019). 106 с.

Разработан метод экспресс-анализа и оценки жизнеспособности бактериальных клеток непосредственно в жидкой проводящей суспензии при использовании акустического датчика на основе щелевой моды. Основным элементом датчика является линия задержки, изготовленная из пластины Y-X ниобата лития. На поверхности пластины были нанесены два встречно-штыревых преобразователя (ВШП) для возбуждения и приема акустической SH0 волны. Жидкостной контейнер помещался над волноводом линии задержки между ВШП с заданным зазором. Дно контейнера было изготовлено из пластины Z-X+30° ниобата лития. Для проведения исследований датчик подключался к измерителю S-параметров E5071C («Agilent», США) и проводились измерения частотной зависимости полных потерь выходного сигнала датчика. В ходе измерений наблюдалось наличие ярко выраженных резонансных пиков на частотной зависимости полных потерь датчика, связанных с возбуждением щелевой моды. Метод анализа микробных клеток был основан на регистрации изменений глубины и частоты пиков резонансного поглощения на частотной зависимости полных потерь датчика до и после биологического взаимодействия микробных клеток со специфичными бактериофагами. Датчик регистрировал заражение микробных клеток специфическими бактериофагами в суспензиях с начальной проводимостью 4.5–30 мкСм/см. Время анализа составляло 5–10 минут, предел определения микробных клеток был равен 10³ кл/мл. Проводились контрольные эксперименты с неспецифическими взаимодействиями микробных клеток с бактериофагами, в которых изменение параметров датчика не наблюдалось. Для оценки жизнеспособности суспензию клеток нагревали до 60, 80 и 100°С. Затем клеточную суспензию охлаждали до комнатной температуры, помещали в жидкостную ячейку и фиксировали показания датчика. После этого добавляли специфичный бактериофаг и вновь регистрировали показания датчика. Отличительной особенностью используемого датчика является отсутствие контакта исследуемой суспензии с тонким (200 мкм) волноводом линии задержки. В связи с этим дополнительным преимуществом датчика является наличие съемного контейнера с жидкостью, что позволяет многократно использовать его и облегчить процесс очистки контейнера от отработанного образца. Этот факт является важным условием при работе с микроорганизмами. Ключевые слова: акустическая линия задержки, щелевая мода, пики резонансного поглощения, бактериальные клетки, бактериофаги

Григорьев В.Г., Стародубцев С.А., Гололобов П.Ю. «Мониторинг геомагнитных возмущений на основе метода глобальной съемки в реальном времени» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 110-115 (2019)

Представлен метод прогноза геомагнитных возмущений на основе реализации метода глобальной съемки в реальном времени с использованием базы данных мировой сети нейтронных мониторов NMDB. Проведен анализ за 2013–2018 гг. поведения компонент трехмерного углового распределения космических лучей в межпланетном пространстве. Эти компоненты обусловлены первыми двумя сферическими гармониками. Установлено, что основными параметрами, реагирующими на приближение к Земле геоэффективных возмущений межпланетной среды, являются изменения амплитуд зональных (северо-южных) компонент распределения космических лучей. С целью выбора эффективных критериев определения предвестников геомагнитных возмущений и их возможной временной динамики проведен ретроспективный анализ связи поведения указанных компонент с наблюдавшимися за исследованный период геомагнитными возмущениями.

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

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

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

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

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

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

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

Белоусов Ю.И., Гладилин А.В., Савицкий О.А., Степанов В.Б. «Применение принципа взаимности для исследования структуры звуковых полей вибрирующих техногенных конструкций» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 104 (2019). 106 с.

Приводятся варианты применения принципа взаимности для определения зависимостей звукового поля как от угла ,так и от расстояния. Конструкции могут быть возбуждены сосредоточенной динамической силой, воздушным шумом внутри, вибрациями корпуса. Поле может быть определено как при наличии границ, так и в безграничном пространстве. Ключевые слова: принцип взаимности, структура звукового поля, вибрация, динамическая сила, воздушный шум

Белоусов Ю.И., Степанов В.Б. «Оценка эквивалентной возмущающей силы по измеренной величине статистической вибрации конструкции» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 104 (2019). 106 с.

С использованием концепций статистической энергетической модели колебания механической структуры получено выражение для определения величины эквивалентной среднеквадратичной силы, способной вызвать колебания структуры с заданной среднеквадратичной вибрационной скоростью. Базовое соотношение модифицировано для проведения инженерного расчёта эквивалентной силы по измеряемой величине уровней виброускорения в полосах частот. Даны оценки возможных погрешностей расчёта. Приведен пример расчёта для отрезка стальной трубы, подкреплённой системой кольцевых ребер жёсткости. Ключевые слова: колебание структуры, эквивалентная сила, статистическая энергетическая модель

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

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

Степанова Л.Н., Батаев В.А., Чернова В.В. «Определение связи структуры образцов из углепластика с параметрами сигналов акустической эмиссии при одновременном статическом и тепловом нагружении» Контроль. Диагностика, № 11, с. 4-13 (2019)

Исследованы влияния положительных (+20 ÷ +100°C) и отрицательных (–20 ÷ –80°C) температур и статической нагрузки на информативные параметры (структурный коэффициент, парциальную энергию, локацию) сигналов акустической эмиссии (АЭ). Проведены испытания образцов из углепластика Т 800, выполненных из девяти монослоев с укладкой [±45/90/О₃/90/±45], размером 600×100×0,9 мм с концентратором напряжений в виде отверстия диаметром 12 мм. С использованием фрактографии анализировалась связь изменения структуры углепластика с информативными параметрами сигналов АЭ. Расслоению углепластика при одновременном воздействии статической нагрузки и температуры от –80 до –20°С и от +60 до +100°С соответствовало увеличение структурного коэффициента и парциальной энергии, что вызывало смещение энергии сигналов АЭ в диапазон частот 125–250 кГц. При тех же статических нагрузках, но температурах +20 и +40°С информативные параметры принимали минимальное значение, что означало смещение энергии в диапазон частот 250–500 кГц, наблюдалось выкрашивание матрицы и разрыв волокон без расслоения углепластика. Обнаружение нарушения структуры углепластика по информативным параметрам сигналов АЭ уменьшает риск появления аварийных ситуаций в процессе эксплуатации композиционных конструкций.

Степанянц Ю.А. «Нелинейные волны во вращающемся океане (уравнение Островского, его обобщения и приложения)» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 56, № 1, с. 20-42 (2020)

Представлены теоретические, численные и экспериментальные результаты исследования структуры и динамики слабонелинейных внутренних волн во вращающемся океане, накопленные за последние 40 лет с тех пор, как в 1978 г. было выведено приближенное уравнение, получившее название уравнения Островского. Обсуждается связь данного уравнения с другими известными волновыми уравнениями, интегрируемость уравнения Островского, условие существования уединенных стационарных волн и уединенных волн огибающей. Описана адиабатическая динамика солитонов Кортевега–де Вриза при наличии вращения жидкости, а также взаимное влияние неоднородности океана и эффектов вращения не динамику уединенных волн. Отмечается универсальность уравнения Островского в приложении к волнам в других средах (твердых телах, плазме, кварк-глюонной плазме, оптике).

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

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

Хайкин В.Б., Стороженко А.А., Богод В.М. «Радиогелиографы и радиорефлекторы для исследования солнечной плазмы» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 238-251 (2019)

Рассматриваются характеристики крупных интерферометров и рефлекторных радиотелескопов для исследования радиоизлучения солнечнойатмосферы. Создание солнечных радиоинтерферометров (радиогелиографов) оказалось более рентабельным, чем одиночных рефлекторных радиотелескопов, поскольку использование апертурного синтеза позволило быстро и с лучшим пространственным разрешением строить изображения Солнца и его активных областейи эффективно изучать взрывные процессы на Солнце. При этом исследования, затрагивающие многие фундаментальные вопросы физики солнечнойатмосферы, где требуется изучение слабоконтрастных структур до и после вспышек, к сожалению, не получили соответствующего развития. Повышение эффективности работы радиорефлекторов в последние десятилетия происходило главным образом благодаря развитию матричных методов приема, фокальных решеток, а также спектральному анализу в широком диапазоне длин волн с высокойчувствительностью по потоку излучения. Между тем разнообразие задач физики солнечнойатмосферы и активных процессов требует оптимального применения возможностейразличных интерферометрических и рефлекторных систем микроволнового диапазона для совместных исследованийСолнца. В связи с началом реализации программ наблюденийСолнца на новом инструменте ALMA и появлением новых наблюдательных данных в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах обсуждаются направления развития солнечных исследованийна радиотелескопе РАТАН-600 в широком диапазоне длин волн.

Буланов В.А., Стороженко А.В. «Экспериментальные исследования рассеяния высокочастотного звука в верхнем слое моря» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 6-7 (2019). 106 с.

Акустическое зондирование на основе обратного рассеяния звука позволяет изучать мелкомасштабную структуру морской среды и ее изменчивость, связанную с турбулентными образованиями, проявлением внутренних волн, наличием пузырьков, твердых взвесей, а также планктона и других биологических объектов. Наиболее изменчивым слоем водной толщи океана является верхний слой и для этого слоя характерно сосредоточение биоресурсов и наличие интенсивных динамических процессов, существенно влияющих на распределение практически всех биологических объектов. Данные о рассеянии звука имеются для сравнительно низких и средних частот звука, которые в основном использовались в рыбопоисковой технологии. Информация о величине и природе высокочастотного рассеяния более скудна. Большую роль в рассеянии высокочастотного звука играют планктонные сообщества и в первую очередь с позиции иерархии сечения рассеяния звука одиночным объектом выступает особь зоопланктона. Фитопланктон рассеивает звук существенно слабее, однако наличие его в больших количествах порой создает конкуренцию зоопланктону в рассеянии звука на высоких частотах. Наличие флуктуаций гидрофизических параметров среды за счет турбулентности и других механизмов также приводит к усилению рассеяния звука на высоких частотах. Цель работы – решение практического вопроса оценки распределения биомассы в деятельном слое моря по данным о рассеянии звука. Представлены результаты исследований рассеяния звука в верхнем слое дальневосточных морей России, с помощью которых определена изменчивость гидрофизических характеристик морской воды и исследована динамика биомассы в приповерхностном слое моря при различных условиях. Измерения коэффициентов рассеяния звука в приповерхностном слое моря проводились на различных трассах на ходу судна и на отдельных станциях на высоких частотах от 100 до 250 кГц, хотя в шельфовых районах иногда использовали частоты до 650 кГц. Исследования проводились в различные годы с 2004 г. по 2018 г. в Японском и Охотском морях и в 2013 г. в морях восточной Арктики. Были получены многочисленные данные о рассеянии звука в верхнем слое моря в различные сезоны года. Ключевые слова: рассеяние звука, планктон, мелкомасштабная структура

Стреленко Т.Б., Либенсон Е.Б. «Ошибки определения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости для многолучевого канала в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 21 (2019). 106 с.

Представлены результаты оценки ошибок определения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости в многолучевом канале. Рассмотрена взаимосвязь между параметрами многолучевой структуры и ошибками определения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости. Исследования проведены на программном макете для условий мелкого моря. Получены оценки ошибок при разных величинах разрешающей способности гидролокатора по времени. Ключевые слова: гидролокатор, угол прихода эхосигнала, интерференция в многолучевом канале, тональный и сложный сигнал, согласованная фильтрация

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

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

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

Субботкин А.О. «Колебательный процесс на поршневой моде в цилиндрической трубе с импедансными включениями и в акустической интерференционной антенне» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 84-85 (2019). 106 с.

Колебательные процессы в трубах являются классической проблемой акустики. Уравнение колебательного процесса в замкнутой на два импеданса трубе хорошо известно и представлено в классической литературе. Также в литературе и периодических изданиях подробно рассмотрены вопросы прохождения волн через различные импедансные включения в бесконечных и полубесконечных трубах (отводы, резонаторы, разветвления и т.д.). Однако, задача определения результирующего звукового поля в замкнутых трубах при наличии импедансных включений на сегодняшний день в известной литературе не рассмотрена.

Алешкин В.М., Щиржецкий Х.А., Субботкин А.О. «Использование нч-резонаторов для решения проблем избыточной реверберации в молельных залах мечетей» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 37 (2019). 106 с.

Анализируется возможность снижения времени реверберации за счет применения объемных звукопоглотителей резонансного типа (голосников) на основе опыта использования таких конструкций в православных храмах России. Также приводятся результаты теоретических расчетов применения НЧ-резонаторов для Московской соборной мечети (на основе натурных измерений). С учетом большого воздушного объема и сакральности интерьеров культовых сооружений, подобные решения могут оказаться полезными для управления реверберацией в молельных залах. Ключевые слова: архитектурная акустика, акустика мечетей, реверберация, резонансные звукопоглотители

Субботкин А.О., Щиржецкий Х.А., Алешкин В.М. «Расчет снижения шума в помещениях за счет дополнительного фонда звукопоглощения» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 39 (2019). 106 с.

Представлен метод расчета снижения шума в помещениях за счет внесения дополнительного фонда звукопоглощения. В реверберационной камере НИИСФ РААСН была проведена серия акустических измерений снижения уровня звукового давления за счет внесения известного дополнительного фонда звукопоглощения. Полученные экспериментальные данные с высокой точностью коррелируют с результатами расчетов по разработанному методу. Проведенные исследования показывают возможность применения метода в ходе акустического проектирования разных типов помещений для контроля и оценки шумового режима. Ключевые слова: акустические измерения, архитектурная акустика, защита от шума

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

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

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

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

Сарнацкий В.М., Судьенков Ю.В., Шилин В.Д. «Оптико-акустический эффект в магнитострикционных материалах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 75 (2019). 106 с.

Выявлены особенности в полевой зависимости акустического отклика (амплитуды ультразвуковых колебаний и спектра) при лазерном возбуждении магнитострикционных образцов поликристаллического никеля, монокристаллических пленок железоиттриевого граната и пластин монокристаллов марганец-цинковой шпинели. Исследования проводились при комнатной температуре в внешнем магнитном поле 0–2000 эрстед с различной ориентацией относительно направления вектора напряженности переменного магнитного поля в световой волне с применением лазерного излучения длительностью 1 нс с длиной волны 0,53 мкм и 1,06 мкм. Обсуждаются механизмы обнаруженных эффектов. Ключевые слова: оптоакустика, магнитострикция, ультразвук , магнитное поле

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

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

Сумбатян М.А., Боев Н.В. «Об отражении звука от криволинейных поверхностей в акустике помещений» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 38 (2019). 106 с.

Современный расчет акустических параметров помещений основан на вычислении импульсного отклика помещения в различных октавных частотных полосах. С этой целью используется метод трассировки лучей (МТЛ), в другой формулировке – метод лучевых траекторий (МЛТ), как один из надежных методов наряду с другими известными методами. Основное внимание в работе уделяется подходу, основанному на замене в расчетных схемах граничных поверхностей искривленных отражателей набором плоских отражателей. Вопрос о точности такого приближения криволинейных отражателей набором плоских граней в настоящее время носит характер горячих дискуссий, в которых до сих пор отсутствовали определенные выводы, основанные на строгой теории. Настоящая работа предлагает новый метод решения данной актуальной проблемы, ставящий точку в данной дискуссии. В результате удается доказать, что данное приближение является корректным, однако для достижения высокой точности необходимо брать слишком большое число плоских граней, что на практике реализовать довольно сложно. На примерах цилиндрических и сферических отражателей проведено сравнение явных выражений давления в однократно и двукратно отраженных волнах геометрической теории дифракции (ГТД) с МЛТ. Для исследования задачи развит метод, основанный на оценке модифицированных дифракционных интегралов Кирхгофа методом многомерной стационарной фазы. На основе разработанного метода получены в замкнутом виде главный член асимптотики давления в дифрагированном поле. Полученное явное выражение для давления в отраженной волне соответствует геометрической теории дифракции акустических волн и выражается через определитель матрицы Гессе ленточной структуры с шириной ленты, равной семи. Далее явные формулы сравниваются с МЛТ для тестирования его точности, с помощью разработанного алгоритма трассировки лучей. Сначала алгоритм настраивается на плоских отражателях, где его точность хорошо обоснована. Настройка производится для случаев однократного и двукратного отражения. Далее алгоритм запускается на примере гипотетического помещения со всеми заглушенными станами, потолком и полом, кроме одной боковой стены, имеющей форму вогнутого полуцилиндра с вертикальной образующей. Далее сравнение с явными формулами производится для помещения со всеми заглушенными отражающими поверхностями, кроме полусферического куполообразного потолка, – также для случаев одного и двух отражений. Основной результат расчетов состоит в том, что для адекватной аппроксимации искривленных поверхностей набором плоских граней с ростом числа отражений лучей необходимо брать всё большее число плоских граней. Поскольку реальный расчет акустики помещений с помощью МЛТ требует учета до нескольких сотен отражений, то указанную аппроксимацию плоскими гранями практически невозможно осуществить в реальных условиях. Ключевые слова: криволинейная отражающая поверхность; приближение плоскими отражателями

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

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

Гойхбург М.В., Бахшинян В.В., Нечаев Д.И., Супин А.Я., Таварткиладзе Г.А. «Использование психоакустических методов исследования в оценке результатов слухоречевой реабилитации пациентов после кохлеарной имплантации» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 58 (2019). 106 с.

В связи с ежегодным увеличением количества пациентов с двусторонней сенсоневральной тугоухостью высокой степени, реабилитированных методом кохлеарной имплантации (КИ), разработаны различные методы оценки эффективности проведенной КИ, включающих как объективные, так и субъективные методы исследования. Однако, до настоящего времени, в нашей стране не проводились исследования с использованием психоакустических методов, оценивающие частотную разрешающую способность (ЧРС) слуха пациентов данной категории для проведения оценки эффективности слухоречевой реабилитации после КИ. Цель исследования: провести оценку частотной разрешающей способности слуха у пациентов после КИ. Материалы и методы исследования: обследовано 33 пациента с диагнозом: двусторонняя сенсоневральная глухота, состояние после КИ. Опыт использования системы КИ у всех пациентов более 1 года. Возраст испытуемых – от 12 до 62 лет. Пациентам проведено комплексное клинико-аудиологическое исследование, включавшее тональную пороговую аудиометрию (ТПА), речевую аудиометрию, тест-реверсии фазы гребенчатого спектра в свободном звуковом поле. В тесте-реверсии фазы гребенчатого спектра использовался звуковой сигнал с гребенчатым спектром, набор спектральных пиков и провалов которых, был в пределах своей огибающей. Количество пиков определялось параметром плотности гребенчатого спектра и измерялось в количестве гребней на октаву (RPO). Огибающая спектра составляла один период косинусоидальной функции от логарифма частоты с шириной полосы (периодом косинусоидальной функции) равной двум октавам. Было выбрано три значения центральной частоты спектра 1, 2 и 4 кГц. Результаты: после проведения комплексного аудиологического обследования было выявлено следующее, по данным ТПА пороги восприятия звука в свободном звуковом поле соответствовали I ст. тугоухости у всех пациентов, среднее значение разборчивости речи в свободном звуковом поле в тишине на интенсивности 65 дБ УЗД составило 70%. Среднее значение порога различения гребенчатого спектра для частоты 1 кГц составило 1.94 RPO, для 2 кГц – 2.3 RPO, для 4 кГц – 2.2 RPO. Выявлена достоверная корреляционная связь между данными ЧРС слуха и разборчивостью речи по данным речевой аудиометрии в свободном звуковом поле при центральной частоте 1 кГц R=0.57 (p<0.005) и 4 кГц R=0.46 (p<0.005). Выводы: таким образом, представляется возможным использование теста-реверсии фазы гребенчатого спектра для оценки эффективности проведенной КИ и создание в дальнейшем метода оценки эффективности реабилитации пациентов после КИ, основанного на применении звуковых сигналов с гребенчатым спектром. Ключевые слова: кохлеарная имплантация, тест-реверсии фазы гребенчатого спектра

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.

Суханов Д.Я., Росляков С.Н., Емельянов Ф.С. «Левитация и управление упорядоченной группой частиц и прямолинейных структур в ультразвуковом поле» Акустический журнал, 66, № 2, с. 154-162 (2020)

Предлагается метод управления упорядоченной группой левитирующих в ультразвуковом поле частиц и структур из прямолинейных отрезков. Рассматривается ультразвуковое поле в воздухе на частоте 40 кГц и частицы размерами меньше четверти длины волны либо тонкие цилиндрические объекты диаметром меньше четверти длины волны. Ультразвуковое поле формируется с помощью четырех фазированных решеток излучателей, которые размещены встречно по боковым граням прямоугольного параллелепипеда. Излучатели формируют распределение поля стоячих волн на плоскости, что обеспечивает левитацию частиц в прямоугольной сетке в плоском слое. Путем численного моделирования и экспериментально показано, что полученное распределение стабилизируется и частицы остаются неподвижными в локальных минимумах потенциала Горькова. Кроме того, путем регулирования разности фаз встречных излучателей обеспечивается контролируемое перемещение группы частиц в горизонтальной плоскости. А изменение плоскости фокусировки боковых излучателей обеспечивает контролируемое перемещение группы частиц по вертикали. Экспериментально показано, что в рассматриваемом распределении поля возможна левитация не только малоразмерных частиц, но и структур, собранных из прямолинейных отрезков длиной много больше длины волны.

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

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

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.

Бабкин В.И., Гулин А.И., Смагин А.Е., Галиев А.Л., Сухинец Ж.А. «Самонастраивающийся измеритель температуры газа ГТД на струйно-акустических датчиках» Авиакосмическое приборостроение, № 1, с. 3-13 (2020)

Рассматриваются методы и средства измерения температуры в газотурбинных двигателях. Предложена схема самонастраивающегося измерителя температуры, состоящая из двух каналов, содержащих струйные генераторы, пьезоэлектрические преобразователи и адаптивные селекторы для выделения информативной первой гармоники. Сигнал с датчиков корректируется схемой самонастройки, которая позволяет вычислить модельное значение температуры по косвенным параметрам. При разработке схемы использовался программный продукт Matlab Simulink, функционал которого позволил получить модель переходного процесса разработанной схемы. Представлены разработанный алгоритм работы самонастраивающегося измерителя температуры газа газотурбинного двигателя на струйно-акустических датчиках и результаты компьютерного моделирования, подтверждающие повышение быстродействия до 0,007 с.

Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Проценко Е.А., Сидорякина В.В., Проценко С.В. «Комплекс объединенных моделей транспорта наносов и взвесей с учетом трехмерных гидродинамических процессов в прибрежной зоне» Математическое моделирование, 32, № 2, с. 3-23 (2020)

Согласно требованиям, предъявляемым к моделям для расчёта объёмов и площадей зон загрязнения водоемов взвесью и другими примесями, должен осуществляться учет разномасштабной турбулентности, осаждения взвесей, условий сцепления для взвешенных частиц на границе «вода-дно», струйных эффектов, залпового сброса грунта, что позволит точнее оценивать пространственное распределение концентраций загрязняющих веществ и размеры зон их воздействия. В работе описан усовершенствованный комплекс объединенных моделей транспорта взвешенного вещества и наносов, учитывающий динамические изменения расчетной области, изменение плотности среды за счет наличия взвесей и их многокомпонентный характер. Разработана модель расчёта зон загрязнения взвесью при наличии волновых процессов, в которой динамическое перестроение расчетной области происходит не только за счет изменения геометрии функции возвышения уровня, но и за счет изменения рельефа дна в результате осаждения взвесей.

Щиржецкий Х.А., Сухов В.Н. «Основные направления решения проблем акустики малых музыкальных помещений современными архитектурно-строительными средствами» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 37-38 (2019). 106 с.

Представлен новый метод акустического проектирования малых музыкальных помещений, сочетающий принципы волновой, статистической и геометрической акустики. На ряде практических примеров показана эффективность применения нового метода, при помощи использования средств современной строительной индустрии. Ключевые слова: акустика, малые музыкальные помещения

Николаевцев В.А., Сучков С.Г., Селифонов А.В., Сучков Д.С. «Волна И. Анисимкина как длинноволновая ветвь низшей моды Лэмба» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 98 (2019). 106 с.

Исследованы эффективность и селективность возбуждения волн Лэмба в пластинах различных сортов стекла (закаленное листовое стекло, флинтглас и боратное стекло) клиновидным ультразвуковым преобразователем из оргстекла с фазированной решеткой пьезопреобразователей из пьезокерамики PZT-4. Построены карты зависимости эффективности возбуждения волн Лэмба от частоты и разности фаз между элементами фазированной решетки. Обнаружено, что в пластинах исследованных сортов стекла при использовании фазированной решетки пьезопреобразователей возможно эффективное селективное возбуждение основных мод Лэмба в длинноволновой области (длина волны сравнима с толщиной пластины). Показано, что эффективное селективное возбуждение основных мод Лэмба в длинноволновой области в исследованных пластинах невозможно обычным клиновидным ультразвуковым преобразователем. В отличие от предыдущих работ, было установлено, что мода И.Анисимкина в данном случае является вырождением не высшей, а основной симметричной моды Лэмба. При этом, также в отличие от результатов предыдущих работ, вырождение волны Лэмба в квазипродольную волну происходит в длинноволновой области. Ключевые слова: волна Лэмба, ультразвуковая дефектоскопия, волна И.Анисимкина, физическая акустика, фазированная решетка

Николаевцев В.А., Сучков С.Г., Селифонов А.В., Сучков Д.С. «Волна И. Анисимкина как длинноволновая ветвь низшей моды Лэмба» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 98 (2019). 106 с.

Исследованы эффективность и селективность возбуждения волн Лэмба в пластинах различных сортов стекла (закаленное листовое стекло, флинтглас и боратное стекло) клиновидным ультразвуковым преобразователем из оргстекла с фазированной решеткой пьезопреобразователей из пьезокерамики PZT-4. Построены карты зависимости эффективности возбуждения волн Лэмба от частоты и разности фаз между элементами фазированной решетки. Обнаружено, что в пластинах исследованных сортов стекла при использовании фазированной решетки пьезопреобразователей возможно эффективное селективное возбуждение основных мод Лэмба в длинноволновой области (длина волны сравнима с толщиной пластины). Показано, что эффективное селективное возбуждение основных мод Лэмба в длинноволновой области в исследованных пластинах невозможно обычным клиновидным ультразвуковым преобразователем. В отличие от предыдущих работ, было установлено, что мода И.Анисимкина в данном случае является вырождением не высшей, а основной симметричной моды Лэмба. При этом, также в отличие от результатов предыдущих работ, вырождение волны Лэмба в квазипродольную волну происходит в длинноволновой области. Ключевые слова: волна Лэмба, ультразвуковая дефектоскопия, волна И.Анисимкина, физическая акустика, фазированная решетка

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.

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

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

Хлопков Е.А., Литвинов М.Ю., Смирнов В.В., Сятковский А.И., Вьюненко Ю.Н. «Управление защитными свойствами комбинированных виброзащитных элементов антивибрационных рукавиц» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 102 (2019). 106 с.

Разнообразие спектральных характеристик вибраций, воздействующих на рабочих в многочисленных технологических процессах, делает необходимым оптимальный подбор средств индивидуальной защиты (СИЗ). Его задача – обеспечение максимальной безопасности труда. Это может быть реализовано выбором из существующего множества конструкций СИЗ наилучших образцов для каждой конкретной технологической операции. Несколько иным путем позволяет решить данную проблему предварительное определение вибрационного спектра на рабочем месте. На стадии изготовления комбинированных антивибрационных элементов возможна их адаптация под определенные технологические условия. Этот результат достигается изменением геометрических параметров деталей и физических характеристик материалов вибропоглощающей конструкции. Показана возможность повышения уровня защиты в заданных частотных диапазонах. Результаты экспериментов продемонстрировали значительное влияние уровня силового взаимодействия инструмента с обрабатываемым объектом на антивибрационные свойства рукавиц. Взаимозависимость характеристик эффективности защитных свойств и силового фактора может быть немонотонной в октавных полосах частотного спектра. Ключевые слова: антивибрационные рукавицы, средства индивидуальной защиты, эффективность