Боровик А.В., Головко А.А., Поляков В.И., Трифонов В.Д., Язев С.А. «Исследования солнечной активности в Байкальской астрофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 21-35 (2019)

Приведены основные результаты исследований Солнца в Байкальской астрофизической обсерватории (БАО) Института солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук за 40 лет существования обсерватории. Кратко изложена история развития обсерватории, упомянуты телескопы, находящиеся на ее территории. Основное внимание уделено Большому солнечному вакуумному телескопу (БСВТ) и хромосферному телескопу полного диска Солнца. Рассказывается о научных задачах, которые решаются с помощью этих инструментов. Представлены некоторые результаты исследований, выполненных на БСВТ и хромосферном телескопе. Приведен список основных публикаций, в которых использованы результаты наблюдений в БАО.

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

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

Яковенко С.Н. «Нестационарные численные решения для плоской струи, истекающей из узкой щели в затопленное пространство» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 761-772 (2019)

Представлены результаты моделирования струи, истекающей из узкой щели при небольшом числе Рейнольдса Re. Проведено сравнение с данными лабораторных экспериментов и показано, что стационарные численные решения с ростом Re переходят в нестационарные с самовозбуждением синусоидальной неустойчивости. Исследовано влияние наложенных на входе поперечных колебаний на поведение струи.

Остриков Н.Н., Яковец М.А., Ипатов М.С. «О влиянии профиля скорости среднего потока в канале установки «Интерферометр с потоком» на извлечение импеданса образцов ЗПК» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 42-43 (2019). 106 с.

Работа посвящена экспериментальному исследованию влияния параметров потока в канале установки «Интерферометр с потоком» ЦАГИ на процесс определения (извлечения) импеданса образцов звукопоглощающих конструкций. Проведена серия экспериментов в лабораторных условиях (стандартная конфигурация установки) и в условиях заглушенной камеры АК-2, что позволило измерить акустические характеристики ЗПК при различных профилях скорости. При этом в большинстве применяемых до сих пор методах извлечения импеданса используется упрощение модели распространения звука при наличии потока, при котором поток предполагается однородным по сечению канала с бесконечно тонким пограничным слоем, что отличается от реализуемой на практике ситуации. В ходе настоящего сравнительного исследования показано существенное влияние профиля скорости на импеданс ЗПК, что требует доработки существующих методов извлечения импеданса на случай неоднородного потока. Ключевые слова: импеданс, звукопоглощающие конструкции, интерферометр с потоком

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

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

Остриков Н.Н., Яковец М.А., Ипатов М.С. «Экспериментальное подтверждение аналитической модели распространения звука в прямоугольном канале при наличии скачков импеданса и разработка на ее основе метода извлечения импеданса» Акустический журнал, 66, № 2, с. 128-147 (2020)

Проведено систематическое исследование проблем точности извлечения импеданса звукопоглощающих конструкций на установках типа “Интерферометр с потоком” в случае отсутствия скользящего потока. Предложен метод определения доверительного интервала измерений звуковых давлений на этой установке. Экспериментально подтверждена аналитическая модель распространения звука в прямоугольном канале при наличии скачков импеданса, предложенная ранее авторами и описанная с помощью метода Винера–Хопфа. Разработан и реализован метод извлечения импеданса звукопоглощающих конструкций при отсутствии потока, основанный на аналитическом методе учета прохождения звуковых мод через стык импеданса.

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.

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

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

Полех Н.М., Черниговская М.А., Яковлева О.Е. «К вопросу о формировании слоя F1 во время внезапных стратосферных потеплений» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 140-152 (2019)

На основе данных вертикального зондирования, полученных с помощью Иркутского дигизонда DPS-4 в течение 2003–2016 гг., проведено исследование частоты появления слоя F1 в зимних условиях. Показано, что при любом уровне магнитной активности частота появления слоя F1 в декабре-январе более чем в два раза ниже по сравнению с февралем. В спокойных геомагнитных условиях при умеренной и низкой солнечной активности появлению слоя F1 в средних широтах Северного полушария в зимние месяцы могут способствовать активные термодинамические процессы на высотах средней атмосферы, которые приводят к трансформации или разрушению циркумполярного вихря. Такие глобальные динамические перестройки, происходящие в зимней стратомезосфере, часто связаны с событиями внезапных стратосферных потеплений, которые сопровождаются усилением генерации атмосферных волн различного масштаба. Эти волновые возмущения могут распространяться вверх на высоты нижней термосферы и ионосферы, перенося с собой значительный вертикальный поток энергии и вызывая вариации состава и термодинамических параметров нейтральной атмосферы и ионосферы.

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

Лихачев В.Н., Трифонов О.В., Ярошевский В.С. «Калибровка параметров модели навигационных приборов на базе волоконно-оптических гироскопов» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 3-14 (2020)

Особенности навигационных приборов на базе волоконно-оптических гироскопов порождают проблемы в их практическом применении и требуют проведения калибровки перед использованием. В процессе калибровки выполняется последовательность управлений двигателями малой тяги космического аппарата. Приведены алгоритмы накопления и обработки информации бесплатформенных инерциальных блоков на базе волоконно-оптических гироскопов и блоков определения координат звёзд. Алгоритмы калибровки модифицированы с целью экономии памяти бортового компьютера и учитывают временные ограничения исполнения программы. Создан программно-алгоритмический комплекс для моделирования калибровки. Приведены результаты моделирования, которые показали эффективность предложенных решений.

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

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

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «Сравнительный анализ потерь при распространении низкочастотного звука в мелководных волноводах с гауссовыми и негауссовыми флуктуациями скорости звука» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 15 (2019). 106 с.

На основе метода локальных мод рассматривается задача о поведении средней интенсивности (потерь при распространении) низкочастотного акустического сигнала в мелководных волноводах с потерями в дне и флуктуациями скорости звука в воде. Ранее было показано, что наличие в волноводе с поглощающим проницаемым дном двумерных (2D) случайных неоднородностей скорости звука с гауссовым вероятностным распределением приводит к возникновению сильных флуктуаций в акустическом поле уже на сравнительно небольших расстояниях от источника звука. Одним из важных и интересных проявлений этого оказывается замедление спадания средней интенсивности звукового поля по сравнению с волноводом, у которого таких случайных неоднородностей скорости звука нет. В настоящей работе на основе статистического моделирования приводятся результаты численного анализа спадания средней интенсивности звукового поля при наличии как гауссовых, так и негауссовых флуктуаций скорости звука. В качестве негауссовых рассмотрены горизонтальные флуктуации скорости звука в виде телеграфного случайного процесса и процесса с логнормальным вероятностным распределением. Показано, что негауссовы флуктуации принципиально не меняют вывод об уменьшении потерь при распространении звукового сигнала, но в ряде случаев могут усилить данный статистический эффект. Ключевые слова: мелководные волноводы, локальные моды, случайно-неднородная скорость звука, гауссовы и негауссовы флуктуации, статистическое моделирование.

Атауллин Ф.Р., Ясовеев В.Х. «О корреляционном контроле и критериях оценки работоспособности геофизических приборов акустического каротажа в полевых условиях» Сейсмические приборы, 55, № 3, с. 74-80 (2019)

Решается задача по разработке математического аппарата, позволяющего определить степень соответствия диагностируемого сигнала эталонному сигналу для приборов акустического каротажа до и после геофизических исследований скважин. Актуальность работы связана с возрастающим количеством “брака” при исследовании геофизических скважин вследствие несвоевременного обнаружения дефекта геофизического прибора. Основным элементом математического аппарата выступает метод корреляции на основе неравенства Коши–Буняковского. Выведена формула для коэффициента корреляции, позволяющая определить степень соответствия диагностируемого сигнала эталонному сигналу, и выработаны критерии оценки работоспособности приборов акустического каротажа.

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.

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

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