Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.09 Волноводы, волны в трубах и направляющих системах

 

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

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

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 8-9 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.09

 

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

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

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 44 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.09

 

Жарников Т.В., Никитин А.А. «О подходе к выделению собственных мод анизотропного волновода» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64 (2019). 106 с.

Описан подход к классификации собственных функций волновода в наклонной трансверсально анизотропной среде, полученных в рамках полуаналитического метода конечных элементов (SAFE). Предлагаемая процедура позволяет отделить физически осмысленные решения от тех, которые связаны с особенностями численного метода. Приводятся результаты сравнительного анализа различных критериев классификации. Эффективность предложенного подхода продемонстрирована на примерах расчета дисперсионных кривых в случаях быстрой и медленной формаций, ось анизотропии которых может принимать произвольное направлении относительно оси волновода.

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.09

 

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

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

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 71 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.09

 

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.

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 84-85 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.09

 

Плетнев О.Н., Бурков С.И., Турчин П.П., Золотова О.П. «Дисперсионные зависимости характеристик волн Лэмба в пластинах кристалла LiNBO3 при воздействии одноосного механического давления» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 98 (2019). 106 с.

На основе теории распространения акустических волн в пьезокристаллах, подвергнутых воздействию внешнего одноосного механического давления. рассмотрено влияние одноосного механического давления на характеристики распространения акустических волн в пластине ниобата лития. Представлены результаты расчёта коэффициентов электромеханической связи и коэффициентов управляемости при различных вариантах приложения внешнего механического одноосного давления. Выполнен анализ влияния одноосного механического давления на степень взаимодействие мод упругой волны в пьезоэлектрической пластине. Ключевые слова: ниобат лития, волна Рэлея, волна Лэмба, одноосное давление

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 98 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.09

 

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

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 98 (2019). 106 с. | Рубрика: 04.09

 

Ватульян А.О., Юров В.О. «Об оценке законов радиальной неоднородности в цилиндрическом волноводе» Акустический журнал, 66, № 2, с. 119-127 (2020)

Решена обратная задача о восстановлении функции, характеризующей изменение модуля упругости в неоднородном цилиндрическом волноводе, по информации о поле радиальных перемещений в дальней зоне. Применено сочетание преобразования Фурье и метода линеаризации, сформирован итерационный процесс, на каждом шаге которого решается прямая задача на основе метода пристрелки и интегральное уравнение Фредгольма первого рода для нахождения уточняющих поправок для искомой функции. Представлены результаты вычислительных экспериментов.

Акустический журнал, 66, № 2, с. 119-127 (2020) | Рубрики: 04.09 12.04

 

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.

Акустический журнал, 66, № 2, с. 128-147 (2020) | Рубрики: 04.09 12.04