Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.11 Излучение источников, импеданс, картины полей

 

Заворохин Г.Л., Мацковский А.А. «Нестационарная задача дифракции волн точечного источника на границе раздела двух полуплоскостей с положительной эффективной кривизной» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 483, с. 69-78 (2019)

Рассматривается нестационарная задача дифракции волн, возбужденных точечным источником, на границе раздела двух акустических сред с положительной эффективной кривизной. Это эталонная задача, моделирующая волновые процессы, возникающие вблизи дна океана в приближении моделью “жидкого дна”. Используя теорию функций комплексного переменного, мы предложили метод нахождения точного решения исследуемого класса задач. Построено интегральное представление точного решения поставленной эталонной задачи.

Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 483, с. 69-78 (2019) | Рубрики: 04.02 04.11 06.13 07.01

 

Гейер А.Ф., Пономарев В.А. «Разработка пьезокерамических электроакустических преобразователей для акустических устройств со звуковым давлением 125 дБ и более» Вопросы радиоэлектроники, № 10, с. 11-16 (2019)

Повышенный уровень звукового давления пьезокерамических электроакустических преобразователей имеет важное значение для акустических устройств, предназначенных для создания высокоинтенсивного (125 дБ и более) звука. В особенности это касается акустических устройств, которые используют группу преобразователей. Электроакустический преобразователь, развивающий более высокое звуковое давление, может многократно уменьшить количество излучающих элементов в акустическом устройстве. В работе представлены электроакустические преобразователи, способные развивать звуковое давление до 125 дБ. Приведены результаты разработки электроакустических преобразователей в трех частотных исполнениях. Предложена и исследована схема генератора возбуждающего напряжения для электроакустических преобразователей с повышенным звуковым давлением. Полученные результаты особенно актуальны для использования в многоэлементных звукоизлучающих устройствах с целью многократного сокращения требуемого количества преобразователей.

Вопросы радиоэлектроники, № 10, с. 11-16 (2019) | Рубрики: 04.11 04.14

 

Коновалова В.С., Коновалов Р.С., Коновалов С.И. «О сокращении длительности зондирующего импульса на выходе иммерсионного пьезопреобразователя ультразвукового дефектоскопа» Вопросы радиоэлектроники, № 1, с. 42-50 (2020)

Изучен импульсный режим работы иммерсионного широкополосного пластинчатого пьезокерамического преобразователя (ПЭП). Выполнено сравнительное исследование возможности снижения длительности импульсного зондирующего акустического сигнала на выходе такого ПЭП за счет применения механического демпфирования или четвертьволнового согласующего слоя. Задача решена в предположении о возбуждении излучателя электрическим импульсом в виде полупериода синусоиды на собственной частоте активного элемента. Приведены конкретные оценки относительной полосы пропускания и амплитуды излучаемых непрерывных сигналов, а также длительностей и амплитуд зондирующих импульсов в широких диапазонах изменения удельных акустических импедансов согласующего слоя и демпфера. Предложен критерий (отмеченный ранее для пьезокварцевых пластин) выбора формы АЧХ преобразователя с согласующим слоем, при которой достигается относительная полоса пропускания преобразователя, позволяющая получить наименьшую длительность излучаемого импульса.

Вопросы радиоэлектроники, № 1, с. 42-50 (2020) | Рубрики: 04.11 14.04

 

Тукмаков Д.А. «Численное моделирование отражения ударной волны в газовой взвеси для различных параметров дисперсной компоненты запыленной среды» Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Математика. Физика, 51, № 4, с. 565-576 (2019)

Численно моделируется процесс отражения прямого скачка уплотнения от твердой поверхности. Математическая модель учитывала вязкость, сжимаемость и теплопроводность несущей среды, межкомпонентное силовое взаимодействие, включавшее в себя силу Стокса, динамическую силу Архимеда, силу присоединенных масс; также математическая модель учитывала межкомпонентный теплообмен. Численное решение осуществлялось при помощи явного конечно-разностного метода с последующим применением схемы нелинейной коррекции численного решения. Результаты расчетов параметров отраженной ударной волны в запыленной среде сопоставляются с численным решением для однородного вязкого газа и аналитическим решением, известным из литературы. В работе выявлены закономерности влияния параметров дисперсной фазы на интенсивность отраженной ударной волны.

Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Математика. Физика, 51, № 4, с. 565-576 (2019) | Рубрики: 04.11 05.09 08.10

 

Суханов Д.Я., Кузовова А.Е. «Моделирование волновых процессов методом динамики частиц» Математическое моделирование, 32, № 10, с. 119-134 (2020)

Предлагается метод численного моделирования акустических процессов в твердых телах, представляя твердое тело в виде массива частиц в кубической объемно-центрированной кристаллической решетке. Динамика частиц описывается уравнениями движения Ньютона. Показано, что разработанная численная модель позволяет описывать резонансные явления и процесс распространения волн. Проведено сравнение результатов моделирования резонансных частот ультразвукового инструмента предложенным методом и методом конечных элементов в среде COMSOL Multiphysics. Экспериментальное исследование резонансных частот ультразвукового инструмента показало, что численная модель корректно определяет его резонансные частоты.

Математическое моделирование, 32, № 10, с. 119-134 (2020) | Рубрики: 04.11 05.09

 

Титов С.В., Малинин В.С., Титов А.С., Казаринов К.Д. «Расчет параметров генерации капиллярных волн в водной среде» Журнал радиоэлектроники, № 1, с. 10 (2019)

Представлены результаты теоретических исследований генерации капиллярных волн в водной среде электрострикционным методом. Метод основан на регистрации длины волны и затухания поверхностных акустических волн и позволяет определять поверхностное натяжение и поверхностную вязкость монослоя. Для генерации поверхностных волн используется переменное электрическое поле, что в комбинации с измерениями, проводимыми оптическим способом, делает данную технологию полностью бесконтактной.

Журнал радиоэлектроники, № 1, с. 10 (2019) | Рубрика: 04.11

 

Тукмаков Д.А. «Численное исследование влияния свойств дисперсной фазы на параметры отражения ударной волны от твердой поверхности в моно- и полидисперсной газовзвеси» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки, № 1, с. 61-72 (2020)

Актуальность и цели. Процессы, связанные с динамикой многофазных сред, встречаются как в естественной природе, так и в промышленных технологиях. Целью данной работы является исследование влияния параметров дисперсной компоненты на отражение ударной волны от твердой поверхности в моно- и полидисперсной запыленной среде. Материалы и методы. Для описания динамики несущей среды применяется двумерная система уравнений Навье–Стокса, записанная с учетом межфазного силового взаимодействия и межфазного теплообмена. С целью описания динамики дисперсной фазы для каждой ее фракции решается система уравнений, включающая в себя уравнение неразрывности для «средней плотности» фракции, уравнения сохранения, пространственных составляющих импульса и уравнение сохранения тепловой энергии фракции газовзвеси. Результаты. В работе численно моделировались ударно-волновые процессы в запыленных средах с однородным составом дисперсной фазы и в запыленных средах с дисперсной фазой частицы, которые отличались размерами и плотностью материала. Исследовались процессы движения и отражения ударных волн от твердой стенки в зависимости от параметров дисперсной фазы. Определены закономерности влияния размера частиц на интенсивность отраженной ударной волны в моно- и полидисперсной газовзвесях. Выводы . Выявлено влияние физической плотности дисперсной фазы и размера частиц на характеристики отраженной от твердой поверхности ударной волны. Закономерности, выявленные для монодисперсной газовзвеси, были обобщены на случай запыленной среды, твердая фаза которой состоит из нескольких компонент с различными физическими свойствами дисперсных частиц.

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки, № 1, с. 61-72 (2020) | Рубрики: 04.11 08.10

 

Борисова Т.Д., Благовещенская Н.Ф., Калишин А.С., Хагстром И., Риетвельд М.Т. «Возбуждение ленгмюровской и ионно-акустической турбулентности в высокоширотной ионосфере мощной радиоволной одновременно ниже и выше максимума слоя F2» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 62, № 12, с. 891-905 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей генерации и характеристик ленгмюровской и ионно-акустической турбулентности в области F высокоширотной ионосферы, возбуждаемой мощными короткими радиоволнами с обыкновенной поляризацией, излучаемыми нагревным комплексом EISCAT/Heating (г. Тромсё, Норвегия) в направлении магнитного поля Земли. Эксперимент проводился на частотах нагрева fH, близких к четвертой гармонике гирочастоты электронов 4fce и критической частоте слоя F2, foF2, fH<foF2<fH+fce/2, где fce – гирочастота электронов. По данным радара некогерентного рассеяния радиоволн EISCAT (рабочая частота 930 МГц) выполнен совместный анализ спектров ионных и плазменных линий одновременно ниже и выше высоты максимума F2-слоя. Впервые обнаружены инициированные нагревом усиление ионных линий и возбуждение плазменных линий на частоте, смещенной от частоты нагрева в сторону увеличения на 0,35–0,45 МГц, одновременно на высоте отражения волны накачки и на высоте выше высоты максимума слоя F2 высокоширотной ионосферы. Обсуждаются механизмы распространения волны накачки на высоты выше максимума слоя F2, а также возможный механизм возбуждения усиленных нагревом ионных линий и инициированных нагревом плазменных линий на высоте выше максимума слоя F2.

Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 62, № 12, с. 891-905 (2019) | Рубрика: 04.11

 

Тукмаков Д.А. «Численное исследование скоростного скольжения несущей и дисперсной фазы при взаимодействии ударной волны с электрически заряженной газовзвесью» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 1, с. 35-42 (2020)

Рассматривается распространение ударной волны из чистого газа в гетерогенную смесь, состоящую из твердых частиц, взвешенных в газе и имеющих электрический заряд. Применяемая математическая модель учитывает скоростное и тепловое взаимодействия несущей и дисперсной компонент смеси. Математическая модель предполагала монодисперсный состав твердой фазы, т.е. все частицы имеют одинаковый линейный размер, сферическую форму и состоят из одного материала. Силовое взаимодействие частиц и газа включало в себя силу Стокса, силу присоединённых масс, а также динамическую силу Архимеда. Несущая среда описывалась как вязкий сжимаемый теплопроводный газ. Уравнения математической модели решались явным конечно-разностным методом второго порядка точности с применением схемы нелинейной коррекции сеточной функции. Система уравнений математической модели дополнялась граничными и начальными условиями для искомых функций: на границах расчётной области задавались граничные условия Дирихле для составляющих скорости несущей и дисперсной фаз, для остальных динамических функций задавались условия Неймана. Для уравнения Пуассона, описывающего распределение внутреннего электрического поля заряженной газовзвеси, задавались однородные граничные условия Дирихле. В результате проведения численных расчётов были выявлены различия в скоростном скольжении несущей и дисперсной фаз при распространении ударной волны в нейтральную и электрически заряженную запыленные среды. Было также установлено влияние размера частиц на интенсивность скоростного скольжения несущей и дисперсной компонент гетерогенной смеси при распространении ударной волны из чистого газа в запыленную среду.

Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 1, с. 35-42 (2020) | Рубрики: 04.11 08.10