Шайхисламов И.Ф., Ходаченко М.Л., Березуцкий А.Г. «Атмосферный ветер горячих экзопланет и его наблюдательные проявления: от энергетических оценок до трехмерных мгд моделей» Астрономический журнал, 98, № 1, с. 10-28 (2021)

Обзор исследований близкоорбитальных газовых экзопланет – горячих юпитеров и теплых нептунов. Транзитные спектральные наблюдения телескопом им. Хаббла стимулировали развитие численного моделирования этих объектов. Сверхзвуковое истечение верхней атмосферы горячих экзопланет и его взаимодействие с потоком звездной плазмы представляет собой новое явление в физике плазмы и астрофизике, объединяющее фото- и плазма-химию, столкновительную газодинамику и бесстолкновительную космическую плазму. Начиная с 2003 г., моделирование физических процессов в данной области прошло большой путь развития, от простых квази-эмпирических аналитических формул до глобальных 3D МГД кодов. Достигнутый уровень позволяет интерпретировать транзитные измерения по поглощению линий различных элементов и оценивать параметры как планетарных атмосфер, так и плазменного ветра звезд.

Мирошниченко И.Б., Шайхисламов И.Ф., Березуцкий А.Г., Руменских М.С., Ветрова Е.С. «Влияние Lyα излучения родительской звезды на поглощение в линии Hα атмосфер горячих юпитеров HD189733B и HD 209458B» Астрономический журнал, 98, № 1, с. 66-74 (2021)

Представлены результаты моделирования влияния Lyα излучения родительской звезды на Hα спектр поглощения атмосфер горячих юпитеров HD189733b и HD 209458b. Атмосфера моделировалась трехмерным гидродинамическим кодом. Рассматривалось несколько вариантов состава верхней атмосферы, а также варьировался параметр XUV. Перенос Lyα фотонов в атмосфере моделировался методом Монте-Карло. Получены пространственные распределения объемной плотности возбужденных на второй энергетический уровень атомов водорода, вычислены спектры поглощения в линии Hα, а также показано, что транзитное поглощение горячих юпитеров в линии Hα можно описать в первом приближении относительно простой моделью переноса Lyα фотонов в плотной верхней атмосфере.

Ильгамов М.А., Шакирьянов М.М. «Взаимодействие вынужденных и параметрических колебаний трубопровода» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 66-69 (2020)

Исследованы изгибные колебания трубопровода под действием переменного давления транспортируемой жидкости и вертикального колебательного движения опор. Рассмотрена первая форма колебаний. Изучены нелинейные вынужденные, параметрические колебания и их взаимодействие. Проведено сравнение результатов приближенного аналитического и численного решений.

Хмелев В.Н., Цыганок С.Н., Шакура В.А. «Ультразвуковое воздействие через промежуточные среды» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 63-74 (2020)

Приводятся исследования функциональных возможностей ультразвукового воздействия через промежуточные звукопроводящие среды. А именно, исследуется ультразвуковое воздействие на дисперсные среды с преимущественно жидкой фазой, которые находятся внутри пробирки. Актуальность такого подхода является в обеспечении кавитационного воздействия, при котором не происходит изменение стерильной атмосферы в обрабатываемой среде. Количественно измерено и качественно доказано, что при ультразвуковом воздействии через промежуточные среды внутри пробирки создаются схолпывающиеся кавитационные пузырьки. Их энергии достаточно для интенсификации технологических процессов, например, получения эмульсий различных растительных масел.

Голых Р.Н., Боброва Г.А., Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Генне Д.В., Абраменко Д.С., Шакура В.А., Титов Г.А., Ильченко Е.В. «Влияние длительности ультразвукового импульса на пороговую интенсивность колебаний, приводящую к возникновению кавитации в жидкостях различной вязкости» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 57-61 (2020)

Представлены результаты теоретических исследований импульсного ультразвукового воздействия на пороговую интенсивность, приводящую к возникновению кавитации. Предложена физико-математическая модель, которая описывает процесс возникновения кавитационных пузырьков при воздействии импульсным ультразвуком (высокочастотными синусоидальными колебаниями, модулированными по амплитуде прямоугольными импульсами), позволяет выявить динамику прямой диффузии газа, растворённого в жидкости, в полость кавитационного пузырька и, в конечном итоге, рассчитать пороговые интенсивности, при которых кавитационный пузырёк начинает схлопываться, от длительности ультразвукового импульса и вязкости жидкости.

Александров Е.Б., Андреев А.Ф., Архипов М.В., Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Иванов С.В., Ивченко Е.Л., Питаевский Л.П., Садовский М.В., Сурис Р.А., Шалагин А.М., Щербаков И.А. «Николай Николаевич Розанов (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 4, с. 445-446 (2021)

Долгополов А.В., Казанцев Д.А., Маркин И.В., Орлова О.А., Шалаев С.В. «Современный метод создания динамически подобных моделей для исследования флаттерных характеристик летательных аппаратов» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 162, № 4, с. 441-454 (2020)

Проведен комплекс работ, включающий проектирование, изготовление, испытания динамически подобной модели (ДПМ) цельноповоротного оперения летательного аппарата при расчетном сопровождении каждого этапа. ДПМ предназначена для исследования флаттерных характеристик в аэродинамической трубе. ДПМ цельноповоротного оперения представляет собой фанерный сердечник с послойно наклеенными стеклотканью, углепластиком и формообразующим материалом. Для достоверного определения границ флаттера ДПМ должна максимально точно воспроизводить динамические характеристики натурного объекта. С этой целью разработан подход, позволяющий на каждом этапе создания ДПМ проводить экспериментальное определение модальных характеристик и корректировать математические модели. Для доводки ДПМ одна из математических моделей создана конструктивно-подобной на основе конечных элементов, вторая – на основе пластинчатых и балочных элементов по методу полиномов и в последующем использовалась для расчета границ флаттера. При проведении комплекса работ указанный подход обеспечил высокую точность моделирования динамических свойств натурного цельноповоротного оперения и экспериментального определения границ флаттера. Ключевые слова: динамически подобная модель, флаттер, модальные испытания, проектирование, модальные характеристики, математическая модель, аэродинамическая труба

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Тертишников П.П. «Стенд для исследования акустической (ультразвуковой) сушки веществ» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 55-62 (2020)

Показаны исследования процесса сушки веществ под воздействием высокоинтенсивных ультразвуковых колебаний. В ней описываются преимущества ультразвуковой сушки веществ и возможности ее практической реализации. В результате работы предложена и разработана ультразвуковая сушилка, пригодная для практической реализации ультразвуковой сушки веществ.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Неверов А.В. «Исследования процесса ультразвуковой сушки» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 69-75 (2020)

Описывается установка для ультразвуковой сушки, обладающая улучшенными техническими характеристиками, достигнутыми за счет применения созданных излучателей и сушильной камеры специальной формы. Приводятся результаты экспериментальных исследований, подтвердивших высокую эффективность созданной установки при сушке капиллярно пористых материалов. Показывается, что максимальная эффективность сушки достигается при осуществлении ультразвукового воздействия совместно с подачей нагретого (не более 400° С) сушильного агента.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Голых Р.Н. «Выявление условий ультразвукового воздействия для повышения эффективности коагуляции субмикронных частиц» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 96-101 (2020)

Предложен и теоретически обоснован подход к повышению эффективности коагуляции субмикронных взвешенных частиц под действием ультразвуковых колебаний. Воздействовать на частицы предложено нелинейными импульсами длительностей импульса от 2 мкс и более, в диапазонах интенсивностей ультразвукового воздействия, усреднённых за период времени, до 0,06 Вт/см² и ограниченных конструктивными особенностями источников излучения (средний уровень звукового давления в дальнем поле не превышает 150 дБ). На базе математического моделирования показано, что при импульсном воздействии возрастает площадь эффективного сечения столкновения частиц. Это обеспечивает возможность дополнительного, по сравнению с синусоидальным воздействием, повышения эффективности коагуляции не менее 5 раз.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Голых Р.Н., Тертишников П.П. «Влияние акустических течений на эффективность ультразвуковой коагуляции» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 123-129 (2020)

Рассматриваются акустические течения, формирующиеся в тонком зазоре между плоским дисковым излучателем и отражателем. Показано, что градиент звукового давления, возникающий за счет наличия отражателя и аэрозоля приводит к возникновению акустических потоков вихревого типа. По результатам моделирования установлено, что формирование акустических вихрей обеспечивает повышение концентрации (более 4 раз) дисперсных частиц в непосредственной близости от поверхности отражателя, что способствует увеличению вероятности их столкновения. Установлено, что для газового промежутка 16 мм за 6 секунд суммарная масса аэрозольных частиц уменьшается более чем в 3 раза.

Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В. «Повышение эффективности коагуляции дисперсных частиц при воздействии ультразвуковыми колебаниями на газодисперсные потоки в инерционных пылеуловителях» Инженерно-физический журнал, 93, № 6, с. 1385-1396 (2020)

Представлены результаты экспериментальных исследований процесса ультразвуковой коагуляции дисперсных частиц в закрученном потоке. Исследования проведены с помощью предложенного и разработанного экспериментального стенда, реализующего двухстадийную очистку от тонкодисперсных частиц. На первой стадии (агломерация) обеспечивается формирование закрученного потока и предварительная ультразвуковая коагуляция тонкодисперсных частиц. На второй стадии при помощи циклона достигается высокоэффективное улавливание предварительно сформированных на первой стадии агломератов частиц. В результате экспериментальных исследований установлена перспективность применения двухстадийной очистки от тонкодисперсных частиц и выявлены оптимальные условия ультразвукового воздействия на закрученный газодисперсный поток, обеспечивающие укрупнение частиц в наиболее опасном для человека диапазоне размеров частиц PM2.5 до 4.5 раз.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Цыганок С.Н., Нестеров В.А. «Ультразвуковая коагуляция в скрубберах Вентури: особенности реализации и эффективность применения» Известия Томского политехнического университета, 331, № 5, с. 128-139 (2020)

Актуальность исследования обусловлена экологическими требованиями к дымовым газам предприятий ТЭЦ и ТЭС, работающих на угле. Обеспечение экологических требований осуществляется с помощью ультразвуковой коагуляции твердых золовых частиц с каплями жидкости, которая реализуется в устройствах мокрой очистки газов – в скрубберах Вентури. Цель: увеличение эффективности скрубберов Вентури для мокрой очистки газов за счет улучшения условия поглощения золовых частиц каплями жидкости в акустических полях, которые создаются при ультразвуковой коагуляции. Объекты: процессы ультразвуковой коагуляции золовых частиц с каплями орошаемой жидкости в скруббере Вентури. Методы. Теоретические методы основывались на численном решении уравнений, описывающих движение газодисперсного потока в скруббере Вентури и коагуляцию золовых частиц в акустическом поле. Экспериментальные результаты были получены при проведении промышленных испытаний на котлоагрегате БКЗ-220-100Ф ТЭЦ, работающем на угле Харанорского месторождения, по утвержденной стандартом методике РД153-34.1-27.301-2001. Результаты. Разработана физико-математическая модель, описывающая движение газодисперсного потока в скруббере и взаимодействие дисперсных частиц между собой в акустическом поле. Модель позволила рассчитать эффективность газоочистки в различных условиях и определить оптимальные режимы ультразвукового воздействия: уровень звукового давления не менее 145 дБ, частота 22 кГц, зона воздействия во всем объеме скруббере Вентури, направление акустического поля перпендикулярно потоку газа. Критериями оптимальности являлись максимальная эффективность коагуляции золовых частиц в скруббере Вентури и максимальная степень очистки дымовых газов. Проведены испытания созданного ультразвукового оборудования на котлоагрегате БКЗ-220-100Ф ТЭЦ в золоулавливающей установке: в акустическом поле уменьшается концентрация золовых частиц в отводящих газах до четырех и более раз (эффективность не менее 98%), процентное содержание золовых частиц (размеромменее5мкм) снижается до 15 раз.

Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Нестеров А.А., Сливин А.Н. «Исследование процесса коагуляции высокодисперсных частиц в высокоинтенсивном ультразвуковом поле» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 94-100 (2020)

Представлены результаты, подтверждающие увеличение эффективности коагуляции в режиме стоячей волны и показана возможность реализации такого режима в практических конструкциях. При этом предложены и разработаны изгибно-колеблющийся дисковый излучатель, который обеспечивает уровень звукового давления в фокусе не менее 160 дБ и излучатель поршневого типа, который обеспечивает уровень звукового давления не менее 162 дБ. Разработанный экспериментальный стенд позволил исследовать влияние различных условий ультразвукового воздействия, выявить условия реализации режима резонансного усиления колебаний в режиме стоячей волны.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Тертишников П.П., Генне Д.В. «Ультразвуковое распыление для санитарной обработки дезинфицирующими растворами» Южно-Сибирский научный вестник, № 3, с. 37-45 (2020)

Обсуждается решение проблемы распыления дезинфицирующих жидкостей для санитарной обработке людей, помещений, транспортных средств и открытых пространств. Выявлены недостатки используемых в настоящее время способов распыления и показана перспективность решения проблемы применением ультразвукового распыления жидкостей. Представлены созданные специализированные ультразвуковые аппараты, способные обеспечить распыление с необходимой дисперсностью и производительностью дезинфицирующих жидкостей различной вязкости при наличии внесенных наночастиц серебра.

Рассоха А.В., Шананин А.А. «Обратные задачи анализа межотраслевых балансов» Математическое моделирование, 33, № 3, с. 39-58 (2021)

Предлагается модификация подхода к анализу межотраслевого баланса. Вместо предположения В.В. Леонтьева о постоянстве норм затрат производственных факторов используется более реалистичное в современных условиях предположение о постоянстве пропорций межотраслевых денежных потоков. Предложен алгоритм решения обратной задачи, которая позволяет идентифицировать модель нелинейного межотраслевого баланса с функцией полезности и производственными функциями Кобба–Дугласа по данным симметричной таблицы затраты–выпуск. На основе использования преобразования Янга и двойственности по Фенхелю разработана технология анализа межотраслевых связей с помощью этой модели. Технология опробована на данных экономической статистики России.

Сайпракаш М., Сентилкумар С., Кадамсунил Г., Сингх Пракаш Рампратап, Шанмугам В., Балу Г. «Исследование обтекания тонких тел при гиперзвуковых числах Маха» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 110-116 (2021)

В ударной трубе экспериментально исследовано гиперзвуковое обтекание модели с целью определения степени ее нагрева и давления на ее поверхности. Эксперименты выполнены при числе Маха M=6.5 и полной энтальпии 1.2 мДж/кг. Толкающим газом был гелий, а рабочим газом – воздух. Эффективное время эксперимента в ударной трубе составляло 3.5 мс. Степень нагрева испытуемой модели определялась при помощи датчиков, металлизированных методом вакуумного напыления; измеренные значения находятся в хорошем соответствии с результатами численного моделирования. Результаты измерений давления также хорошо совпадают с результатами численных расчетов.

Крайко А.Н., Пьянков К.С., Тилляева Н.И., Шаповалов В.А. «Внутренние скачки уплотнения при сверхзвуковом обтекании контуров оптимальных тел и сопел» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 121-138 (2020)

В рамках идеального (невязкого и нетеплопроводного) газа рассмотрены задачи построения контуров плоских и осесимметричных тел минимального волнового сопротивления и сопел максимальной тяги, при обтекании которых возможны внутренние скачки уплотнения. Такие скачки могут возникать при обтекании внутренних изломов оптимальных контуров или при пересечении идущих от них одноименных характеристик. Возникающие во втором случае висячие скачки названы внутренними, если их начальные точки лежат внутри области определенности обтекаемого участка оптимального контура. Снизу по потоку область определенности ограничена характеристикой, приходящей в концевую точку такого участка. Внутренние висячие скачки могут возникать при наличии в оптимальном контуре отрезка изобарической линии тока. Появление внутренних изломов оптимальных контуров возможно из-за отражения идущих от них волн давления от головного скачка (для головных частей) или, как ожидалось, – от тангенциального разрыва (для кормовых частей). Для набегающих сверхзвуковых потоков с тангенциальным разрывом прямым методом с представлением искомых контуров кривыми Бернштейна-Безье, генетическим алгоритмом и быстрой и точной маршевой схемой расчета стационарных сверхзвуковых течений выполнен поиск оптимальных плоских кормовых частей с внутренним вогнутым изломом, обтекаемым с косым скачком. При надежном воспроизведении указанным методом построенных ранее общим методом множителей Лагранжа оптимальных кормовых частей с выпуклым внутренним изломом ожидаемые оптимальные конфигурации с вогнутым изломом и внутренним скачком при использовании прямого метода не были обнаружены. Вместо них реализовывались оптимальные контуры с центрированными волнами сжатия и разрежения с общим фокусом на тангенциальном разрыве и идущим из него "внешним" косым скачком. Затем новые "разрывные безударные" решения построены в точной постановке в рамках "метода неопределенного контрольного контура" и метода характеристик. Выполнены обобщения на контуры кормовых частей тел вращения и сверхзвуковых частей сопел. При равномерном набегающем потоке оптимальные кормовые части всегда обтекаются без внутренних скачков.

Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Илькаев Р.И., Месяц Г.А., Питаевский Л.П., Рубаков В.А., Руденко О.В., Рыкованов Г.Н., Сергеев А.М., Соломонов Ю.С., Шарков Б.Ю., Щербаков И.А. «Памяти Владимира Евгеньевича Фортова» Успехи физических наук, 191, № 1, с. 111-112 (2021)

Леманов В.В., Лукашов В.В., Шаров К.А. «Переход к турбулентности через перемежаемость в инертных и реагирующих струях» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 50-59 (2020)

Выполнено экспериментальное исследование дозвуковых течений различных газов в ближнем поле инертных и реагирующих струй. Струи истекали из длинных трубок диаметром 2–8 мм в воздушное пространство при низких числах Рейнольдса 400–5000. В качестве рабочего тела использовались: для инертных изотермических струй – воздух, двуокись углерода, пропан, фреон-22; для реагирующих струй – пропан в смеси с инертным разбавителем (СО₂). В инструментарий входили гильберт-визуализация, PIV, термоанемометрия и зондовая термометрия. Впервые обнаружен сценарий перехода к турбулентности через механизм перемежаемости в инертных и реагирующих струях. Он реализуется в диапазоне чисел Рейнольдса 1900–3500, когда внутри источника струи – в трубке происходит ламинарно-турбулентный переход в отсутствие искусственных возмущений. Турбулентные пятна, образующиеся в трубе в переходном режиме, имеют статистический характер и достаточно устойчивы в ближнем поле струи. Распространяясь вниз по течению, они оказывают существенное воздействие на динамику свободной струи и диффузионного факела.

Солтани Д., Шафаи М. «Исследование спутной струи при наличии продольных возмущений» Прикладная механика и техническая физика, 62, № 1, с. 70-77 (2021)

Выполнено численное моделирование поведения струи жидкости при наличии вынужденных возмущений и низкоскоростного соосного потока газа. Для исследования взаимодействия жидкости и газа используется метод жидких объемов. При изучении влияния вынужденных возмущений на поведение струи на входе в расчетную область задавалась синусоидальная скорость с конечными частотой и амплитудой. На струю жидкости накладывался кольцевой поток газа, скорость которого меньше скорости струи, и исследовалось его влияние на характер разрушения струи жидкости. Скорость кольцевого потока газа на входе модулировалась синусоидальной скоростью, исследовалось влияние этого потока на характер разрушения струи. Изучено влияние отношения скорости потока газа к скорости струи жидкости на характер разрушения этой струи. Установлено, что низкоскоростной поток газа оказывает существенное влияние на поведение струи, возрастающее с увеличением амплитуды возмущений.

Гильманов А.Я., Фёдоров К.М., Шевелёв А.П. «Интегральная модель парогравитационного дренажа» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 74-84 (2020)

Описана интегральная модель парогравитационного дренажа, проведена ее модификация с учетом неодинаковости тепловых потоков и роста паровой камеры по вертикали. Модель приведена к безразмерному виду, удобному для анализа влияния различных явлений на процесс; произведена ее верификация путем расчетов по экспериментам Чанга и Батлера. В рамках этой модели произведено описание основных эффектов, возникающих при реализации процесса.

Спирин И.А., Пронин Д.А., Митин Е.С., Симаков В.Г., Брагунец В.А., Цветков А.В., Шестаков Е.Е., Сустаева Ю.М., Шевлягин О.В., Вахмистров С.А. «О механизме детонации взрывчатых смесей тэна с гидрокарбонатом натрия» Физика горения и взрыва, 56, № 6, с. 107-115 (2020)

С помощью радиоинтерферометрического, электронно-оптического (НАНОГЕЙТ-22) методов и метода с применением ПВДФ-датчика давления исследована детонация смесей высокодисперсного тэна с гидрокарбонатом натрия с массовой долей последнего до 90%. Полученные экспериментальные результаты указывают на возможность существования различных режимов детонации в смесях. При массовой доле NaHCO₃≤85% распространение детонационной волны в основном обусловлено ударным сжатием. При большем содержании NaHCO₃ (90%) агентом распространения преимущественно являются струи продуктов взрыва. Ключевые слова: взрывчатое вещество, детонационная волна, взрывное горение, продукты взрыва, фоторегистрация, пьезоэлектрический датчик давления, радиоинтерферометрический метод

Маров М.Я., Шевченко И.И. «Экзопланеты: природа и модели» Успехи физических наук, 190, № 9, с. 897-932 (2020)

Экзопланеты представляют собой новый и широчайший класс астрономических объектов, возможности исследований которых открылись лишь с конца прошлого столетия. За двадцать с небольшим лет, благодаря постоянно совершенствуемым методам наземных и особенно космических наблюдений, открыто несколько тысяч планетных систем у других звёзд, и этот процесс непрерывно развивается. Экзопланеты представляют первостепенный интерес для астрофизических, космохимических и динамических исследований. На новую научную основу поставлено решение фундаментальных проблем звёздно-планетной космогонии, в первую очередь проблемы происхождения и эволюции Солнечной системы. Обнаружение планет земного типа, особенно расположенных в орбитальных зонах, отвечающих климатическим условиям, благоприятным для возникновения и поддержания жизни, открывает новые перспективы для прогресса астробиологии.

Шелег В.К., Жигалов А.Н., Богдан Д.Д. «Исследование влияния аэродинамического звукового упрочнения на износ металлорежущих твердосплавных пластин с покрытиями» Наука и техника, 19, № 4, с. 271-279 (2020)

Для повышения стойкости металлорежущих твердосплавных пластин, работающих при процессах прерывистого резания в тяжелых технологических условиях с ударной нагрузкой, разработан метод аэродинамического звукового упрочнения, используя который с небольшой добавленной стоимостью возможно увеличить ресурс твердосплавного инструмента до 3,7 раза. Износ пластин, упрочненных аэродинамическим звуковым методом, после 100 мин резания меньше своих неупрочненных аналогов в 1,12–1,7 раза. Покрытие на металлорежущих твердосплавных пластинах не носит превалирующего значения при работе инструмента с ударными нагрузками. В последнем случае наибольшее влияние на повышение стойкости оказывает вязкость внутренней структуры пластины. Для металлорежущих твердосплавных пластин в процессе прерывистого резания со значительными ударными нагрузками метод аэродинамического звукового упрочнения более эффективен, чем метод нанесения покрытий, причем не только по стойкостным показателям работы инструмента, но и по себестоимости самой доработки. Получены эмпирические зависимости износа по задней поверхности твердосплавных пластин, упрочненных аэродинамическим звуковым методом, и пластин с покрытиями PVD в виде аппроксимации полиномами 5-й и 2-й степеней, которыми удобно пользоваться в производственных условиях. Выявлено, что чем больше у твердосплавных пластин предел прочности при изгибе, тем меньше влияние метода аэродинамического звукового упрочнения на повышение износостойкости. Так, с учетом того, что для основы ВК8 предел прочности при изгибе составляет 1666 МПа, а для Т5К10 – 1421 МПа, снижение износа после упрочнения аэродинамическим звуковым методом для пластин ВП3115 с основой ВК составляет 11,5%, в то время как для ВП3225 с основой ТК – 27,1%.

Шелест В.В., Червинский Д.А., Христов А.В. «Связь термодинамики устойчивости фазового состояния конденсированной среды с акустикой» Физика и техника высоких давлений, 31, № 1, с. 5-27 (2021)

Изучена связь между ангармоническими свойствами упруго деформированной среды и акустикой. В частности, выведены аналитические соотношения, демонстрирующие взаимное влияние комплексного ангармонизма и звуковых волн в континуальной среде. Определена связь детерминанта устойчивости с акустикой.

Новиков И.Д., Лихачёв С.Ф., Щекинов Ю.А., Андрианов А.С., Барышев А.М., Васюнин А.И., Вибе Д.З., де Граау Т., Дорошкевич А.Г., Зинченко И.И., Кардашёв Н.С., Костенко В.И., Ларченкова Т.И., Лихачёва Л.Н., Ляховец А.О., Новиков Д.И., Пилипенко С.В., Пунанова А.Ф., Рудницкий А.Г., Смирнов А.В., Шематович В.И. «Задачи научной программы космической обсерватории Миллиметрон и технические возможности её реализации» Успехи физических наук, 191, № 4, с. 404-443 (2021)

Представлена научная программа проекта “Спектр-М”, нацеленного на создание и эксплуатацию космической обсерватории Миллиметрон (КОМ), планируемой к запуску в конце 2020-х годов. Обсерватория будет обладать набором уникальных технических возможностей по наблюдению астрономических объектов в широком диапазоне длин волн от 50 мкм до 10 мм с недостижимой ранее в этой области спектра чувствительностью (до ∼0,1 мкЯн) в режиме одиночного зеркала и беспрецедентно высоким угловым разрешением (∼0,1 мкс дуги) в режиме наземно-космического радиоинтерферометра со сверхдлинной базой (КРСДБ). Программа направлена на класс приоритетных фундаментальных проблем астрофизики и физики в целом, которые могут быть разрешены исключительно с помощью возможностей КОМ: 1) исследование физических процессов в ранней Вселенной вплоть до красных смещений z∼2·10⁶ с помощью регистрации μ-искажений частотного спектра реликтового излучения, изучение строения и эволюции Вселенной на красных смещениях z<15 в наблюдениях y-искажений спектра микроволнового фона; 2) исследование геометрии пространства-времени вокруг сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД) в центре нашей Галактики и галактики М87 с помощью построения изображения теней в их окрестности, исследование свойств плазмы в области формирования теней, а также выявление возможных наблюдательных проявлений кротовых дыр; 3) исследование наблюдательных проявлений возникновения жизни во Вселенной – поиск воды и биомаркеров в межзвёздной среде нашей Галактики. Сюда же попадает и ряд родственных проблем, также требующих для своего решения технических возможностей обсерватории Миллиметрон: возникновение первых галактик и СМЧД (z≳10), альтернативные подходы измерения постоянной Хаббла, физики СМЧД в “затенённых” пылью ядрах галактик, исследование протопланетных дисков и транспорта воды в них, исследование “миров с океанами” в Солнечной системе.

Осадчий Н.В., Шепель В.Т. «Статические испытания полноразмерных звукопоглощающих конструкций авиационных ГТД» Контроль. Диагностика, 23, № 8, с. 18-23 (2020)

Предложены установка и методика проведения статических испытаний на предельную рабочую и разрушающую нагрузки панелей звукопоглощающих конструкций (ЗПК) авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Решить эту задачу в составе ГТД нельзя, так как технически невозможно получить требуемые нормами летной годности (НЛГ) давления воздушного потока. Необходимое давление в предлагаемой установке создается пуансоном, по форме совпадающим с формой испытываемой панели. Для выравнивания контактного давления на поверхности панели используются листы эластичной резины. Подобие в распределении давлений на поверхности панели ЗПК, создаваемых воздушным потоком в составе ГТД, и давлений, создаваемых пуансоном в составе установки, подтверждено путем сравнения напряжений и деформаций, полученных в результате конечно-элементных расчетов. Представлены результаты сертификационных статических испытаний и дефектации трехслойной панели ЗПК. Cравнение результатов конечно-элементных расчетов напряжений и перемещений панели ЗПК в составе ГТД и в составе установки показало, что в последнем случае оценки статической прочности являются консервативными, что положительно сказывается на их безопасной эксплуатации.

Садовничий Д.Н., Милёхин Ю.М., Малинин С.А., Потапенко А.И., Чепрунов А.А., Ульяненков Р.В., Шереметьев К.Ю., Перцев Н.В., Марков М.Б., Савенков Е.Б. «Экспериментальное исследование образования нитевидных структур и свойств сферопластика при ударно-волновом воздействии» Физика горения и взрыва, 57, № 2, с. 123-131 (2021)

Методом растровой электронной микроскопии обнаружено, что воздействие ударно-волнового импульса микросекундной длительности вызывает в сферопластиках на основе кремнийорганического эластомера формирование нитевидных структур длиной до 10 мкм. Нитевидные структуры образуются на поверхности разрушенных микросфер. Их образованию способствует металлизация поверхности стеклосфер. Представлены результаты экспериментального изучения изменений диэлектрических и механических характеристик металлизированного сферопластика, вызванных ударно-волновым воздействием. Обсуждаются возможные причины образования нитевидных структур при ударно-волновом воздействии на сферопластики. Ключевые слова: ударная волна, сферопластик, микросферы, стеклосферы, нановискеры, диэлектрические свойства, механические свойства

Шерстов И.В., Колкер Д.Б. «Оптико-акустический газоанализатор метана на основе параметрического генератора света с длиной волны 3.3 мкм» Квантовая электроника, 50, № 11, с. 1063-1067 (2020)

Проведены исследования стендового макета оптико-акустического (ОА) газоанализатора метана, построенного на базе параметрического генератора света (ПГС) на основе fan-out структуры MgO : PPLN и резонансного дифференциального ОА детектора. ПГС излучал в импульсно-периодическом режиме (∼1750 Гц) на холостой длине волны ∼3.3 мкм при средней мощности ∼40–50 мВт. С помощью исследованного макета лазерного ОА газоанализатора экспериментально показана возможность измерения фоновой концентрации метана в воздухе (∼2–3 ppm CH₄). Пороговая чувствительность данного ОА газоанализатора (1σ) составила ∼49 ppb CH₄.

Спирин И.А., Пронин Д.А., Митин Е.С., Симаков В.Г., Брагунец В.А., Цветков А.В., Шестаков Е.Е., Сустаева Ю.М., Шевлягин О.В., Вахмистров С.А. «О механизме детонации взрывчатых смесей тэна с гидрокарбонатом натрия» Физика горения и взрыва, 56, № 6, с. 107-115 (2020)

С помощью радиоинтерферометрического, электронно-оптического (НАНОГЕЙТ-22) методов и метода с применением ПВДФ-датчика давления исследована детонация смесей высокодисперсного тэна с гидрокарбонатом натрия с массовой долей последнего до 90%. Полученные экспериментальные результаты указывают на возможность существования различных режимов детонации в смесях. При массовой доле NaHCO₃≤85% распространение детонационной волны в основном обусловлено ударным сжатием. При большем содержании NaHCO₃ (90%) агентом распространения преимущественно являются струи продуктов взрыва. Ключевые слова: взрывчатое вещество, детонационная волна, взрывное горение, продукты взрыва, фоторегистрация, пьезоэлектрический датчик давления, радиоинтерферометрический метод

Шестаков Л.С., Эль Хашаш А. «Перспективы использования данных о вибрационной коммуникации для разработки безопасных методов контроля численности насекомых» Сенсорные системы, 35, № 1, с. 38-42 (2021)

Накопленные данные о вибрационной коммуникации насекомых показывают, что использование естественных и модифицированных сигналов вредителей может препятствовать их успешной коммуникации на растении, тем самым снижая их численность. В данной работе мы обсуждаем эффективность применения стимулов на примере широко распространенного и повреждающего большой спектр растений вида Pentatoma rufipes (L.).

Фань В., Чжоу Н., Цзяо Ц., Ши Ц., Тан К. «Исследование характеристик цилиндрических самодельных взрывных устройств и форм разрушения оболочек контейнеров при взрыве» Прикладная механика и техническая физика, 61, № 6, с. 133-142 (2020)

С использованием метода конечных элементов и стохастической модели разрушения Мотта изучены свойства цилиндрических самодельных взрывных устройств и формы разрушения оболочек контейнера, в которые заключены заряды. Приведены результаты экспериментальных исследований оболочки контейнера при воздействии гидравлического удара и взрывной волны. Установлено, что характер разрушения контейнера зависит от свойств взрывчатого вещества, количества заряда и его расположения. Разрушение контейнера происходит вследствие накопления сдвиговых деформаций. Показано, что при взрыве самодельных взрывных устройств скорость увеличения давления в контейнере существенно меньше, чем в случае стандартных взрывчатых веществ. В областях оболочки, расположенных вблизи точки детонации, при взрыве образуются более мелкие фрагменты (осколки).

Помазанов А.В., Волик Д.П., Шибаев С.С. «Акустооптические дефлекторы акустооптического частотомера» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 160-171 (2020)

Методы функциональной электроники, к которым относится и акустооптический (АО) метод обработки радиосигналов, прочно занимают лидирующие позиции даже по сравнению с методами цифровой обработки сигналов, когда требуется за минимальное время в широкой полосе анализа с высокой точностью определить частотные и временные параметры нескольких одновременно действующих на входе радиоприёмного устройства сигналов. С развитием технологий и новых материалов их применение становится ещё более актуальным так как по интегральному показателю, учитывающему потребляемую мощность, габаритные размеры, массу акустооптические измерители занимают первые места среди прочих типов измерителей параметров радиосигналов. Акустооптические частотомеры как вид акустооптических измерителей параметров радиосигналов прочно занимают своё место в технике оценки параметров радиосигналов благодаря уникальным характеристикам – многосигнальность, разрешающая способность, сравнительно малые массогабаритные характеристики и потребляемая электрическая мощность при приемлемом динамическом диапазоне входных радиосигналов и точности оценки частоты. Данные устройства способны практически мгновенно осуществлять перенос радиосигнала из временной области в частотную и находят применение в системах пассивного радиоконтроля, для которых важными параметрами являются не только диапазон рабочих частот, частотное разрешение, точность измерения частоты и фазы анализируемых радиосигналов, а также энергопотребление, масса и габариты, которые становятся существенными при использовании радиотехнических измерителей в мобильных и космических измерительных комплексах. По этой причине во многих странах мира акустооптические частотомеры с успехом применяются в авиационной и космической технике. Технические параметры АО частотомеров такие как полоса рабочих частот, неравномерность коэффициента передачи до детекторного тракта, эффективность акустооптического взаимодействия и другие во многом определяются параметрами акустооптических дефлекторов (АОД). Из всех конструктивных элементов АО частотомеров АОД является самым дорогостоящим. С технологической точки зрения наряду с полупроводниковыми лазерами, фотоприёмными устройствами АОД при изготовлении так же требуют применение высоких технологий. Наряду с задачей разработки и изготовления АОД не маловажной и технически достаточно сложной, что отражается на стоимости образцов АОД, является задача разработки методов расчёта, контроля и измерения параметров АОД. Авторы настоящей работы, являясь сотрудниками лаборатории «Нанофотоники и оптоэлектроники» Южного федерального университета, решили задачу расчёта технических и технологических параметров АОД двух диапазонов частот, разработали конструкторскую документацию, по которой были изготовлены образцы АОД, разработали методику испытаний АОД на соответствие требуемым техническим параметрам, провели испытания, по результатам которых осуществили корректировку параметров электродинамической структуры АОД. Приводятся расчёт параметров и математическое моделирование электродинамической структуры АОД, методика измерения параметров АОД, структурная схема измерительной установки, реализующей предложенный метод, результаты экспериментальных исследований образцов АОД двух диапазонов частот. Показано, что корректировка электродинамической структуры позволяет в ограниченных пределах изменять параметры АОД. Следовательно, с помощью лишь подстроечной ёмкости нельзя согласовать полученные параметры с данными ТЗ, а необходимо выполнить корректировку топологии согласующей системы. Теоретические расчёты и моделирование были подтверждены результатами экспериментальных исследований, изготовленных в соответствии с разработанной документацией образцов АОД.

Шильков А.В., Сиваков Н.А. «Моделирование лучистого теплообмена в сверхзвуковых течениях плазмы с учетом доплеровского сдвига линий» Математическое моделирование, 33, № 4, с. 95-115 (2021)

Изложен вариант метода лебеговского осреднения уравнения переноса излучения по энергии фотонов, учитывающий направленный доплеровский сдвиг линий. Метод предназначен для моделирования переноса тепла излучением в сверхзвуковых течениях плазмы с экстремально большими градиентами скорости и температуры. С целью оценки влияния эффекта Доплера на теплообмен проведены расчеты модельных тестовых задач.

Игнатова О.Н., Илюшкина Н.Ю., Малышев А.Н., Скоков В.И., Шиманов А.В., Георгиевская А.Б., Соколова А.С. «Диагностика плавления свинца методом металлографического анализа образцов, сохраненных после ударно-волнового нагружения и разгрузки» Физика горения и взрыва, 56, № 2, с. 130-136 (2020)

Приведены результаты исследования плавления свинца марки С1 при ударно-волновом нагружении и разгрузке методом металлографического анализа. Нагружение образцов свинца, расположенных внутри титановой капсулы, осуществлялось плоской ударной волной с помощью алюминиевого ударника толщиной 6 мм, который разгонялся продуктами взрыва взрывчатого вещества. Приведены результаты металлографического анализа образцов в исходном состоянии, подвергнутых термической обработке при нормальных условиях и сохраненных после ударно-волнового нагружения. Обнаружены следы плавления в свинце после ударно-волнового нагружения давлением 25.6 ГПа и последующей разгрузки. Ключевые слова: ударно-волновое нагружение, разгрузка, сохраненные образцы, металлографический анализ, свинец

Кочарин В.Л., Семёнов Н.В., Косинов А.Д., Яцких А.А., Шипуль С.А., Ермолаев Ю.Г. «Экспериментальное исследование влияния единичного числа Рейнольдса на положение ламинарно-турбулентного перехода на крыле с дозвуковой передней кромкой при числе Маха 2» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 44-52 (2021)

Проведены экспериментальные исследования влияния единичного числа Рейнольдса на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой при числе Маха 2. Эксперименты выполнены на модели скользящего крыла с углом скольжения передней кромки 72° и задней кромки 58° с 3% профилем у основания. Полученные термоанемометрические данные показали, что ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой наступает раньше (≈25–30%), чем на модели со сверхзвуковой передней кромкой при одних и тех же параметрах набегающего потока. Показано, что изменение единичного числа Рейнольдса набегающего потока слабо влияет на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой.

Григорьев А.И., Ширяева С.О. «Устойчивость капиллярных волн произвольной симметрии на струе в перпендикулярном однородном электростатическом поле» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 29-39 (2021)

Получено дисперсионное уравнение для капиллярных волн с произвольной азимутальной симметрией на струе эллиптического сечения в перпендикулярном ее оси симметрии однородном электростатическом поле. Исследована устойчивость первых трех азимутальных мод. Показано, что по мере увеличения напряженности внешнего электростатического поля и связанного с ним эксцентриситета поперечного сечения струи, а также поляризационного заряда на поверхности струи, устойчивость капиллярных волн на струе снижается. Проведено сравнение со струей в радиальном электростатическом поле. Оказалось, что инкременты неустойчивости капиллярных волн любой симметрии на поверхности струи в случае поперечного электростатического поля существенно выше, чем для случая радиального.

Григорьев А.И., Ширяева С.О. «Электростатическая неустойчивость высоких азимутальных мод заряженной струи» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 48-55 (2021)

Впервые исследованы высокие азимутальные моды заряженной струи несжимаемой идеальной электропроводной жидкости, движущейся относительно окружающей диэлектрической среды. Показано, что имеются пороги по величине поверхностной плотности электрического заряда, при превышении которых реализуется электростатическая неустойчивость поверхности родительской струи, проявляющаяся в выбрасывании на два порядка более тонких дочерних струек, распадающихся на капельки. Высота этих порогов увеличивается с увеличением номера моды и уменьшением скорости движения относительно среды. Сходное явление фиксируется и по отношению к скорости относительного движения струи и среды, в этом случае неустойчивость называется аэродинамической, но реализуется при весьма больших скоростях.

Егорычев Г.П., Ширяева Т.А., Шлепкин А.К., Филлипов К.А., Савостьянова И.Л. «О распределении космических аппаратов по заданному числу орбит» Сибирский аэрокосмический журнал, 21, № 2, с. 170-175 (2020)

Космические аппараты – дорогостоящий продукт. Например, только вывод такого аппарата на орбиту обходится минимум в сто миллионов долларов плюс стоимость самого спутника и научной аппаратуры, которую он несет. Однако современное состояние человеческой цивилизации уже не позволяет обходиться без наличия космических аппаратов на орбите. В международной базе данных на март 2019 г. числилось 2062 действующих спутника. По сравнению с 2018 г. рост числа новых аппаратов составил 15%. Эксперты предупреждают, что в ближайшие годы мир ожидает «спутниковый бум» с прогнозируемым приростом количества аппаратов порядка 15–30% ежегодно. Все эти космические аппараты сильно отличаются друг от друга. В настоящее время используется несколько орбит для размещения на них спутников в зависимости от решаемых ими задач. Геостационарная орбита используется для прямого телевещания. Низкие спутниковые орбиты используются для связи между спутниковыми телефонами. Свои орбиты существуют для спутников систем навигации (GPS, Navstar, ГЛОНАСС), военных спутников, спутников для различных научных исследований. Естественно, в этих условиях возникает задача распределения космических аппаратов по заданному числу орбит при некоторых ограничениях на нахождении космического аппарата на некоторых орбитах в зависимости от назначения космического аппарата. Рассматривается решение данной задачи при условии, что число космических аппаратов совпадает с числом возможных орбит, на которых эти космические аппараты могут находиться при некоторых дополнительных ограничениях на возможность расположения спутника на орбите. Получено несколько решений этой задачи, позволяющих вычислить число возможных комбинаций для таких распределений космических аппаратов по заданному числу орбит.

Шлепкин А.А., Ширяева Т.А., Шлепкин А.К., Филлипов К.А., Пашковская О.В. «О дистанционном зондировании Земли космическими аппаратами» Сибирский аэрокосмический журнал, 21, № 4, с. 514-523 (2020)

Дистанционное зондирование представляет собой процесс, посредством которого собирается информация об объекте. Благодаря своим свойствам космические снимки находят широкое применение как в практической, так и в научной сферах. Космическую съемку применяют в исследованиях, направленных на всестороннее изучение природных ресурсов, динамики природных явлений, в задачах охраны окружающей среды. Особое место отводится применению космической информации для повседневного оперативного контроля за состоянием окружающей среды при осуществлении геоэкологического мониторинга регионов. В частности, возникает задача по значению заданных параметров в определенных точках земной поверхности найти области земной поверхности с характеристиками, определяемыми рассматриваемыми параметрами. В настоящей работе рассмотрен частный случай данной задачи, когда по заданным четырем точкам земной поверхности определяются области земной поверхности (так называемые ядра обобщенных квадратов), имеющие заданную конфигурацию (квадрат).

Лебедев И.М., Перельмутер М.Н., Попов А.Л., Челюбеев Д.А., Шифрин Е.И. «Виброакустический эффект заполнения дефектов в стержнях и пластинах» Известия российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 25-36 (2021)

Диагностика дефектов является первым шагом к их "залечиванию" – частичному или полному устранению влияния дефектов на напряженно-деформированное состояние конструкции. В работе рассмотрено “залечивание” полостных дефектов путем заполнения различными материалами. Оценка эффективности такого залечивания производится по виброакустическим критериям на примерах кольцевых дефектов в стержне и малого отверстия в пластине.

Лебедев И.М., Шифрин Е.И. «Идентификация поперечных трещин в стержне по собственным частотам поперечных колебаний» Известия российской академии наук. Механика твердого тела, № 4, с. 50-70 (2020)

Рассматривается задача идентификации множественных трещин в стержне по собственным частотам поперечных колебаний. Трещины моделируются невесомыми пружинами, работающими на поворот. Доказано, что трещины могут быть однозначно идентифицированы с помощью трех спектров, соответствующих трем различным типам краевых условий. Разработан численный метод оценки повреждений, вносимых трещинами. Метод основан на минимизации целевой функции, построенной с учетом трех спектров. Теоретически, реконструкция трещин возможна с помощью нескольких, различных троек спектров. В статье, на различных примерах, с помощью разработанного численного метода, проведен сравнительный анализ эффективности использования различных, теоретически допустимых троек спектров.

Шлёнский О.Ф., Антонов С.И., Хищенко К.В. Акустика высоких частот и больших чисел Маха, 3-е изд., перераб. и доп. (2020). 124 с.

Предложена новая модель распространения звука и ударных волн в газе впервые с учетом массовых сил, анизотропии свойств газа, приобретаемой при возбуждении генератором, и релаксационных процессов перехода к равновесному состоянию. Первое издание вышло в 2019 г. В настоящее издание внесены коррективы и дополнения в теорию звуковых волн для повышения качества проектирования акустических объектов, устройств и инструментов, точности моделирования гиперзвуковых и детонационных процессов. Предисловие: Математический аппарат традиционной акустики соединяет в себе многие упрощения и допущения, сделанные ее основателем Джоном Уильямом Стреттом лордом Рэлеем и его последователями. Волновые дифференциальные уравнения ранее упрощали с целью получать простые аналитические решения акустических задач, не считаясь со снижением точности результата в ущерб его физической корректности. Допускалось принимать волновые процессы термодинамически равновесными, свойства сред неизменными во времени. Физики считали плотность среды и давление скалярными величинами, бегущую волну описывали однородным уравнением, газ представляли изотропным, массовой силой пренебрегали и т.п. Развитие техники гиперзвуковых полетов, изучение термоядерной детонации, лазерных технологий поставило перед акустиками проблему моделирования бегущих волн со скоростями до тысячи километров в секунду и энергиями до десятков мегаэлектронвольт. Было бы ошибкой решать эти задачи с упрощениями вековой давности. Современные компьютеры позволяют решать системы уравнений практически любой сложности без упрощений и допущений, принятых еще в XIX веке. Авторы этой книги находят возможным моделирование звуковых волн без упрощений и допущений, некоторые из которых сочли ошибочными и неправомерными. В третьем издании книги приведены принципиально новые доказательства невозможности моделирования бегущей звуковой волны однородным дифференциальным уравнением второго порядка, которое широко используется в традиционной акустике. Впервые рассмотрен процесс генерации звука приборами и живыми организмами. Приведены примеры решения неупрощенных, нелинейных уравнений бегущей волны и их отличия от стоячих волн. Описаны способы опытного определения времени релаксации неравновесного состояния высокочастотных воздействий на газ. Впервые описан эффект увеличения громкости звуковой волны попутным ветром. Сопоставлены способы описания звуковых волн традиционным и предложенным методом, а также описания стоячей и бегущей волн. Важной областью применения и использования волновой теории звука является проектирование и реализация (воплощение) различных акустически совершенных объектов — больших помещений типа вокзалов, концертных и оперных залов, радиостудий, звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры (громкоговорителей, телефонов, музыкальных центров, стереоколонок и т.п.). Допущения и упрощения, принимаемые при их проектировании приводят при реализации проекта к искажению звука, снижению его качества, в особенности звука большой громкости и при высоких звуковых частотах. Авторы поставили перед собой задачу составления системы волновых уравнений акустики, по возможности, без допущений и упрощений, которые снижают качество звучания голоса и музыкальных инструментов. В третье издание вошла дополнительная глава о моделировании термоядерной детонации. Особое внимание в книге уделено эффекту повышения жесткости и возникновения анизотропии воздуха, возникающей при сверх- и гиперзвуковых полетах летательных аппаратов. Ошибки в расчетах аэродинамических характеристик таких аппаратов при воплощении в жизнь проектов снижают их летные качества. Использование упрощенных моделей ведет к ошибкам в расчетах мощности и устойчивости (появлению вибраций и «болтанки»). Авторы поставили себе целью купирование таких ошибок.

Шлепкин А.А., Ширяева Т.А., Шлепкин А.К., Филлипов К.А., Пашковская О.В. «О дистанционном зондировании Земли космическими аппаратами» Сибирский аэрокосмический журнал, 21, № 4, с. 514-523 (2020)

Дистанционное зондирование представляет собой процесс, посредством которого собирается информация об объекте. Благодаря своим свойствам космические снимки находят широкое применение как в практической, так и в научной сферах. Космическую съемку применяют в исследованиях, направленных на всестороннее изучение природных ресурсов, динамики природных явлений, в задачах охраны окружающей среды. Особое место отводится применению космической информации для повседневного оперативного контроля за состоянием окружающей среды при осуществлении геоэкологического мониторинга регионов. В частности, возникает задача по значению заданных параметров в определенных точках земной поверхности найти области земной поверхности с характеристиками, определяемыми рассматриваемыми параметрами. В настоящей работе рассмотрен частный случай данной задачи, когда по заданным четырем точкам земной поверхности определяются области земной поверхности (так называемые ядра обобщенных квадратов), имеющие заданную конфигурацию (квадрат).

Егорычев Г.П., Ширяева Т.А., Шлепкин А.К., Филлипов К.А., Савостьянова И.Л. «О распределении космических аппаратов по заданному числу орбит» Сибирский аэрокосмический журнал, 21, № 2, с. 170-175 (2020)

Космические аппараты – дорогостоящий продукт. Например, только вывод такого аппарата на орбиту обходится минимум в сто миллионов долларов плюс стоимость самого спутника и научной аппаратуры, которую он несет. Однако современное состояние человеческой цивилизации уже не позволяет обходиться без наличия космических аппаратов на орбите. В международной базе данных на март 2019 г. числилось 2062 действующих спутника. По сравнению с 2018 г. рост числа новых аппаратов составил 15%. Эксперты предупреждают, что в ближайшие годы мир ожидает «спутниковый бум» с прогнозируемым приростом количества аппаратов порядка 15–30% ежегодно. Все эти космические аппараты сильно отличаются друг от друга. В настоящее время используется несколько орбит для размещения на них спутников в зависимости от решаемых ими задач. Геостационарная орбита используется для прямого телевещания. Низкие спутниковые орбиты используются для связи между спутниковыми телефонами. Свои орбиты существуют для спутников систем навигации (GPS, Navstar, ГЛОНАСС), военных спутников, спутников для различных научных исследований. Естественно, в этих условиях возникает задача распределения космических аппаратов по заданному числу орбит при некоторых ограничениях на нахождении космического аппарата на некоторых орбитах в зависимости от назначения космического аппарата. Рассматривается решение данной задачи при условии, что число космических аппаратов совпадает с числом возможных орбит, на которых эти космические аппараты могут находиться при некоторых дополнительных ограничениях на возможность расположения спутника на орбите. Получено несколько решений этой задачи, позволяющих вычислить число возможных комбинаций для таких распределений космических аппаратов по заданному числу орбит.

Шлепкин А.А., Ширяева Т.А., Шлепкин А.К., Филлипов К.А., Пашковская О.В. «О дистанционном зондировании Земли космическими аппаратами» Сибирский аэрокосмический журнал, 21, № 4, с. 514-523 (2020)

Дистанционное зондирование представляет собой процесс, посредством которого собирается информация об объекте. Благодаря своим свойствам космические снимки находят широкое применение как в практической, так и в научной сферах. Космическую съемку применяют в исследованиях, направленных на всестороннее изучение природных ресурсов, динамики природных явлений, в задачах охраны окружающей среды. Особое место отводится применению космической информации для повседневного оперативного контроля за состоянием окружающей среды при осуществлении геоэкологического мониторинга регионов. В частности, возникает задача по значению заданных параметров в определенных точках земной поверхности найти области земной поверхности с характеристиками, определяемыми рассматриваемыми параметрами. В настоящей работе рассмотрен частный случай данной задачи, когда по заданным четырем точкам земной поверхности определяются области земной поверхности (так называемые ядра обобщенных квадратов), имеющие заданную конфигурацию (квадрат).

Коловский И.К., Шмаков Д.Н. «Исследование движения космических аппаратов на низкой около круговой орбите при создании межспутниковой линии связи» Сибирский аэрокосмический журнал, 20, № 4, с. 465-476 (2019)

Исследуется задача организации межспутниковой линии связи (МЛС) в космической системе, которая строится на основе орбитальной группировки (ОГ) космических аппаратов (КА) на низкой около круговой орбите. Рассматривается одна из проблем при создании МЛС на такой орбите – наведение антенны КА друг на друга. Для возможности отслеживания друг друга важно размещать КА в орбитальной плоскости так, чтобы они были постоянно в зоне взаимной видимости. Анализируется дальность прямой видимости как внутри одной орбитальной плоскости, так и в соседних плоскостях. Создание МЛС рассматривается с точки зрения баллистического построения ОГ. При организации МЛС определены несколько типов характерного движения КА в соседних плоскостях: параллельного, ортогонального, встречного. Приводятся значения параметров наведения антенны МЛС. Полученные результаты построения ОГ и вычисления параметров наведения антенны могут быть актуальны для создания модифицированной системы. DOI: 10.31772/2587-6066-2019-20-4-465-476

Пахомов С.А., Шостак С.В. «Компенсация влияния канала распространения звука в гидроакустических системах» Подводные исследования и робототехника, 33, № 3, с. 39-44 (2020)

Состояние гидроакустического канала распространения звука зависит от множества случайных факторов среды. Для учета влияния такого канала на передаваемый сигнал может использоваться метод линейной фильтрации, в рамках которого канал представляется в виде линейной инвариантной системы с аддитивным гауссовским шумом, где связь между сигналами на входе и выходе описывается импульсной характеристикой. Необходимыми условиями эффективности применения данного метода являются выбор входного сигнала и оценка весовых коэффициентов используемой системы, что в работе выполнено на основе теоремы Гаусса–Маркова. При решении задачи получены несмещенные оценки с минимальной дисперсией, в том числе для случая применения в качестве входного сигнала псевдослучайной последовательности. Предложен метод компенсации влияния канала с учетом знания его импульсной характеристики, позволяющий уменьшать уровень шумовой составляющей. Ключевые слова: гидроакустический канал, весовые коэффициенты, дисперсия, несмещенная оценка с минимальной дисперсией, псевдослучайная последовательность, импульсная характеристика.

Борзенко Е.И., Рыльцев И.А., Шрагер Г.Р. «Потери давления для течения степенной жидкости в трубе переменного сечения» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 3-11 (2021)

Выполнено численное моделирование установившегося ламинарного течения несжимаемой степенной жидкости в трубе с препятствием заданной формы. Для математического описания процесса используются уравнение переноса вихря и уравнение Пуассона для функции тока, при этом реологические свойства среды описываются степенным законом Оствальда–де Ваале. Получение стационарного решения сформулированной задачи осуществляется методом установления на основе конечно-разностной аппроксимации основных уравнений. Распределение давления находится численным решением уравнения Пуассона. Выполнены параметрические исследования кинематических и динамических характеристик течения в зависимости от основных параметров задачи для неньютоновских сред. Продемонстрировано влияние числа Рейнольдса, показателя нелинейности реологической модели и геометрических характеристик препятствия на значение коэффициента местного гидравлического сопротивления.

Логвенков С.А., Штейн А.А. «Континуальное моделирование биологической среды, составленной активно взаимодействующими клетками двух разных типов» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 3-16 (2020)

Активные межклеточные взаимодействия управляют перемещениями клеток одна относительно другой и играют важнейшую роль в биологическом формообразовании и процессах, связанных с перестройкой тканей. Разработана континуальная многофазная модель механически активной биологической среды, образованной клетками двух различных типов и внеклеточной жидкостью. В модель включены дополнительные фазы, отвечающие за активные силовые взаимодействия между клетками. Такие взаимодействия (между клетками как внутри одной фазы, так и разных фаз) моделируются посредством активных напряжений, развивающихся в дополнительных фазах и зависящих (в общем случае нелокально) от плотностей клеточных фаз. Скорости деформирования клеточных фаз определяются активными напряжениями, а также зависят от других напряжений, действующих в среде. Решена модельная задача об эволюции первоначально однородного распределения плотностей клеточных фаз в бесконечном плоском слое. Рассмотрены случаи фиксированного положения границ слоя и их возможного смещения при отсутствии внешнего нагружения. Показано, что предложенная модель описывает явление сортировки клеток: клетки одного типа образуют компактную массу, окруженную клетками другого типа. Результаты решения продемонстрировали, что процесс сортировки оказывается возможным лишь при учете нелокальных зависимостей активных напряжений от плотностей клеточных фаз. Предложенная модель отличается от других подходов к теоретическому описанию сортировки введением в рассмотрение параметров и соотношений, имеющих отчетливый механический смысл (в частности, без использования представления о "поверхностном натяжении" в клеточной среде).

Серебрянский А.И., Шуваев А.Ю., Ермаков М.Ю. «Метрологические обеспечение бортовых систем контроля вибрации» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 38-41 (2021)

Обозначены высокие нагрузочно-скоростные режимы работы современных самолетов, откуда возникает необходимость регистрации и контроля свободных и вынужденных колебаний оперения планера самолета. Дан краткий анализ видов колебаний. Все виды сложных вибраций представлены как совокупность простых гармонических колебаний. Предложена приборно-аппаратная последовательность бортового контроля вибрации, состоящая из вибропреобразователя, электронного блока, сигнализации и указателя величины вибрации.

Хорсева Н.И., Аль-Курди О.Р., Григорьев П.Е., Ислямов Р.Н., Шульженко Н.Ю. «Режим пользования мобильным телефоном и изменения времени простой слухомоторной реакции. Возрастные особенности проявления ипси- и контралатеральных эффектов» Биомедицинская радиоэлектроника, 24, № 1, с. 35-41 (2021)

Постановка проблемы. С помощью анализа времени простой слухомоторной реакции при моно-предъявлении звукового сигнала проведена оценка влияния электромагнитного излучения мобильного телефона (ЭМИ МТ) на слуховую систему человека. Получены закономерности частоты встречаемости ипси- и контралатеральных эффектов у пользователей мобильной связью разных возрастных групп. Для регистрации ипси- и контралатеральных эффектов использованы разницы показателей средних величин простой слухомоторной реакции между левым и правым ухом при моно-предъявлении звукового сигнала 573 респондентов разных возрастных групп. Цель работы – изучение возрастных особенностей выраженности ипси- и контралатеральных эффектов в зависимости от режима пользования мобильным телефоном. Результаты. Полученные значения сравнивались с данными контрольной группы для каждой возрастной группы (491 респондент). Если разница была больше, чем в контрольной группе, фиксировали ипси- или контралатеральный эффекты. Выраженность эффекта оценивалась с учетом латеральных предпочтений каждого участника экспериментов (к какому уху чаще подносится мобильный телефон) и режимом пользования мобильным телефоном. Статистическую обработку результатов проводили с использованием непараметрического критерия Манна–Уитни и метода описательной статистики: показателя преваленса (Pr) (относительной частоты проявления того или иного признака по выборке). Проведенные сравнения выраженности ипси- и контралатеральных эффектов для разных возрастных групп позволили установить следующие закономерности. Установлено, что в целом, проявление контралатерального эффекта уменьшается с возрастом, а ипсилатеральный эффект увеличивается. Однако это изменение не является линейным. Показано, что особенности проявления ипси- и контралатерального эффектов для каждой возрастной группы зависят как от времени ежедневного использования мобильного телефона, так и от общей продолжительности использования мобильного телефона. Высказано предположение, что при изучении многомерных исходных данных необходимо применять индивидуальный подход. Практическая значимость. Представленные результаты подтверждают негативное влияние излучения мобильных телефонов на слуховую систему в первую очередь нашего подрастающего поколения. Учитывая особую уязвимость детей к физическим факторам внешней среды и глубину проникновения ЭМИ МТ в мозг ребенка, мы полагаем, что с радиобиологической точки зрения уже назрела необходимость в разработке специального СанПиН для всех имеющихся современных низкоинтенсивных источников ЭМИ, включая Wi-Fi. Данное исследование не имеет аналогов ни в российских, ни в зарубежных публикациях и в настоящее время является эксклюзивным.

Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Макаров Д.В. «Возможная роль космофизических факторов в возникновении горных ударов и землетрясений» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 3, с. 440-444 (2021)

Проанализировано более 700 событий горных ударов на рудниках севера России за период 1947–2004 гг. в контексте возможной роли космофизических факторов в их возникновении. Анализ выявил сходство сезонных распределений горных ударов и геомагнитных возмущений в авроральной зоне. Выявлена 22-летняя периодичность в возникновении горных ударов и природных землетрясений, которая, скорее всего, имеет внеземное происхождение. Обсуждаются возможные причины возникновения горных ударов и их связи с космофизическими факторами.

Собисевич А.Л., Преснов Д.А., Шуруп А.С. «Фундаментальные основы совершенствования пассивных сейсмогидроакустических методов исследования шельфа Арктики» Акустический журнал, 67, № 1, с. 72-97 (2021)

Выполнен обзор существующих и перспективных сейсмогидроакустических технологий, аппаратурных средств и новых научных подходов к проблеме изучения Северного Ледовитого океана. Особое внимание уделено состоянию научно-практического задела в части возможностей развития методов пассивного гео-гидроакустического мониторинга покрытого льдами шельфа северных морей России. Новые знания о структуре и условиях формирования и распространения волновых полей в слоистой системе “литосфера–гидросфера–ледовый покров–атмосфера”, порождаемых наведенными геодинамическими процессами, получены в ходе решения отдельного класса задач в рамках фундаментальной научной проблемы, связанной с поиском путей построения инновационных, экологически безопасных геофизических технологий оконтуривания локальных неоднородностей, в том числе – месторождений углеводородов, на покрытых льдом акваториях. Ключевые слова: арктический шельф, ледовый покров, слоистая геофизическая среда, сейсмогидроакустика, микросейсмы, поверхностные волны, волна Шолте, пассивные сейсмо-томографические методы, геоэкология, мониторинг локальных неоднородностей. DOI: 10.31857/S0320791921010044

Корольков А.И., Медведева Е.В., Шуруп А.С. «Акустический метод обнаружения и идентификации винтовых летательных аппаратов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 1, с. 116-120 (2021)

Обсуждается метод активной акустической локации летательных аппаратов с винтом. Метод основан на анализе дополнительных максимумов функции взаимной корреляции линейно частотно модулированного сигнала, отраженного от вращающегося винта. Эти максимумы возникают в широком диапазоне временных задержек, что позволяет их использовать в качестве дополнительного информативного параметра при идентификации винтовых летательных средств.

Тихоцкий С.А., Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Шуруп А.С. «Использование низкочастотных шумов в пассивной сейсмоакустической томографии дна океана» Акустический журнал, 67, № 1, с. 107-116 (2021)

Исследуется возможность использования фонового сейсмоакустического шума, сформированного на дне океана поверхностными волнами типа Шолте, для изучения структуры геофизической среды методами пассивной сейсмоакустической томографии. Приводятся результаты реконструкции глубинного строения района Гавайских островов на основе обработки экспериментальных данных, полученных сетью донных широкополосных сейсмических станций. Решение обратной задачи состоит из двух этапов. Сначала оцениваются дисперсионные зависимости фазовых и групповых скоростей поверхностных волн на основе анализа функции взаимной корреляции фонового шума между различными парами донных сейсмоприемников. На втором этапе решается задача инверсии оцененных дисперсионных кривых в вертикально-слоистую упругую модель литосферы. Сопоставление результатов инверсии с известными скоростными моделями района Гавайских островов демонстрирует достоверность оценок, получаемых с помощью обсуждаемого пассивного подхода. Полученные результаты также указывают на возможность сокращения времени сбора данных в ходе проведения натурного эксперимента по сравнению с методами, использующими сигналы от землетрясений, которые должны озвучить исследуемую область с различных направлений. Ключевые слова: пассивная сейсмоакустическая томография, оценка акустических характеристик дна океана, донные сейсмические станции, сейсмоакустический шум, поверхностные волны, слоистая среда. DOI: 10.31857/S0320791921010056

Шуршалов Л.В. «Об одной модификации двучленного уравнения состояния» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 33-41 (2020)

Предлагается простая модификация известного двучленного уравнения состояния, позволяющая существенно расширить диапазон применимости этого уравнения состояния и повысить точность получаемых с его помощью результатов расчета термодинамических величин, в частности, такой важной характеристики, как температура. Приведен пример построения модифицированного двучленного уравнения состояния воды.

Ковыляева А.А., Барбашина Н.С., Гетманов В.Г., Дмитриева А.Н., Добровольский М.Н., Мишутина Ю.Н., Соловьев А.А., Чинкин В.Е., Шутенко В.В., Яковлева Е.И., Яшин И.И. «Исследование Форбуш-эффектов во время мощных солнечных вспышек по данным мюонного годоскопа УРАГАН» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 605-608 (2021)

По данным мюонного годоскопа УРАГАН изучены Форбуш-эффекты, вызванные мощными солнечными вспышками X-класса, за период с 2007 по 2019 гг. Мюонный годоскоп УРАГАН регистрирует поток мюонов космических лучей на поверхности Земли одновременно с различных направлений. Это позволяет изучать энергетические, угловые и пространственно-временные характеристики вариаций потока мюонов космических лучей при Форбуш-эффектах. Проанализирована связь полученных характеристик Форбуш-эффектов с параметрами гелиосферных и геомагнитных возмущений.