Фролов В.Э., Яицков И.А. «Экспериментальные исследования шума и вибрации на участках обкатки двигателей внутреннего сгорания и тяговых электродвигателей машиностроительных предприятий» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 3, с. 271-278 (2021)

Приведены результаты экспериментальных исследований виброакустических характеристик двигателей внутреннего сгорания и тяговых электродвигателей, создаваемых ими на участках обкатки машиностроительных предприятий. Это позволяет определить спектральный состав шума и вибраций и предложить инженерно-технические мероприятия по доведению виброакустических характеристик до санитарных норм.

Лагута М.В., Вареникова А.Ю., Чернов Н.Н. «Применение метода замещения для восстановления распределения коэффициента нелинейности биотканей на основе измерения вторичного поля прошедшего акустического излучения» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 8, с. 33-39 (2019)

Известно, что ультразвуковые методы визуализации внутренних структур биологических объектов являются более безопасными по сравнению с рентгеновской и магнитно-резонансной томографией и характеризуются меньшим количеством ограничений для проведения исследования. Однако существенным недостатком таких методов является не-достаточно высокая разрешающая способность. Это объясняется тем, что большинство существующих ультразвуковых диагностических систем основаны на законах линейной акустики. Одним из перспективных направлений исследований является разработка методов визуализации внутренних структур биологических объектов и определения размеров и границ неоднородностей на основе нелинейного взаимодействия акустического поля с биотканями. В работе рассмотрен способ повышения точности процесса локализации неоднородности в биообъекте. Для решения поставленной задачи используется метод замещения, основанный на вычислении отношения распределения амплитуды давления вторичного поля акустического волны, прошедшей через биологический объект, имеющий патологические включения к давлению вторичного поля волны, прошедшей через однородную среду с известными нелинейными характеристиками. В статье представлено выражение, описывающее распределение акустического давления поля вторичных источников, на основе которого были выполнены расчеты. Для проведения математического моделирования использовалась модель биообъекта состоящего из мышечной ткани и патологических включений (миомы). В рамках выполненного исследования вычислено отношение изменения давления вторичного поля для данной модели и однородной эталонной среды с известными характеристиками. Полученные данные представлены в виде контурных графиков, отражающих расположение неоднородности. Результаты расчетов показали большую эффективность использования метода замещения для процесса определения местоположения неоднородных включений в модели биообъекта по сравнению с методами визуализации, основанными на восстановлении распределения давления вторичного акустического поля. Показано, что использование метода замещения позволяет более точно определить границы неоднородностей. Поэтому метод замещения может быть использован для получения проекционных данных и восстановления распределения акустического нелинейного пара-метра в плоском срезе биологического объекта.

Лагута М.В., Вареникова А.Ю., Чернов Н.Н. «К вопросу выбора параметров акустического сигнала для визуализации структуры биологических тканей на основе нелинейного взаимодействия акустических волн» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 8, с. 40-46 (2019)

Рассматривается выбор оптимальных параметров акустической волны для ультразвуковой визуализации на основе нелинейных эффектов ее взаимодействия с биологическими тканями. Рассчитаны изменения давления второй гармоники при раз-личных значениях частоты и давления первой гармоники. В качестве модели рассматривалась среда, состоящая из следующих биотканей: жировая ткань, мышечная ткань, цельная печень, кровь, патологическая ткань (миома). Для жировой и мышечной тканей проведен расчет изменения расстояния разрыва акустической волны при различных параметрах зондирующего импульса основной частоты. Расчет значений расстояний разрыва выполнялся с целью определения наиболее оптимального соотношения начальных характеристик ультразвуковой волны и уровня второй гармоники акустического сигнала, позволяющего визуализировать распределение акустического нелинейного параметра.

Панич А.Е. «Отечественные пьезокерамические материалы для датчиков механических величин» Физические основы приборостроения, 8, № 1, с. 30-35 (2019)

В настоящее время существует широкая номенклатура пьезокерамических материалов (ПКМ), что позволяет создавать различные пьезоэлектрические устройства, среди которых важное значение для нужд промышленности имеют пьезодатчики механических величин (ПДМВ), которые служат для измерения вибрационного и ударного ускорений, динамического давления и силы и используют явление прямого пьезоэлектрического эффекта. Несмотря на постоянное совершенствование ПДМВ, их метрологические и эксплуатационные характеристики не всегда удовлетворяют все возрастающим техническим требованиям из-за отсутствия материалов с соответствующими электрофизическими параметрами, поэтому необходим выбор ПКМ с наиболее оптимальными электрофизическими и механическими характеристиками. Приведены параметры отечественных ПКМ, которые могут применяться при создании ПДМВ для диагностики сложных технических и технологических систем. Выбраны оптимальные критерии оценки сравнением свойств известных ПКМ для обеспечения заданных технических характеристик ПДМВ. Оценены возможности существующих ПКМ, включая новейшие разработки, и даны рекомендации по использованию различных ПКМ применительно к условиям эксплуатации ПДМВ. Сформулированы актуальные направления дальнейшего совершенствования ПКМ, которые базируются на создании новых низкотемпературных технологий синтеза ультрадисперсных порошков фаз системы ЦТС и низкотемпературных технологий изготовления на их основе керамических ПКМ с технологически регулируемой микроструктурой. Такой подход позволяет изменить алгоритм создания новых видов ПДМВ, в которых определяющую роль играют эксплуатационные параметры пьезопреобразователя с необходимым набором электрофизических параметров и их стабильностью к воздействию внешних факторов.

Зацерклянный О.В., Панич А.Е. «Пьезоэлектрические материалы для вибрационных преобразователей плотности вязких жидкостей» Физические основы приборостроения, 9, № 3, с. 46-51 (2020)

Описаны физические принципы и требования к системе возбуждения и измерения параметров колебаний вибропреобразователя плотномера вязких жидкостей. Представлены критерии выбора оптимальных пьезоматериалов для применения в вибропреобразователях плотности вязких сред. Представлены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность выбора пьезоматериалов.

Кравченко В.Ф., Луценко В.И., Луценко И.В., Ло Иян, Ань Н.С. «Имитационная модель акустических шумов процесса дыхания и технологии выделения сигнатур патологий легких» Физические основы приборостроения, 9, № 3, с. 64-77 (2020)

Представлены результаты экспериментального изучения статистических характеристик акустических шумов легких, как при нормальном их состоянии, так и при патологиях. Сделан вывод о возможности использования вложенных полумарковских процессов для описания нестационарных акустических шумов процесса дыхания, а также перспективности использования предложенной модели при мониторинге различных патологий легких. Предложены технологии выделения сигнатур шумов, при патологиях легких основанные на обработке усредненных спектров в различных фазах дыхания, текущих спектров и их моментных характеристик.

Баранов С.А., Киселев А.Ф., Курячий А.П., Сбоев Д.С., Толкачев С.Н., Чернышев С.Л. «Управление поперечным течением в трехмерном пограничном слое с помощью многоразрядной актуаторной системы» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 67-79 (2021)

В аэродинамической трубе выполнены эксперименты по управлению течением в трехмерном пограничном слое с помощью многоразрядной актуаторной системы. Пограничный слой создавался на стреловидной пластине с индуцированным продольным отрицательным градиентом давления. В актуаторной системе использовался приповерхностный барьерный разряд для создания однонаправленного объемного силового воздействия над протяженным участком поверхности пластины. Подтверждена возможность существенного уменьшения скорости поперечного течения и ослабления интенсивности стационарных вихрей его неустойчивости при воздействии актуаторной системы.

Смирнов Н.Н., Никитин В.Ф., Коленкина (Скрылева) Е.И., Газизова Д.Р. «Эволюция поверхности раздела фаз при вытеснении вязких жидкостей из пористой среды» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 80-93 (2021)

Проведено численное моделирование процесса вытеснения вязкой жидкости из пористой среды с учетом капиллярных эффектов. В каждый момент времени рассчитывается площадь поверхности раздела фаз. Изучено влияние определяющих параметров на изменение площади поверхности раздела фаз. Описаны эксперименты по вытеснению нефти водой из неокомских песчаников. Экспериментальные данные сопоставлены с результатами численного моделирования.

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.

Нумалов А.С., Преснов Д.А., Жостков Р.А. «Изучение ошибки измерений в методе микросейсмического зондирования» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 2050801_-1-2050801_-6 (2020)

Приведены результаты натурных экспериментальных работ по микросейсмическому зондированию Быстрянской площади Минусинской впадины с использованием автономных приёмников. Обработаны полевые материалы, построен глубинный разрез по методу микросейсмического зондирования. Полученный разрез был проинтерпретирован. Была изучена зависимость ошибки метода от числа длины записи. Описана процедура расчета зависимости этой статистической ошибки. Впервые проверена модификация автоматической отбраковки данных микросейсмического зондирования. Разработан и описан алгоритм, улучшающий качество обработанных данных. Проведено сравнение результатов, получаемых по старому и новому алгоритмам. Объяснены различия итоговых разрезов. Проведено сравнение и оценка распределения статистической ошибки на разрезе по обоим алгоритмам. Оценена перспективность метода для поиска месторождений газа. Предложена методика, значительно ускоряющая проведение полевых работ.

Цеханович А.И., Петросян С.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Шлирен-система для исследования структуры ультразвуковых полей в жидкости» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 2050802_-1-2050802_-8 (2020)

Описана шлирен-система, разработанная в Лаборатории медицинского и промышленного ультразвука МГУ для исследования структуры полей ультразвуковых излучателей. Представлены результаты компьютерного моделирования процесса прохождения светового пучка через область пространственно-временных неоднородностей показателя преломления в среде, созданных ультразвуковым излучателем, а также экспериментально полученные теневые картины с использованием непрерывной подсветки белым светом.

Козочкин М.П., Жедь О.В., Маунг Т.Х. «Исследование связей параметров вибраций, сопровождающих различные технологические процессы, с изменениями температурного режима» Контроль. Диагностика, 23, № 10, с. 56-63 (2020)

Успешный мониторинг технологических процессов с помощью контроля виброакустических сигналов во многом зависит от проработанности физических явлений, определяющих связи функциональных параметров технологического процесса с диагностическими признаками параметров вибраций. Рассматривается связь параметров вибраций с температурой в ядре технологических процессов.

Белоусов Н.Н., Варюхин В.Н., Вьюненко Ю.Н., Кулик И.А. «Особенности инициирования теплового и светового эффектов в условиях ультразвукового воздействия» Физика и техника высоких давлений, 27, № 1, с. 16-27 (2017)

Проведено инженерно-техническое усовершенствование ультразвуковой (УЗ) установки для осуществления инициирования теплового и светового эффектов в условиях комплексного влияния статического и динамического воздействий. Исследована амплитудная зависимость внутреннего трения сплава нитрида титана TiNi в исходном состоянии и после деформации 3-точечным изгибом. Найдена величина критической амплитуды ε_cr≥10^–4) выше которой наблюдается интенсивный УЗ-нагрев. Обнаружен нелинейный и гистерезисный характер температурных зависимостей декремента колебаний δ и квадрата резонансной частоты f². Установлена корреляция нелинейного поведения δ(T) и f² (T) с температурой мартенситного превращения. Исследован возврат деформации в продольных и кольцевых конструкциях из TiNi в условиях УЗ-инициирования обратимой памяти формы.

Ромашко Р.В., Кульчин Ю.Н., Стороженко Д.В., Безрук М.Н., Дзюба В.П. «Лазерная адаптивная векторно-фазовая гидроакустическая измерительная система» Квантовая электроника, 51, № 3, с. 265-271 (2021)

Разработана и экспериментально реализована адаптивная лазерная векторно-фазовая гидроакустическая измерительная система, которая обеспечивает определение полного вектора акустической интенсивности. Приемный элемент системы состоит из шести разнесенных в пространстве волоконно-оптических катушечных датчиков. Фазовая демодуляция сигналов, полученных на выходе датчиков, осуществляется с помощью шестиканального адаптивного голографического интерферометра, построенного на основе фоторефрактивного кристалла CdTe, в котором формируются шесть динамических голограмм. Проведены экспериментальные исследования разработанной измерительной системы для определения пеленга и локализации источника слабого гидроакустического поля.

Хитерхеева Н.С., Дамдинов Б.Б. «Использование ультразвуковых концентраторов резонансной длины в нанотехнологии» Вестник Бурятского государственного университета. Выпуск: Химия, Физика, № 2-3, с. 104-112 (2018)

Исследованы возможности повышения эффективности ультразвуковых колебаний. Приводится методика определения резонансной длины цилиндрического концентратора. Метод основан на решении волнового уравнения с помощью теории и функции комплексного переменного. Правильный выбор формы и размеров концентратора приводят к увеличению области кавитации. Правильность расчетов подтверждена экспериментом.

Кутень М.М., Бобров А.Л. «Исследование поведения амплитуды сигналов различных источников при акустикоэмиссионном контроле» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 45-50 (2020)

Исследованы изменения амплитуды сигналов дискретной акустической эмиссии (АЭ) от источников разного типа, в том числе усталостных трещин. Для прогнозирования работоспособного состояния большое значение имеет анализ параметров дискретной АЭ несквозных дефектов в ответственных объектах, например, сосудах, трубопроводах, объектах авиационной техники, строительных конструкциях и т.п. Идентификация типов дефектов по параметрам акустико-эмиссионного контроля является актуальной практической задачей. В статье представлены результаты нагружения группы образцов, изготовленных из низколегированных и низкоуглеродистых сталей, с концентраторами напряжений при различных условиях воздействия, а именно, осуществлялись статическое, циклическое и комбинированное типы воздействий. Цель работы заключалась в анализе частоты распределения сигналов от одного источника, находящегося на разных этапах развития, по амплитудам. Результаты исследования позволяют использовать эмпирические зависимости, характеризующие связь параметров дефекта с характеристиками АЭ, при поиске критерия определения типа дефекта, а также стадии его развития. В ходе работы было установлено, что развивающаяся трещина характеризуется степенным распределением сигналов по амплитудам. Увеличению надежности идентификации типа дефекта, а также его отысканию, способствует использование данных циклических испытаний. Кроме того, полученные данные позволяют использовать амплитудное распределение сигналов для идентификации некоторых типов источников, таких как трещины, на фоне АЭ от других источников. Также данные исследований позволяют осуществлять восстановление некоторых потоковых параметров дискретной АЭ. Применение данных АЭ контроля для оценки опасности дефектов в объекте возможно только при использовании вероятностных методик оценки и совмещения результатов с данными других методов неразрушающего контроля.

Minasyan B.J., Odabashyan L.A., Baghdasaryan Zh.A., Babajanyan A.Zh., Lee K. «Computer modeling of microwave stripline resonators for non-invasive sensing» Ученые записки Ереванского государственного университета, физико-математических наук, 53, № 1, с. 60-64 (2019)

Экспериментально и численно изучался микроволновый полосковый сенсор квадратной и двойной квадратной форм, предназначенный для бесконтактных измерений в реальном времени. Микроволновый S-параметр для квадратного резонатора имеет минимум на частоте 4,32 ГГц для S₂₁, а для двойного квадратного резонатора – на частотах 3,5 ГГц для S₂₁ и 5,85 ГГц для S₁₁. По данным компьютерного моделирования, максимальная чувствительность составляет –0,023 дБ/(мг/дл) (глюкоза) для квадратного резонатора и 0,0143 дБ/(мг/дл) (хлорид натрия) для двойного квадратного резонатора. Распределение электромагнитных полей резонаторов визуализировалось и сравнивалось при помощи программы компьютерного симулирования HFSS. Полученные результаты показывают удовлетворительную точность таких резонаторов как неинвазивных сенсоров в биофизических приложениях.

Кузнецов А.А., Лунев В.В. «Нагрев тонкого осторого клина в сверхзвуковом потоке» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 115-119 (2021)

Рассматривается задача о нагреве тонкого острого клина, внезапно погруженного в высокотемпературный сверхзвуковой поток при ламинарном или турбулентном режиме теплообмена на его поверхности. Проведен математический анализ поведения решения в окрестности особой точки в носке клина. Получено соответствующее численное решение задачи.

Фролов В.Э., Яицков И.А. «Экспериментальные исследования шума и вибрации на участках обкатки двигателей внутреннего сгорания и тяговых электродвигателей машиностроительных предприятий» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 3, с. 271-278 (2020)

Приведены результаты экспериментальных исследований виброакустических характеристик двигателей внутреннего сгорания и тяговых электродвигателей, создаваемых ими на участках обкатки машиностроительных предприятий. Это позволяет определить спектральный состав шума и вибраций и предложить инженерно-технические мероприятия по доведению виброакустических характеристик до санитарных норм.