Гришин М.Я., Леднёв В.Н., Першин С.М., Капралов П.О. «Ультракомпактный флуоресцентный лидар на базе диодного лазера (405 нм, 150 мВт) для зондирования акваторий и подстилающей с квадрокоптера» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 3-6 (2021)

Разработан ультракомпактный (∼300 г) флуоресцентный лидар на базе диодного лазера (405 нм, 150 мВт) и дифракционного миниспектрометра с линейкой фотодиодов. Натурный эксперимент по зондированию растительности с квадрокоптера показал перспективность автономного мониторинга больших площадей для раннего обнаружения очагов поражения посевных угодий.

Дудай П.В., Зименков А.А., Ивановский А.В., Климушкин К.Н., Краев А.И., Куделькин В.Б., Мамышев В.И., Полюшко С.М., Цибиков З.С., Шаповалов Е.В. «Дисковые взрывомагнитные генераторы нового поколения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 7-10 (2021)

Одним из примеров реализации принципа магнитной кумуляции явилось создание в 1980-х годах под руководством В.К. Чернышева уникальных устройств – дисковых взрывомагнитных генераторов, генерирующих рекордные токи до 300 МА. Попытки реализации их аналогов за рубежом до сих пор не увенчались успехом. В работе представлены результаты исследований, завершившихся созданием нового поколения дисковых взрывомагнитных генераторов малого класса с эффективностью преобразования энергии взрывчатого вещества в энергию магнитного поля, более чем в два раза превышающую ранее достигнутый уровень.

Колесников В.И., Лавров И.В., Бардушкин В.В., Сычев А.П., Яковлев В.Б. «Обобщенное приближение Максвелла–Гарнетта для текстурированных матричных композитов с включениями в оболочке» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 11-16 (2021)

Предложено обобщение приближения Максвелла–Гарнетта для текстурированного матричного композита, состоящего из эллипсоидальных включений с оболочкой. С помощью указанного обобщенного приближения получено выражение для тензора эффективной диэлектрической проницаемости рассматриваемой среды. Показано, что в случае матричного композита со сферическими включениями в оболочке данное выражение совпадает с формулой, полученной в обобщенном приближении эффективного поля с выбором матрицы в качестве среды сравнения.

Мандель А.М., Ошурко В.Б., Першин С.М., Карпова Е.Е., Артёмова Д.Г. «О лазере с перестраиваемой частотой на тонких полупроводниковых квантовых кольцах» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 17-21 (2021)

Установлено, что тонкие полупроводниковые квантовые кольца во внешнем магнитном поле могут обладать уникальными селекционными свойствами: подбирая тип гетероструктуры и геометрические параметры кольца, можно свести его энергетический спектр к единственному одноэлектронному состоянию с заранее определенной энергией связи и орбитальным и спиновым моментом. Во внешнем магнитном поле можно дискретно менять эту энергию связи, изменяя величину поля. Обсуждается идея создания эффективного лазера с активной средой на тонких полупроводников квантовых кольцах с дискретно перестраиваемой частотой.

Чашечкин Ю.Д., Якуш С.Е., Ильиных А.Ю. «Группы брызг импакта капли воды, свободно падающей в расплавленный металл» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 22-26 (2021)

Изменения состава групп капелек (брызг), вылетающих при падении в тигель с расплавом металла (сплав Розе при температуре 200°С) капли воды диаметром D=0.42 см со скоростью U=3.3 м/с, впервые прослежены методами фото- и видеорегистрации. В режиме образования всплеска группы мелких капелек воды последовательно выбрасываются с вершин шипов на пелене вокруг области первичного контакта, затем с шипов на кромке слоя растекания воды. Далее капельки воды вылетают вертикально и наклонно с вершин коротких струек – стримеров. Группы мелких капелек образуются при разрыве крупных пузырей. После формирования всплеска и отрыва его вершины с взвешенными газовыми пузырьками наблюдается выброс капель воды и составных капель, состоящих из металлического ядра и водной оболочки. На последней стадии наряду со струйками воды наблюдаются более редкие стримеры, состоящие из расплава, с вершин которых вылетают капельки металла. Прослежена геометрия каверны и слоя вскипающей воды растекающейся капли.

Аристов В.В., Строганов А.В., Ястребов А.Д. «Применение модели кинетического типа для изучения пространственного распространения COVID-19» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 27-32 (2021)

Предлагается одномерная модель на основе уравнения кинетического типа для изучения динамической плотности распределения носителей вируса во времени и пространстве с учетом их миграции из выделенного центра. Данная модель является новой и принципиально отличается от известных моделей типа диффузия-реакции. Строится аналитическое решение; для получения серии расчетов применяются и численные методы. Производится сравнение модельных и реальных данных в Италии, России и Чили. Помимо скорости заражения, вводится в рассмотрение “скорость выздоровления”. При прохождении волны выздоровления по территории с большей частью населения страны делается вывод о начале глобального выздоровления, что соответствует реальным данным. Предсказания оказываются точными и для второй волны пандемии в России. Ожидается, что модель способна адекватно описать не только развитие COVID-19, но и последующих эпидемий.

Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. «Блочные элементы в граничных задачах для систем дифференциальных уравнений механики и физики в неклассических областях» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 33-39 (2021)

Развивается новый, позволяющий значительно расширить класс граничных задач для линейных систем дифференциальных уравнений в частных производных с постоянными коэффициентами в неклассических областях, которые можно точно решать методом блочного элемента. Разработанный в методе блочного элемента новый, координатный, дополняющий интегродифференциальный, метод удовлетворения граничных условий завершает построение точных решений исходных граничных задач, разложенных по блочным элементам. Подход охватывает многие системы уравнений в частных производных с постоянными коэффициентами механики деформируемого твердого тела, гидромеханики, электромагнитных полей и других наук, для которых можно строить точные решения граничных задач в неклассических областях. Приводятся примеры реализации подхода. Ключевые слова: метод блочного элемента, граничные задачи, системы дифференциальных уравнений, термоупругость, преобразование Галёркина, уравнения Ламе

Бакулин В.Н., Борзых С.В. «Аналитические оценки движения и упругих колебаний конструкций отделяемых створок обтекателей ракетно-космических систем» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 40-45 (2021)

Получены уравнения и построена модель для исследования динамики процесса отделения створок обтекателей ракетно-космических систем. На основе предположения о малости угловой скорости вращения створок в процессе отделения по сравнению с низшими частотами их собственных колебаний получены две независимые группы аналитических соотношений, одна из которых описывает пространственное движение створок как целого относительно ракеты-носителя, а вторая – упругие колебания на участке разворота относительно осей, зафиксированных на носителе. На основании полученных соотношений первой группы строятся траектории движения створок в процессе отделения. Во второй группе уравнений исследованы зависимости уровня возбуждения колебаний створок от разновременности включения двигателей отделения и/или разброса характеристик толкателей.

Бакулин В.Н., Недбай А.Я. «Динамическая устойчивость трехслойной цилиндрической оболочки, подкрепленной кольцевыми ребрами и пустотелым цилиндром, при действии внешнего пульсирующего давления» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 46-52 (2021)

Предложена модель для исследования динамической устойчивости трехслойной цилиндрической оболочки с несимметричным пакетом композитных несущих слоев и легким заполнителем, подкрепленной кольцевыми ребрами и упругим пустотелым цилиндром, при действии осевых сил и внешнего пульсирующего давления. Впервые получены уравнения и рассмотрены основные этапы решения задачи c помощью предложенной комбинации методов. Для произвольно расположенных неодинаковых ребер задача сводится к решению системы уравнений относительно амплитудных значений двух окружных и радиального перемещений оболочки в местах установки ребер. При равномерно расположенных одинаковых ребрах характеристическое уравнение для определения критических частот представляет систему трех алгебраических уравнений. Впервые построены зависимости критических частот главных областей неустойчивости и исследовано влияние на них параметров цилиндра и ребер. Разработанная оригинальная математическая модель позволяет впервые провести анализ одновременного влияния ребер и цилиндра на границы областей неустойчивости и определить возникновение параметрического резонанса, приводящего к разрушению корпуса двигателя летательного аппарата.

Буров А.А., Никонова Е.А. «Производящая функция компонент тензора Эйлера–Пуансо» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 53-56 (2021)

Вводятся функции, позволяющие вычислять компоненты тензора Эйлера–Пуансо с помощью дифференцирования. Роль этих функций аналогична роли производящих функций в математической статистике, позволяющих вычислять статистические моменты любого порядка. Обсуждаются свойства этих функций.

Назаров С.А. «О сущности "черных дыр" для упругих волн в телах с пикообразными заострениями» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 57-61 (2021)

Эффект “черной дыры” для упругих волн, обнаруженный М.А. Мироновым и детально изученный последователями, обычно связывается с распространением упругих волн вдоль пикообразного заострения деформируемого тела, т.е. пик абсорбирует энергию упругих колебаний и не возвращает ее в массивную часть тела. Вместе с тем идеальный пик изготовить невозможно, и в реальных конструкциях его кончик затуплен. Сглаживание заострения коренным образом изменяет строение спектра: уничтожает непрерывную его компоненту, но провоцирует концентрацию частот собственных колебаний в среднечастотном диапазоне. В сообщении указаны асимптотические формулы для собственных чисел балки Кирхгофа с истончающимся концом, и на их основе разъяснен новый, фактический, механизм действия “черной дыры”, а именно, затупленный пик, в котором длительное распространение волн невозможно, производит захват волн на “почти всех” частотах в достаточно широком диапазоне спектра. Улучшение качества заострения способствует усилению концентрации собственных чисел и увеличению зоны ее проявления.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Линии равных фаз звукового давления в пространственно-частотной области гидроакустического поля» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 62-66 (2021)

Впервые показано существование линий равных фаз в пространственно-частотной области и получено дифференциальное уравнение для их расчета применительно к комплексным спектрам звуковых сигналов в волноводе. Показано, что такие линии связаны с фазовым инвариантом, аналогичным известному интерференционному инварианту Чупрова, но имеющему иной физический смысл: они рассчитываются на фазовой плоскости, а не с использованием поля интенсивности. Эти линии постоянной фазы устойчивы, слабо зависят от условий распространения сигналов и позволяют выполнять оптимизированную обработку слабых сигналов для их обнаружения на фоне помех.

Руденко О.В. «Нелинейная диагностика, акустическое взвешивание, молоточек Андреева и зондовые микроскопы» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 67-72 (2021)

Описан способ диагностики, базирующийся на “акустическом взвешивании” листовых материалов. Масса дефекта или дефицит массы определяют сдвиг частоты колеблющейся мембраны. Описан измерительный прибор академика Н.Н. Андреева, изобретенный им в 1925 г. и основанный на эффекте “дребезжания” за счет “подпрыгивания” небольшого груза, лежащего на телефонной мембране. Рассчитаны гармоники, появляющиеся при достаточно больших амплитудах колебаний. Показано, что гармоники могут возникать и при работе современных высокоточных приборов, например, туннельного и атомно-силового микроскопов.