Балега Ю.Ю., Барышев А.М., Бубнов Г.М., Вдовин В.Ф., Вдовичев С.Н., Гунбина А.А., Дмитриев П.Н., Дубрович В.К., Зинченко И.И., Кошелец В.П., Лемзяков С.А., Нагирная Д.В., Рудаков К.И., Смирнов А.В., Тарасов М.А., Филиппенко Л.В., Хайкин В.Б., Худченко А.В., Чекушкин А.М., Эдельман В.С., Юсупов Р.А., Якопов Г.В. «Сверхпроводниковые приёмники для космических, аэростатных и наземных субтерагерцовых радиотелескопов» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 63, № 7, с. 533-556 (2020)

Дан обзор как собственных оригинальных результатов разработки сверхпроводниковых приёмников для субтерагерцовой астрономии, так и основных лидирующих концепций мирового приборостроения в этой сфере. Проведённый анализ актуальных астрономических задач, исследований микроволнового астроклимата и задел в создании аппаратуры для субтерагерцовых радиоастрономических наблюдений обосновывают необходимость и возможность реализации в России крупного инфраструктурного проекта создания субтерагерцового инструмента, а также активизации реализации осуществляющихся в настоящее время проектов «Миллиметрон» и «Суффа». Представлены следующие результаты: 1) разработаны и апробированы сверхпроводниковые когерентные приёмники и широкополосные детекторы субтерагерцового диапазона частот для космических, аэростатных и наземных радиотелескопов; 2) созданы, изготовлены и исследованы сверхчувствительные приёмные системы на основе туннельных структур сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник и сверхпроводник-изолятор-нормальный металл-изолятор-сверхпроводник (СИНИС); 3) реализован приёмник на основе СИНИС-детекторов с микроволновой системой считывания для таких структур; 4) разработаны методы изготовления высококачественных туннельных структур Nb/AlО_х/Nb и Nb/AlN/NbN на основе плёнок ниобия с плотностью тока до 30 кА/см². В диапазоне от 200 до 950 ГГц созданы и испытаны приёмники с шумовой температурой, которая лишь в 2–5 раз превышает квантовый предел.

Баженов В.Г., Казаков Д.А., Нагорных Е.В., Осетров Д.Л., Рябов А.А. «Моделирование поведения упругопластических стержней при растяжении-кручении и построение их диаграмм деформирования до разрыва с учетом вида напряженно-деформированного состояния» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 23-28 (2021)

В научной литературе нет четкого вывода о достоверности “гипотезы единой кривой” при больших деформациях из-за сложностей экспериментального анализа неоднородного напряженно-деформированного состояния (НДС). Авторами разработан экспериментально-расчетный метод, в котором интегральные характеристики (обобщенные силы и перемещения) процесса деформирования определяются экспериментально, а изменения неоднородного НДС – численно. Метод позволил установить существенную зависимость диаграмм деформирования при растяжении и кручении от вида напряженного состояния для сталей 09Г2С, 10ХСНД и 10Г2ФБЮ при умеренных и больших деформациях и заметно уточнить результаты численного моделирования процессов упругопластического деформирования стержней при комбинированных нагружениях растяжением-кручением. Предложенный быстросходящийся алгоритм применим для построения диаграмм деформирования и при других видах квазистатического и динамического нагружения: сжатии, пенетрировании, изгибе и др.

Смирнов Н.Н., Киселев А.Б., Тюренкова В.В., Назаренко А.И., Усовик И.В. «Анализ разрушения и фрагментации космических аппаратов при высокоскоростных столкновениях» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 11-12, с. 22-31 (2020)

Из-за деятельности человека в космосе появилась новая проблема – космический мусор, образованный ступенями ракет, изменившими свою орбиту спутниками и другими неуправляемыми космическими объектами. Уже сейчас космический мусор представляет значительную угрозу для космических полетов и долгосрочных орбитальных миссий. Поэтому на сегодняшний день защита космических аппаратов от возможного столкновения с фрагментами космического мусора является актуальной задачей. Например, защита от крупных фрагментов космического мусора на международной космической станции происходит путем коррекции ее орбиты. Такая стратегия защиты требует разработки эффективной модели прогнозирования и анализа движения космического мусора с учетом взаимных столкновений космических объектов различных размеров. Данная статья посвящена созданию математической модели, описывающей соударение и разрушение космических объектов при их высокоскоростном соударении

Назаров В.Е., Кияшко С.Б. «Нелинейные акустические эффекты в поликристаллических твёрдых телах с частотно-зависимым насыщением гистерезисных потерь» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 64, № 5, с. 366-372 (2021)

На основе модификации модели квазистатического гистерезиса Давиденкова предложено динамическое уравнение состояния поликристаллических твёрдых тел с частотно-зависимым насыщением эффектов амплитудно-зависимого внутреннего трения. Методом возмущений исследовано нелинейное распространение первоначально гармонических продольных упругих волн в стержнях из таких материалов. Проведён численный и графический анализ полученных решений и выявлены амплитудно-частотные зависимости нелинейных акустических эффектов.

Назаров В.Е. «Нелинейные акустические эффекты в поликристаллических твердых телах с дислокациями» Журнал технической физики, 90, № 12, с. 2085-2097 (2020)

В рамках модифицированной линейной части дислокационной теории поглощения Гранато-Люкке получено уравнение состояния для поликристаллических твердых тел с дислокационной диссипативной и реактивной акустической нелинейностью. Проведено теоретическое исследование нелинейных эффектов, связанных с влиянием статической нагрузки и мощной низкочастотной стоячей упругой волны в стержневом резонаторе на распространение слабой (пробной) волны, а также эффектов самовоздействия интенсивной бегущей волны и генерации ее третьей гармоники. Ключевые слова: поликристаллы, дислокационная теория поглощения, диссипативная и реактивная нелинейности, упругие волны.

Назаров С.А. «Распространяющиеся и стоячие волны Рэлея около шеренг заклепок, соединяющих пластины Кирхгофа» Сибирский математический журнал, 62, № 4, с. 1339-1356 (2021)

Показано, что около периодических шеренг заклепок, соединяющих две пластины Кирхгофа и моделируемых при помощи точечных условий сопряжения Соболева, возникают волны Рэлея, распространяющиеся вдоль шеренг, но экспоненциально затухающие в перпендикулярном направлении. При дополнительных геометрических условиях обнаружены стоячие (периодические) волны, которые не переносят энергию.

Егоров И.В., Динь К.Х., Нгуен Н.К., Пальчековская Н.В. «Численное моделирование взаимодействия волны Маха и сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине с острой передней кромкой» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 52, № 3, с. 18-28 (2021)

Представлены результаты численного моделирования взаимодействия слабой ударной волны и ламинарного ПС на плоской пластине с острой передней кромкой при числе Маха набегающего потока М=2.5. Решаются полные уравнения Навье–Стокса с применением монотонной разностной схемы третьего порядка точности. Использована математическая модель волны, порождаемой неровностью на стенке рабочей части АДТ. Приводится спектральный анализ численных возмущений в различных областях потока.

Невзоров А.А., Перченко С.В., Станкевич Д.А. «Экспериментальное исследование перестраиваемого акустического фазовращателя» Письма в Журнал технической физики, 47, № 18, с. 11-14 (2021)

Приводятся результаты численного и экспериментального исследования акустического фазовращателя на основе цепочки прямоугольных резонаторов Гельмгольца. Регулирование фазы прошедшей акустической волны осуществляется путем одновременного изменения объемов резонаторов с помощью шагового двигателя. В результате эксперимента установлено, что разработанный акустический фазовращатель позволяет манипулировать фазовым сдвигом волны в пределах 0–2π в диапазоне частот 2–2,5 кГц, при этом изменение амплитуды давления на выходе составляет не более 30%. Фазовращатель может быть использован в качестве ячейки перестраиваемой акустической метаповерхности. Ключевые слова: акустика, управление волной, фазовращатель, метаповерхность.

Кидяров Б.И., Колосовский Е.А., Царев А.В., Неизвестный И.Г., Асеев А.Л., Латышев А.В., Чаплик А.В., Двуреченский А.В. «Научное наследие С. В. Богданова» Автометрия, 57, № 5, с. 106-110 (2021)

Посвящается известному учёному-физику, основателю школы акустоэлектроники и акустооптики, члену-корреспонденту РАН Сергею Васильевичу Богданову в связи со столетием со дня рождения (02.08.1921–14.02.2017).

Нейланд В.Я. «Асимптотическая теория взаимодействия пограничного слоя с бегущей ударной волной» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 51, № 2, с. 18-23 (2020)

Сформирована теория взаимодействия ламинарного пограничного слоя с бегущей вверх или вниз по потоку ударной волной. Найден параметр подобия и приведены решения некоторых задач, позволяющих определить зависимость критического перепада давления, вызывающего отрыв пограничного слоя, от скорости движения волны. Показано существенное отличие картины течения при движении волны вниз по потоку от реализующейся при движении вверх по потоку.

Непеина К.С., Ан В.А. «Годографы сейсмических волн от подземных взрывов на острове Амчитка» Акустический журнал, 67, № 6, с. 650-658 (2021)

Приводятся параметры времен пробега сейсмических волн от трех событий искусственного происхождения, полученные из архива Института динамики геосфер (ИДГ РАН). Для исследования выбраны подземные ядерные испытания (Long Shot, Milrow и Cannikin), с магнитудами 6.1<m_b<6.8, проведенные Соединенными Штатами Америки с 1965 по 1971 гг. на острове Амчитка Алеутской дуги. Исследование содержит результаты наблюдений, полученных с различных типов сейсмических каналов. Построены годографы и получены линейные уравнения распространения продольных волн для эпицентральных расстояний Δ∼8–85° и Δ∼134–160°. Сделаны оценки интегральной скорости верхней мантии и внешнего ядра Земли. Значения времени пробега волн предназначены для дальнейших исследований сейсмических волн от источников искусственного происхождения неглубокого заложения (701–1791 м) и уточнения строения Земли.

Нестеренко А.Р. «Знаковые объекты горной гряды сундуки – древние обсерватории или творение природы?» Природа, № 3, с. 38-49 (2021)

Хмелев В.Н., Голых Р.Н., Нестеров В.А., Боченков А.С., Шалунов А.В. «Компьютерное моделирование ультразвуковой агломерации субмикронных частиц с учетом вихревого движения несущей среды» Южно-Сибирский научный вестник, № 5, с. 165-170 (2021)

Представлены результаты численного эксперимента, показывающие, что акустические потоки, формирующиеся в резонансном газовом промежутке, обеспечивают повышение эффективности агломерации субмикронных частиц не менее 4 раз. Разработана численная модель процесса ультразвуковой агломерации, впервые учитывающая вихревое движение взвешенных частиц в акустических потоках.

Томозова М.С., Нечаев Д.И., Милехина О.Н., Супин А.Я. «Различение звуковых сигналов с гребенчатыми спектрами в присутствии дополнительных сигналов» Сенсорные системы, 35, № 3, с. 228-235 (2021)

Исследовали различение звуковых сигналов (тестового и референтного) с гребенчатой структурой спектра в условиях, когда на тестовый и референтный сигналы накладывался дополнительный сигнал. В тестовом сигнале каждые 400 мс происходила реверсия фазы гребней. Референтный сигнал имел либо гребенчатый спектр (та же плотность гребней, что в тестовом сигнале, но без изменения фазы гребней), либо спектр с неразличимой гребенчатой структурой. Дополнительный сигнал имел ту же спектральную полосу и тот же уровень, что тестовый и референтный сигналы, и имел спектр либо плоский, либо гребенчатый с плотностью гребней от 2 до 7 цикл/окт. При гребенчатом референтном сигнале разрешение плотности гребней составило 8.7 цикл/окт в контроле (без наложения дополнительного сигнала), 8.5 цикл/окт при плоском дополнительном сигнале и от 8.6 до 9.2 цикл/окт при дополнительном сигнале с плотностью гребней от 2 до 7 цикл/окт; отличия этих значений от контроля не были статистически достоверны. При референтном сигнале с неразличимой спектральной структурой разрешение плотности гребней в тест-сигнале составило 51.0 цикл/окт в контроле, 16.7 цикл/окт при плоском дополнительном сигнале и от 11.0 до 11.1 цикл/окт при дополнительном сигнале с плотностью гребней от 2 до 7 цикл/окт; отличия всех этих значений от контроля были статистически достоверны. Из данных следует, что наложение дополнительного сигнала вызывает эффекты, связанные со спектральным рисунком дополнительного сигнала, причем эти эффекты различны для спектрального и временного механизмов частотного анализа, участвующих в различении сигналов.

Биккулова Н.Н., Горемычкин Е.А., Акманова Г.Р., Курбангулов А.Р., Биккулова Л.В., Сафаргалиев Д.И., Нигматуллина Г.Р., Алымов М.И. «Динамика решетки теллуридов меди и серебра» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 3-6 (2021)

Впервые представлены результаты исследований теллуридов меди и серебра методом неупругого рассеяния нейтронов при температуре 300 K в несуперионной фазе. Впервые получены динамические структурные факторы, обобщенные плотности фононных состояний и определены величины низкоэнергетических мод данных соединений. Фононные спектры теллуридов меди и серебра имеют особенности, характерные для структурно-разупорядоченных соединений. Вид фононного спектра в несуперионном состоянии характеризуется большой плотностью фононных мод в области малых частот.

Никитаев В.Г., Проничев А.Н., Тамразова О.Б., Сергеев В.Ю., Лим А.О., Козлов В.С. «Модель обнаружения глобул на изображениях новообразований кожи» Математическое моделирование, 33, № 10, с. 83-95 (2021)

Статья посвящена цифровой обработке изображений новообразований кожи для обнаружения значимых при диагностике меланомы структурных элементов – глобул (глыбок, комков). Предложена новая модель обработки, позволяющая в разноконтрастных изображениях устойчиво выделять глобулы без необходимости выполнения ручной подстройки параметров. Представлены результаты эксперимента, подтверждающие адекватность модели. Точность распознавания глобул составила от 81 до 89% в зависимости от контрастности исходных изображений. Экспериментальная выборка изображений содержала 2868 глобул.

Никитин Г.В., Семенов К.В., Шишкалов А.В., Леонтьев А.В. «Метод распознавания структурного элемента "номер по порядку" в протокольных блоках с мультиплексированием речевых данных в спутниковых системах связи» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 11-12, с. 9-18 (2021)

Рассмотрены особенности структурного элемента «номер по порядку» протокольных блоков, формируемых протоколом мультиплексирования речевых данных на прикладном уровне сетевого оборудования спутниковых систем связи (ССС). Предложен информативный признак распознавания данного структурного элемента в протокольных блоках данных (ПБД). Информативный признак основан на оценке разработанного показателя постоянства приращения значений числовой последовательности, образованной двоичными символами ПБД с помощью окна анализа. Представлены результаты имитационного моделирования при различных задержках в буфере сетевого оборудования и значений вероятности битовой ошибки в принимаемом цифровом потоке. Предложен метод распознавания структурного элемента «номер по порядку» и проведена оценка ошибок распознавания первого и второго рода.

Гришин М.Я., Леднёв В.Н., Сдвиженский П.А., Павкин Д.Ю., Никитин Е.А., Бункин А.Ф., Першин С.М. «Лидарный мониторинг влажности биологических объектов» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 7-11 (2021)

Впервые проведены эксперименты по лазерному дистанционному зондированию влажности биологических объектов, имеющих важное значение для агропромышленности. Зондирование проводили с помощью разработанного в ИОФ РАН флуоресцентного лидара на базе импульсного твердотельного лазера (527 нм, 5 нс, 1 кГц, 200 мкДж/имп) и стробируемой камеры с усилителем яркости. Зарегистрированы спектры лазерной флуоресценции различных биологических объектов растительного происхождения при различном значении влажности. Потеря воды сопровождалась деградацией биологических пигментов, что приводит к неравномерному увеличению интенсивности полос в спектре флуоресценции для разных спектральных диапазонов. Показано, что отношение спектральных полос хлорофилла а (680 нм) и протохлорофиллида (630 нм) имеет наилучшую корреляцию с остаточной влажностью, что открывает перспективное направление лидарного измерения и мониторинга влажности/сухого вещества в силосе или многолетних травах.

Босняков С.М., Маленко В.В., Морозов А.Н., Николаев М.А., Ливерко Д.В. «Экспериментальное исследование низкочастотных пульсаций в слое смешения струи натурной аэродинамической трубы при наличии и отсутствии вихрегенераторов» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 52, № 3, с. 46-57 (2021)

Дано описание методологии эксперимента по исследованию низкочастотных пульсаций полного давления в слое смешения струи натурной аэродинамической трубы. Приведены результаты калибровки применяемых датчиков и схема установки для визуализации потока. Сопоставлены результаты современного эксперимента с данными, полученными в 1939 г. Обсуждаются новые оценки границ струи в свете необходимости испытаний моделей большого масштаба. Отмечено, что кабина аэродинамических весов, расположенная в рабочей части трубы, не оказывает критического влияния на качество потока. Сопоставлены спектры пульсаций полного давления в окрестности диффузора при наличии и отсутствии вихрегенераторов.

Новиков В.С., Кузнецов С.М., Кузьмин В.В., Прохоров К.А., Сагитова Е.А., Дарвин М.Е., Ладеманн Ю., Устынюк Л.Ю., Николаева Г.Ю. «Анализ природных и синтетических соединений, содержащих полиеновые цепи, методом спектроскопии комбинационного рассеяния» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 26-33 (2021)

Проведен теоретический анализ зависимости спектров комбинационного рассеяния молекул, содержащих полиеновые цепи, от длины сопряжения, структуры боковых и концевых групп и типа изомера.

Егоров И.В., Кунсик К., Новиков А.В. «Моделирование обтекания носовой части спускаемого космического аппарата в атмосфере Марса» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 52, № 4, с. 20-33 (2021)

Исследуется гиперзвуковое обтекание носовой части спускаемого космического аппарата «ЭкзоМарс» в атмосфере Марса. Моделирование основано на численном решении полных уравнений Навье–Стокса для осесимметричного случая с учетом неравновесных химических процессов и равновесного возбуждения внутренних степеней свободы молекул для смеси газа, соответствующей атмосфере Марса. Для трех траекторных точек анализируется высокотемпературное течение газа в ударном слое около наветренной поверхности аппарата. Рассмотрены предельные случаи каталитической активности поверхности тела.

Новиков В.С., Кузнецов С.М., Кузьмин В.В., Прохоров К.А., Сагитова Е.А., Дарвин М.Е., Ладеманн Ю., Устынюк Л.Ю., Николаева Г.Ю. «Анализ природных и синтетических соединений, содержащих полиеновые цепи, методом спектроскопии комбинационного рассеяния» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 26-33 (2021)

Проведен теоретический анализ зависимости спектров комбинационного рассеяния молекул, содержащих полиеновые цепи, от длины сопряжения, структуры боковых и концевых групп и типа изомера.

Бугаев М.А., Новиков И.Д., Репин С.В., Шелковникова А.А. «Гравитационное линзирование и тени кротовой норы» Астрономический журнал, 98, № 12, с. 971-979 (2021)

Рассмотрена задача об искривлении и рассеянии лучей света, проходящих снаружи входа в кротовую нору с нулевой гравитационной массой. Исследованы процесс захвата лучей кротовой норой и процесс образования тени при освещении ее стандартным экраном. Проведено сравнение этих процессов в случае движения лучей света в окрестности черной дыры Шварцшильда.

Бондарев А.Е., Бондаренко А.В., Галактионов В.А., Жуков В.Т., Мануковский К.В., Новикова Н.Д., Феодоритова О.Б. «Численное исследование влияния преграды на обтекание вертикально-осевой ветротурбины» Математическое моделирование, 33, № 11, с. 61-76 (2021)

Представлены результаты численного моделирования вертикально-осевой ветротурбины на основе решения трехмерных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса с моделью турбулентности Спаларта–Аллмареса. Для ветротурбины геликоидного типа с тремя спирально закрученными лопастями приведены результаты параметрических расчетов вязкого сжимаемого обтекания в условиях, моделирующих городскую инфраструктуру.

Ногин В.Н. «Задача об отражении центрированной волны разрежения от "мягкого" поршня» Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов, № 3, с. 34-41 (2021)

Получено аналитическое решение задачи об отражении центрированной волны разрежения в идеальном газе от поршня, на котором задано постоянное давление. Волна разрежения отражается от поршня в виде волны сжатия, которая движется по спадающему профилю плотности и на некотором расстоянии от поршня превращается в ударную волну. Рассмотрена структура течения в отраженной волне для случаев, когда показатель адиабаты равен γ=(2r+3)/(2r+1), где r – целое положительное число. Для значений r=0, 1, 2 решение представлено в виде аналитических формул. Найдены условия возникновения разрывав решении. Показано, что в зависимости от значения давления на левой границе разрыв возникает либо в области общего решения, либо в отраженной простой волне. Полученное решение может быть использовано в качестве теста для численных методик