Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Ф

Фарфель В.А.

 

Бритенков А.К., Фарфель В.А., Боголюбов Б.Н. «Сравнительный анализ электроакустических характеристик компактных низкочастотных гидроакустических излучателей высокой удельной мощности» Прикладная физика, № 3, с. 72-77 (2021)

Анализируются характерные особенности и принципиальные различия электроакустических характеристик и импедансных спектров компактных низкочастотных гидроакустических пьезоэлектрических излучателей высокой удельной мощности продольно-изгибного, встречно-поршневого и инерционно-изгибного типов. Анализ и сопоставление электроакустических характеристик преобразователей разных типов позволяет определить направление конструкторского поиска и варианты технических решений для преодоления противоречий между компактными размерами, шириной полосы, чувствительностью, низкой резонансной частотой и КПД гидроакустического излучателя. Приведены примеры использования рассмотренных типов преобразователей для разных классов задач гидроакустики.

Прикладная физика, № 3, с. 72-77 (2021) | Рубрика: 06.14

Фёдоров А.Н.

 

Першин С.М., Собисевич А.Л., Гришин М.Я., Завозин В.А., Макаров В.С., Леднёв В.Н., Фёдоров А.Н., Мясников А.В., Артёмова Д.Г. «Разнонаправленная модуляция сезонного сжатия коры земли и сигнала аэрозольного лидара в тоннеле над очагом вулкана Эльбрус» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 14-18 (2021)

В августе–октябре 2019 г. в тоннелях Баксанской нейтринной обсерватории над очагом вулкана Эльбрус было проведено зондирование аэрозольного рассеяния и деформации коры Земли. Обнаружена разнонаправленная модуляция сезонного сжатия коры с кратным превышением средней скорости (∼4 мкм/сут) и сменой знака снижения лидарного сигнала рассеяния на аэрозолях на аномальный рост в “горячем” тоннеле. Установлено, что модуляция индуцирована быстрым охлаждением внешней атмосферы. Измерены задержки ускоренного сжатия плеча деформографа (до 14 мкм/сут) и начала роста лидарного сигнала рассеяния относительно начала снижения температуры (∼2 и ∼7 сут соответственно). Механизм обнаруженных явлений обсуждается.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 14-18 (2021) | Рубрика: 18

Федоров Д.С.

 

Бражко В.Н., Давлеткильдеев Р.А., Дроздов С.М., Федоров Д.С., Шеметов И.М. «Экспериментальное исследование аэротермодинамических характеристик десантного модуля проекта "ЭкзоМарс" при гиперзвуковых скоростях» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 52, № 1, с. 48-53 (2021)

Приведены результаты экспериментального исследования стационарных аэродинамических характеристик и распределения теплового потока по поверхности десантного модуля ДМ-18 проекта «ЭкзоМарс» при гиперзвуковых скоростях обтекания.

Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 52, № 1, с. 48-53 (2021) | Рубрика: 18

Федоров Е.Н.

 

Пилипенко В.А., Федоров Е.Н., Мазур Н.Г., Климов С.И. «Электромагнитное загрязнение околоземного космического пространства излучением ЛЭП» Солнечно-земная физика, 7, № 3, с. 111-119 (2021)

Обзор по результатам спутниковых наблюдений на низких орбитах излучения наземных линий электропередач (ЛЭП) на промышленной частоте 50–60 Гц. Особое внимание уделено наблюдениям на спутниках «Чибис-M» и DEMETER. Электрическая 40-см антенна аппарата часто регистрировала излучение на частоте 50–60 Гц (Power Line Emission, PLE) при пролетах над промышленно развитыми областями. Спектральная амплитуда зарегистрированного излучения варьировала в пределах 1–18 (мкВ/м)/Гц0.5, что соответствует амплитуде электрического поля E ~1 мкВ/м. Приведены результаты численных расчетов электромагнитного отклика атмосферы и ионосферы на приземный крупномасштабный излучатель на частоте 50 Гц. По результатам моделирования PLE с наблюдаемой на спутниках в ночной ионосфере интенсивностью на средних широтах ∼1 мкВ/м может возбуждаться в ЛЭП несбалансированным током 8–10 A над земной корой проводимостью 10–3 См/м. На средних и низких широтах с наклонным геомагнитным полем максимальный отклик в верхней ионосфере на излучение ЛЭП должен наблюдаться смещенным к экватору, хотя это смещение меньше, чем снос при переносе возмущения вдоль геомагнитного поля. Максимальная амплитуда электромагнитного отклика ионосферы на излучение ЛЭП незначительно уменьшается для наклонного геомагнитного поля. К настоящему времени интенсивность PLE в околоземном пространстве оказывается выше, чем интенсивность природных излучений в этом диапазоне (шумановские резонансы и ионные свисты), и продолжает нарастать по мере технологического развития человечества.

Солнечно-земная физика, 7, № 3, с. 111-119 (2021) | Рубрика: 18

Федорова В.А.

 

Родин А.Е., Орешко В.В., Федорова В.А. «Сличение земной и лунной шкал времени по гигантским импульсам пульсаров» Астрономический журнал, 98, № 11, с. 935-943 (2021)

Разработана модель задержки времени прихода импульса между станциями на Луне и Земле. Сличение лунной и земной шкал времени предлагается проводить посредством сравнения моментов прихода гигантских импульсов пульсаров. Разработан метод такого сравнения на основе кросс-корреляционного анализа принимаемых импульсов. На примере гигантских импульсов пульсара PSR 0531+21 показано, что погрешность сличения шкал в случае высокого отношения “сигнал/помеха” достигает субдискретного уровня и, таким образом, определяется полосой приема регистрирующей аппаратуры.

Астрономический журнал, 98, № 11, с. 935-943 (2021) | Рубрика: 18

Федосин С.Г.

 

Федосин С.Г. «О метрике ковариантной теории гравитации внутри тела в релятивистской однородной модели» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 14, № 3, с. 168-184 (2021)

оказывается, что сумма тензоров энергии-импульса электромагнитного и гравитационного полей, поля ускорений и поля давления внутри неподвижного однородного сферического тела обращается в нуль в рамках релятивистской однородной модели. Это обстоятельство существенно упрощает решение уравнения для метрики в ковариантной теории гравитации (КТГ). Вычисляются компоненты метрического тензора внутри рассматриваемого тела, а затем на его поверхности они «сшиваются» с компонентами внешнего метрического тензора. Последняя процедура позволяет точно определить один из двух неизвестных коэффициентов в метрике за пределами тела. Сравнение метрики КТГ с метрикой Рейсснера–Нордстрёма в общей теории относительности наглядно показывает их различие, которое обусловлено несовпадением уравнений для метрики, а также различием формулировок космологической постоянной.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 14, № 3, с. 168-184 (2021) | Рубрика: 18

Федосова Н.В.

 

Федосова Н.В., Берченко Г.Н., Машошин Д.В. «Создание математической модели нейронной сети для морфологической оценки репарации и ремоделирования костного дефекта» Математическое моделирование, 33, № 9, с. 22-34 (2021)

В настоящее время уже не возникает сомнений в том, что применение моделей искусственного интеллекта имеет исключительный потенциал во многих сферах нашей жизни, включая медицину, поскольку выводит медицинское исследование на принципиально новый качественный уровень за счет высокой степени точности анализа растущих объёмов медицинских данных, исключающей влияние человеческого фактора и соответствующие медицинские ошибки. Несмотря на бурное развитие нейронных сетей, их практическое применение в современных научных исследованиях встречается крайне редко. В отечественной или зарубежной литературе отсутствуют работы, где нейронные сети используются для обработки морфологических изображений, полученных в результате научного эксперимента. Используемые в настоящее время для этой цели методы математической статистики очень сложны и в большинстве случаев трудны для врачей и биологов. Это приводит к большому количеству ошибок и в ряде случаев к ненаучным и абсурдным выводам. Поэтому авторы данной работы разработали методологию построения математической модели свёрточной нейронной сети GoogLeNet, с помощью которой была проведена морфологическая оценка процесса заживления костного дефекта. Морфологическое исследование, проведенное экспертом патологоанатомом, подтверждает результаты обработки гистологических препаратов математической моделью. Достоверность результатов проведенного качественного и количественного морфологического исследования – анализа изображений с помощью разработанной авторами статьи модели нейронной сети – значительно превышает достоверность обработки результатов, выполненных специалистом традиционным способом. Это становится возможным, поскольку при обработке изображений с помощью математической модели производится исследование всех полей зрения микроскопа гистологического материала, что позволяет исключить элемент случайной выборки, а также человеческий фактор при оценке результатов исследования.

Математическое моделирование, 33, № 9, с. 22-34 (2021) | Рубрика: 17

Федченко Д.П.

 

Федченко Д.П., Бикмурзин Р.В. «Автоматное представление молекул типа фуллерена» Пространство, время и фундаментальные взаимодействия, № 2, с. 95-99 (2020)

Дано описание геометрической структуры, 360 вершин которой кодируются игровыми конфигурациями 2×3-пазла. Предложенная структура, при определенных условиях, очень схожа с молекулой фуллерена C60.

Пространство, время и фундаментальные взаимодействия, № 2, с. 95-99 (2020) | Рубрика: 18

Феодоритова О.Б.

 

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.

Математическое моделирование, 33, № 11, с. 61-76 (2021) | Рубрика: 17

Феоктистова Н.В.

 

Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Воронова О.С., Феоктистова Н.В. «Исследование из космоса аномальных вариаций различных геофизических полей при подготовке серии сильных землетрясений в Италии в 2016–2017 гг.» Исследование Земли из Космоса, № 6, с. 3-21 (2021)

На основе совместного анализа различных геофизических полей, регистрируемых из космоса, выявлена временная последовательность появления тепловых аномалий, аномалий аэрозольной оптической толщины и полного электронного содержания ионосферы в период подготовки сильных землетрясений с магнитудами М=5.2–6.6, произошедших в Центральной Италии в 2016–2017 гг. Для анализа тепловых полей использовались значения температур поверхности, приповерхностного слоя атмосферы, а также уходящего длинноволнового излучения, зарегистрированные с помощью прибора AIRS (спутник Aqua). Исследования изменений значений аэрозольной оптической толщины проводились с использованием продукта MCD19A2 (спутники Terra и Aqua). Для исследования аномалий в ионосфере использовались глобальные ионосферные карты GIM, полученные по данным глобальных спутниковых навигационных систем и данные наземных GPS-станций, расположенных в радиусе 100 км от эпицентров землетрясений. Установлено, что первые предвестниковые изменения геофизических полей происходили в областях с радиусами 200 км, центры которых совпадали с центрами зон высокого риска возникновения землетрясений, и регистрировались за 11–15 дней до главных сейсмических толчков.

Исследование Земли из Космоса, № 6, с. 3-21 (2021) | Рубрика: 18

Фершалов М.Ю.

 

Рутенко А.Н., Ущиповский В.Г., Манульчев Д.С., Радаев И.Р., Сизов Д.А., Фершалов М.Ю. «Натурные и модельные исследования акустических сигналов, генерируемых раком-щелкуном в б. Витязь Японского моря» Акустический журнал, 67, № 6, с. 684-694 (2021)

Приводятся результаты натурных и модельных исследований распространения импульсных высокочастотных акустических сигналов, генерируемых раком-щелкуном на шельфе Японского моря в бухте Витязь. Пространственные акустические измерения проводились с помощью 4 гидрофонов, устанавливаемых в море глубиной 3 м с помощью металлических конструкций – пирамиды и рамы длиной 3 м. Численное моделирование проводилось с помощью лучевого метода мнимых источников и модового параболического уравнения. Результаты моделирования согласуются с натурными измерениями.

Акустический журнал, 67, № 6, с. 684-694 (2021) | Рубрика: 13.08

Филатьев А.С.

 

Чернышев С.Л., Локтионов Е.Ю., Сагалаков А.Э., Скворцов В.В., Филатьев А.С., Успенский А.А. «О перспективах инфракрасных лазеров в воздушных электрореактивных двигателях» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 19-22 (2021)

Приведены результаты исследований применения твердотельных лазеров, работающих в инфракрасном диапазоне, в сочетании со специальными мишенями для получения первичных электронов в камерах ионизации плазменно-ионных двигателей. Такие двигатели, оснащенные свободномолекулярными воздухозаборниками для использования газов окружающей атмосферы в качестве рабочего тела, образуют воздушные электрореактивные двигатели, высокоэффективные для длительного поддержания космических аппаратов на сверхнизких орбитах, дающих значительные преимущества в дистанционном зондировании Земли и телекоммуникации. Показано, что предложенный способ эмиссии электронов может являться альтернативой применяемым сегодня катодам, нагреваемым током, для существенного увеличения срока их активного существования.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 501, № 1, с. 19-22 (2021) | Рубрика: 17

Филимонов С.В.

 

Овчинников В.В., Петров Ю.В., Филимонов С.В. «Расчет аэроупругих характеристик крыла при колебаниях в дозвуковом потоке методом дискретных особенностей» Деформация и разрушение материалов, № 3, с. 21-29 (2020)

DOI: 10.31044/1814-4632-2020-3-21-29 Рассмотрена задача определения суммарных и обобщенных аэродинамических сил для крыла самолета при колебаниях в сжимаемом потоке с учетом реальных частот его собственных колебаний. Обоснована необходимость разработки оперативных численных методов решения поставленной задачи, которая приводится к краевой задаче типа Неймана для скалярного уравнения Гельмгольца. Приведены результаты численных расчетов для крыла самолета Як-130. Ключевые слова: аэроупругость, математическая модель, поток сжимаемого газа, метод дискретных вихрей, аэроупругие характеристики крыла

Деформация и разрушение материалов, № 3, с. 21-29 (2020) | Рубрики: 08.14 08.15 10.06

Филиппенко Л.В.

 

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/AlОх/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.

Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 63, № 7, с. 533-556 (2020) | Рубрика: 18

Франтов А.А.

 

Берестовицкий Э.Г., Гладилин Ю.А., Франтов А.А. «Стендовый комплекс синхронного контроля виброшумовых и функциональных характеристик электрогидравлической аппаратуры» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 7, № 1, с. 6-14 (2021)

Рассмотрены результаты создания и применения автоматизированной системы синхронного контроля виброшумовых и функциональных характеристик электрогидравлической аппаратуры на специализированном гидравлическом стенде. С ростом скорости протекания процессов в электрогидравлической аппаратуре, количества параметров оценки и требований, предъявляемых к перспективным образцам, возрастает потребность и актуальность во внедрении на специализированных испытательных стендах автоматизированных систем, способных осуществлять запись широкого перечня характеристик. Процесс контроля таких характеристик осложняется необходимостью проведения испытаний электрогидравлической аппаратуры как на стационарных, так и нестационарных, быстропротекающих режимах её работы. При этом измерение параметров должно осуществляться синхронно и достоверно. Для обеспечения этих условий для создания автоматизированной системы были сформулированы ряд требований как к оборудованию, так и к программному обеспечению, исходя из критериев функциональности, мобильности, гибкости, модернизируемости и обслуживаемости оборудования. Помимо аппаратной части было создано специализированное программное обеспечение. Оно включает в себя унифицированную оболочку анализа и регистрации данных, а также SCADA-проекты, представляющие из себя результат объектно-ориентированного программирования. Использование автоматизированной системы измерения, интегрированной в состав стендового комплекса, позволило осуществить: – синхронное автоматизированное регистрирование различных параметров, характеризующих быстротекущие процессы (давление, расход, перемещение, температура, вибрация); – взаимную передачу данных с автоматизированной системы измерений на специализированный управляющий комплекс. Расширившиеся измерительные возможности позволили более всесторонне оценивать виброшумовые и функциональные характеристики работы электрогидравлической аппаратуры, определять их взаимосвязь, осуществлять настройку и доработку конструктивных решений такой аппаратуры, достигая требуемых параметров её работы.

Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 7, № 1, с. 6-14 (2021) | Рубрики: 12.01 14.04

Фролов Б.Н.

 

Брандышев П.Е., Фролов Б.Н. «Инфлатон и поле Хиггса в конформной теории супергравитации» Пространство, время и фундаментальные взаимодействия, № 2, с. 4-14 (2019)

Известно, что в суперсимметричных теориях поля Хиггса могут давать ненулевой вклад в энергию вакуума, поэтому они должны учитываться в космологических моделях, которые строятся в рамках теории супергравитации. Целью данной работы является построение конформно инвариантной суперсимметричной полевой модели, описывающей феномен темной энергии и включающей в себя поля Хиггса, обеспечивающие механизм спонтанного нарушения электрослабой симметрии в соответствии с экспериментальными данными, предсказанными стандартной моделью физики элементарных частиц. Было построено действие конформной супергравитации, представляющее собой конформное обобщение минимально суперсимметричной стандартной модели и описывающее взаимодействие поля Хиггса с инфлатонным полем. Исследуется современная стадия расширения Вселенной. Показано, что в данной теории может быть получено космологическое решение, согласующееся с законом Хаббла. Найдены массы всех бозонов Хиггса. Константы связи теории подбираются таким образом, чтобы значение постоянной Хаббла, а также массы и заряды всех частиц стандартной модели соответствовали данным наблюдений и экспериментов.

Пространство, время и фундаментальные взаимодействия, № 2, с. 4-14 (2019) | Рубрика: 18

Бабурова О.В., Портнов Ю.А., Фролов Б.Н., Шамрова В.Е. «О принципе геодезических в пространстве параметров группы Лоренца» Пространство, время и фундаментальные взаимодействия, № 2, с. 4-13 (2020)

В предыдущей работе авторов обосновано свойство тела, вращающегося относительно неподвижного центра масс, реализовать в пространстве параметров группы вращений принцип геодезических относительно метрики Киллинга–Картана этой группы. В настоящей работе доказывается релятивистская инвариантность этого свойства вращающегося тела, а именно, доказана теорема о том, что инерциальному движению вращающегося твердого тела в пространстве параметров группы вращений как подгруппы группы Лоренца соответствует кривая, являющаяся геодезической во внутреннем пространстве параметров данной группы.

Пространство, время и фундаментальные взаимодействия, № 2, с. 4-13 (2020) | Рубрика: 18

Фролова Е.А.

 

Семенова Е.Г., Ивакин Ян.А., Фролова Е.А. «Повышение качества обработки информации позиционирования приемных антенн стационарных гидроакустических комплексов на основе геохронотрекинга» Датчики и системы, № 7, с. 41-45 (2020)

DOI: 10.25728/datsys.2020.7.8 Рассмотрена задача повышения качества обработки информации позиционирования приемных антенн стационарных гидроакустических комплексов на основе оптимизации алгоритма обработки информации, геохронотрекинга и статистической оценки ретроспективных данных об эффективности функционирования. Особенности алгоритмизации обработки такой информации во многом определяют результативность и точность процесса применения гидроакустических комплексов по назначению. Обоснована необходимость постановки соответствующей оптимизационной задачи, установления граничных условий ее решения и поиска соответствующих экстремумов.

Датчики и системы, № 7, с. 41-45 (2020) | Рубрики: 07.19 07.20 07.21