Мырзабеков Э.М., Надырбекова А.Н. «Возможности ультразвукового исследования у пациентов с патологией височно-нижнечелюстного сустава» Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана, № 2, с. 50-53 (2021)

Диагностика и лечение височно-нижнечелюстных расстройств (ВНЧС) требуют, как клинического, так и визуального исследования височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС). Ультразвуковое исследование (УЗИ) – не инвазивное, динамический, недорогой метод визуализации, который может быть полезен при диагностике смещения диска ВНЧС. Изучены результаты ультразвукового метода исследования у пациентов с патологией ВНЧС. Исследованы 20 пациентов (10 женщин и 10 мужчин), в возрасте от 19 до 40 лет. Критерием отбора пациентов служили жалобы на дисфункцию ВНЧС такие как: хруст, щелчок, девиация и дефлексия при открывании рта, боли в области ВНЧС и жевательных мышца. Проводилась УЗИ визуализация головки, диска, капсулярно-связочного и мышечного аппарата ВНЧС. Полученные количественные и качественные дан-ные обрабатывали с помощью программ «Microsoft Excel» для Office XP, «SPCC». У пациентов основной группы (20 человек) выявлены качественные и количественные изменеия в сравнении с группой контроля: так у пациентов с чистой вентральной дислокацией суставного диска на УЗИ дистальный край суставного диска был смещен вентрально и не касался линии, проведённой из воображаемого центра через верхнелатеральную точку головки к капсуле сустава, а размеры медиально-латерального и дистально-латераль-ного структур диска были идентичны, как в группе контроля (6,07±0,25).

Назаров С.А. «Распространяющиеся и стоячие волны Рэлея около шеренг заклепок, соединяющих пластины Кирхгофа» Сибирский математический журнал, 62, № 6, 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.

Назаров С.А., Шенель Л. «Прохождение и захват волн в акустическом волноводе с перфорированными перегородками» Прикладная математика и механика, 86, № 1, с. 35-65 (2022)

Изучаются захват и прохождение волн через акустический волновод с семейством перфорированных перегородок. Собственные числа соответствующей спектральной задачи Неймана для оператора Лапласа найдены при условии геометрической симметрии. Почти полное прохождение поршневой волны через систему мелких отверстий (инвертированная аномалия Вайнштейна) достигается путем точной настройки расстояния между перегородками при разнообразной конфигурации соединительных отверстий. Установлен критерий возможности образования названной аномалии. Обсуждаются родственные вопросы, в частности, примитивные волновые фильтры и эффект камеры обскура.

Паренюк А.В., Паренюк Д.В., Дрозденко К.С., Найда С.А. «Исследование совокупного влияния стрессового фактора и музыкального сигнала на психофизическое состояние человека (Дослідження сукупного впливу стресового фактору та музичного сигналу на психофізичний стан людини)» Микросистемы, Электроника и Акустика (с июня 2017 года правопреемник, основанного в марте 1995 года журнала "Электроника и Связь", укр.), 26, № 1, с. 228179-1-228179-9 (2021)

Стаття присвячена дослідженню психофізичного стану людини під час сумарного впливу розтягнутого у часі стресового фактору та направленого акустичного впливу, що являє собою музичний сигнал низькоï частоти. Оскільки наявність дельта-хвиль в електроенцефалограмі відносно здоровоï людини в стані неспання може свідчити про перебування ïï в стані стресу, метою роботи є аналіз зміни вкладу дельта-хвиль головного мозку у його сумарну електричну активність під час прослуховування низькочастотного акустичного сигналу до та під час впливу стресогенного фактору. В статті використано спектральний аналіз відфільтрованих результатів запису нативноï електроенцефалограми для отримання ритмів головного мозку. Показано, що під впливом значного навчального навантаження на зареєстрованій електроенцефалограмі зростає відсотковий вклад дельта-хвиль у сумарну потужність, що говорить про збільшення психоемоційноï напруженості. Для статистичного аналізу співвідношень між тестовими підгрупами використовувався непараметричний критерій Уілкоксона. На підставі збільшення вкладу дельта-ритму у загальну потужність енцефалограми в межах порівняльних груп у діапазоні від 7,11 до 10,79 відсоткових пунктів обґрунтована переважна роль впливу розтягнутого у часі стресового фактору у формуванні психофізичного стану людини. За отриманими результатами зроблено висновок, що перебування людини в стані стресу нівелює корисний терапевтичний вплив низькочастотних музичних аудіостимулів, що був зареєстрований у вигляді зменшення відсоткового вкладу дельта-ритму у сумарну потужність отриманих сигналів в межах 2–3 відсоткових пунктів. Під час впливу суперпозиціï стресових факторів та музичного сигналу було виявлено різницю менше одного відсотку.

Накаряков В.М., Зимовец И.В., Анфиногентов С.А. «Плазменная симфония, или магнитогидродинамические волны в короне Солнца» Земля и Вселенная, № 1, с. 5-21 (2022)

Корона Солнца продолжает оставаться одной из наиболее загадочных областей Солнечной системы. Основной интерес к этой части атмосферы Солнца обусловлен двумя факторами. Во-первых, именно здесь происходят самые энергетически мощные явления в Солнечной системе, в том числе солнечные вспышки и выбросы массы. Во-вторых, солнечная корона – это естественная лаборатория для изучения многообразных процессов в плазменной среде. Прецизионные инструменты, с помощью которых регистрируют солнечное радиоизлучение и невидимое с поверхности Земли ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, позволяют наблюдать в короне разнообразные волновые процессы. Эти процессы представляют собой стоячие или бегущие возмущения плазмы и магнитного поля, которое пронизывает корону. Длины наблюдаемых волн обычно превышают тысячу километров, а периоды их колебаний – одну секунду. Наблюдаемые волны относятся к нескольким разным типам, которые предсказывает теория магнитной гидродинамики (МГД). Совокупность этих волн можно представить как своеобразную «музыку», исполняемую солнечной короной. Прослушивание и анализ этой «музыки» позволяет получать крайне важную и зачастую уникальную информацию о физических свойствах плазмы солнечной короны и о протекающих в ней процессах.

Сачков М.Е., Нароенков С.А., Барабанов С.И., Николенко И.В. «Обсерватории и научные инструменты Института астрономии РАН» Земля и Вселенная, № 6, с. 19-29 (2021)

Сотрудники Института астрономии РАН (ИНАСАН) ведут исследования по многочисленным направлениям современной астрономии: вычислительная астрофизика, спектроскопия высокого разрешения, физика межзвездной среды, астрофизика звездных и галактических систем, переменные звезды, космическое приборостроение для работ в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра, работы по проблемам астероидно-кометной опасности. В последние годы в ИНАСАН выросло и стало важным направление исследований экзопланет, особенно их атмосфер. Развитие большинства из этих направлений неразрывно связано с развитием экспериментальной базы для получения новых астрономических данных. О существующих и планируемых к вводу в строй астрономических приборах на наблюдательных площадках ИНАСАН: обсерваториях в Звенигороде, Симеизе, Кисловодске, на пике Терскол, о Российско-Кубинской обсерватории и пойдет речь в данной статье.

Наседкин А.В., Еремеев В.А. «О моделях наноразмерных пьезоэлектрических материалов со связанными поверхностными эффектами» Проблемы прочности и пластичности, 79, № 4, с. 375-384 (2017)

Рассматриваются динамические задачи для пьезоэлектрических наноразмерных тел с учетом поверхностных эффектов и затухания. Для этих задач предложена новая математическая модель, обобщающая модель упругой среды с демпфированием по Рэлею и модель Гуртина–Мурдоха учета поверхностных эффектов. Новая постановка задачи учитывает электромеханическую связанность механизмов затухания и поверхностных эффектов как в объеме тела, так и на поверхности. Обсуждаются особенности использования метода конечных элементов для численного решения рассматриваемых задач. Показано, что для статических и нестационарных задач уравнения, полученные методом конечных элементов, можно привести к формам, содержащим только симметричные квазиопределенные матрицы. Отмечается, что для нестационарных задач и для задач об установившихся колебаниях возможно применение метода суперпозиции, приводящего к независимым уравнениям для амплитуд колебаний отдельных мод. Численные примеры демонстрируют влияние поверхностных модулей на локальные и на интегральные характеристики колебательных процессов наноразмерных пьезоэлектрических тел

Наседкин А.В. «Анализ влияния поверхностных напряжений на эффективные свойства нанопористых пьезокомпозитов» Проблемы прочности и пластичности, 81, № 1, с. 5-18 (2019)

Рассматривается задача гомогенизации смесевых пьезоэлектрических композитных материалов со стохастически распределенными включениями или порами при наличии механически несовершенных межфазных границ. Принятые интерфейсные условия соответствуют модели Гуртина–Мурдоха и дают существенный вклад только для наноструктурированных композитов. Для определения эффективных свойств использован комплексный подход, основанный на теории эффективных модулей, моделировании представительных объемов и на методе конечных элементов. Описана совокупность краевых задач, позволяющих найти полный набор эффективных модулей жесткости, пьезомодулей и диэлектрических проницаемостей пьезокомпозита произвольного класса анизотропии. Численное решение задач гомогенизации осуществлено в конечно-элементном комплексе ANSYS, который использовался как для моделирования представительных объемов композита, так и для расчета его эффективных свойств. Представительный объем состоял из регулярного кубического массива пьезоэлектрических конечных элементов с материальными свойствами двух фаз. Границы контакта между материалами различных фаз покрывались упругими мембранными элементами, которые моделировали интерфейсные поверхностные напряжения. Конкретная реализация проведена для нанопористых пьезокерамических композитов, для которых исходные фазы и гомогенный материал являлись материалами гексагонального класса симметрии, причем поры рассматривались как пьезоэлектрический материал с пренебрежимо малыми модулями жесткости и пьезомодулями. Для такого композита мембранные элементы наследовали структуру анизотропии объемных элементов на их общих границах. В качестве примера представлены результаты расчетов эффективных модулей пористой сегнетомягкой пьезокерамики PZT-5H. Отмечено, что поверхностные напряжения на границах пор могут существенно повысить значения эффективных модулей жесткости. Однако они оказывают слабое влияние на значения эффективных пьезомодулей и диэлектрических проницаемостей.

Башмаков Р.А., Насырова Д.А., Шагапов В.Ш. «Собственные колебания жидкости в скважине, сообщающейся с пластом, при наличии трещины ГРП» Прикладная математика и механика, 86, № 1, с. 88-104 (2022)

Проводится анализ собственных колебаний столба жидкости в нефтяной скважине, инициируемых гидроударом с учетом фильтрационных течений вблизи забоя скважины и по вертикальной трещине ГРП. Изучены зависимости частоты, коэффициента затухания собственных колебаний давления от значений проницаемости пласта и трещины ГРП. Проведено сравнение частотных характеристик, коэффициента затухания, декремента затухания при наличии и отсутствии трещины ГРП. Показана возможность практического применения полученных результатов.

Наумова Н.В., Иванов Д.Н., Дорофеев Н.П. «Колебания пластины с периодически изменяющимися параметрами» IX Поляховские чтения. Санкт-Петербург, 09–12 марта 2021 г. Материалы международной научной конференции по механике, с. 328-330 (2021)

Наумова Н.В., Иванов Д.Н., Дорофеев Н.П. «Колебания пластины с периодически изменяющимися параметрами» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 8, № 4, с. 661-669 (2021)

Рассмотрена прямоугольная пластина c периодически изменяющимися параметрами. Получено осредненное дифференциальное уравнение колебаний пластины. Вычислены значения частот. Разработанные алгоритмы и программы, основанные на использовании аналитических формул, позволяют рассчитывать различные виды неоднородных пластин. Анализ всех экспериментов по исследованию колебаний пластин с переменными параметрами показывает достоверность полученных формул. В работе проведено сравнение аналитических и численных результатов при использовании программного комплекса ANSYS методом конечных элементов и пакета Wolfram Mathematica.

Фирсанов В.В., Нгуен Л.Х. «Напряженное состояние цилиндрических оболочек под действием произвольных нагрузок с учетом пьезоэффекта» Проблемы прочности и пластичности, 82, № 4, с. 483-492 (2020)

На основе уточненной теории представлены результаты исследования напряженно-деформированного состояния цилиндрических оболочек с учетом пьезоэлектрического эффекта. Искомые перемещения и электрические потенциалы оболочки аппроксимируются полиномами по нормальной координате на две степени выше по отношению к классической теории типа Кирхгофа–Лява. При построении теории в качестве уравнений электроупругостного состояния оболочки применяются уравнения теории упругости и законы электростатики. С помощью вариационного принципа Лагранжа получена система дифференциальных уравнений равновесия в перемещениях и потенциалах с соответствующими граничными условиями. Тригонометрические ряды Фурье по окружной координате использованы для приведения дифференциальных уравнений в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Сформулированная краевая задача электроупругостного состояния оболочки решается операторным методом, основанным на преобразовании Лапласа. Поперечные нормальные и касательные напряжения оболочки определяются прямым интегрированием уравнений равновесия трехмерной теории упругости. В качестве примера рассматриваются расчеты напряженного состояния цилиндрической пьезооболочки с жестко закрепленными краями. Анализируются два случая: оболочка находится под действием механических нагрузок и электрических потенциалов. Проведено сравнение результатов, полученных по предлагаемой теории, с данными, соответствующими классической теории. Установлено, что вблизи жестко закрепленного края имеет место дополнительное напряженное состояние типа «погранслой», величины которого соизмеримы с напряжениями, определяемыми по классической теории. Это позволило подтвердить практическую ценность разработанной математической модели и существенный вклад в общее напряженно-деформированное состояние при анализе прочности и долговечности цилиндрических оболочек, моделирующих элементы конструкций машиностроения с учетом пьезоэлектрического эффекта.

Нгуен Т.Ш. «Об отражении и прохождении плоской звуковой волны через упругую пластину с неоднородным покрытием, граничащую с вязкими жидкостями» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 5, с. 404-414 (2021)

Рассматриваются задачи об отражении и прохождении плоской звуковой волны через упругую однородную пластину с неоднородным упругим покрытием, граничащую с вязкими жидкостями, когда покрытие нанесено на разные стороны пластины. Выявлены особенности отражения и прохождения звука при разных законах неоднородности материала покрытия.

Минаков А.В., Пряжников М.И., Дамдинов Б.Б., Немцев И.В. «Исследование объемной вязкости наносуспензий методом акустической спектроскопии» Акустический журнал, № 2, с. 182-189 (2022)

При помощи акустического спектрометра получены данные об объемной вязкости водных суспензий наночастиц SiO₂ и Al₂O₃. Рассмотрен широкий диапазон массовых концентраций наночастиц (от 1 до 50 мас. %) и средних размеров наночастиц (от 18 до 108 нм). В диапазоне от 10 до 100 МГц измерены коэффициенты затухания и скорости звука в наносуспензиях. Получены зависимости коэффициентов динамической и объемной вязкости наносуспензий от концентрации и размера наночастиц различных материалов.

Нестеров А.А., Панич А.А., Толстунов М.И. «Направления развития технологий, обеспечивающих создание пьезоматериалов с технологически задаваемой совокупностью параметров» Физические основы приборостроения, 10, № 3, с. 118-126 (2021)

В процессе разработки пьезопреобразователей (ПП) возникают задачи воспроизводимости их электрофизических (ЭФП), физических (ФП) и механических параметров (МП), оптимизации их значений и обеспечения стабильности этих параметров по отношению к управляющим электрическим полям, внешним механическим напряжениями и иным факторам (температура, давление). В данной работе представлен подход, который позволяет решить совокупность указанных задач в рамках высоко- и низкотемпературных технологий. Этот подход базируется на новой модели, описывающей влияние точечных и протяжённых дефектов на значения ЭФП и МП пьезокерамических материалов, и позволяет в широких пределах варьировать значения параметров, изготавливаемых ПП за счёт целенаправленного создания этих дефектов в порошках базовых сегнетоэлектрических фаз (на этапе их синтеза). Эффективность такой технологии проиллюстрирована на примере пьезокерамических материалов, изготовленных на основе фаз системы PbZrO₃-PbTiO₃-Pb(Cd_0,5W_0,5)O₃. Показано, что пределы варьирования величины составили от 700 до 1940, а продольного пьезомодуля от 100 до 440 пКл/Н. Дополнительно описанные технологии синтеза порошков базовых фаз и спекания из них керамических образцов позволяют также в десятки раз снизить выбросы соединений свинца и висмута в воздух производственных помещений.

Хмелёв В.Н., Голых Р.Н., Quan Qiquan, Барсуков Р.В., Минаков В.Д., Генне Д.В., Абраменко Д.С., Нестеров В.А., Хмелёв М.В. «Теоретическая разработка метода контроля свойств твердых внеземных почв при помощи ультразвукового воздействия» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 23-29 (2022)

На сегодняшний день существуют несколько способов определения свойств грунта, но для исследования грунта внеземного объекта подобные способы не подходят. Однако существует направление ультразвукового бурения с целью изучения свойств грунтов внеземных объектов, обнаружения ценных веществ в глубинных слоях или обеспечения максимальной скорости выполнения каналов на заданную глубину для закрепления посадочных модулей. Оптимальная реализация ультразвукового бурения требует непрерывного получения информации о процессе воздействия на грунт с неизвестными свойствами. С помощью всей добываемой информации имеется возможность обеспечить повышение эффективности процесса ультразвукового воздействия. Однако на сегодняшний день определение свойств среды в процессе воздействия ультразвука реализовано только для жидкостей. В статье предложена и разработана модель взаимодействия ультразвукового пьезоэлектрического излучателя с грунтом, учитывающая ударно-контактный характер воздействия. Анализ модели позволил установить взаимосвязь механического импеданса грунта с его свойствами. Выявленная взаимосвязь может быть использована для определения свойств заранее неизвестного грунта в режиме реального времени в ходе ультразвукового бурения для создания бурильных устройств, гарантирующих оптимальное воздействие на широкий класс грунтов.

Нестерова О.П., Уздин А.М., Федорова М.Ю. «Особенности применения динамических гасителей колебаний для сейсмозащиты зданий и сооружений» IX Поляховские чтения. Санкт-Петербург, 09–12 марта 2021 г. Материалы международной научной конференции по механике, с. 119-121 (2021)

Ключевые слова: сейсмические воздействия, динамический гаситель колебаний большой массы, критическая масса

Щеглов А.Ю., Нетесов С.В. «О восстановлении функциональных коэффициентов в модели динамики квазистабильной популяции» Математическое моделирование, 34, № 3, с. 85-100 (2022)

Для модели популяционной динамики с возрастным структурированием в квазистабильном варианте рассматривается обратная задача восстановления двух коэффициентов модели: зависящей только от времени и равномерной по возрасту клеток интенсивности смертности клеток, входящей в уравнение переноса, и плотности репродуктивности клеток, зависящей только от их возраста, располагающейся в нелокальном граничном условии интегрального вида. Для определения в рамках постановки обратной задачи двух искомых коэффициентов модели требуется дополнительное задание решения прямой задачи при фиксированных значениях одного из его аргументов. Формулируются и доказываются теоремы единственности решений обратных задач определения коэффициентов в уравнении и в граничном условии. При этом предварительно устанавливаются свойства решения прямой задачи и условия её разрешимости. Получаемые при анализе постановок прямой и обратных задач интегральные формулы позволяют организовать для численных решений прямой задачи и обратных задач итерационные алгоритмы различного вида для получения приближённых решений задач. Возможности использования такого итерационного численного решения коэффициентных обратных задач должны быть увязаны с некорректным характером обратных постановок.

Золотарев И.А., Бенгин В.В., Юшков Б.Ю., Нечаев О.Ю., Петров В.Л., Яшин И.В. «Планетарное распределение мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения по данным эксперимента ДЭПРОН на ИСЗ Ломоносов» Космические исследования, 60, № 2, с. 99-104 (2022)

На ИСЗ Ломоносов в 2016–2017 гг. были проведены дозиметрические исследования радиационной обстановки на круговой орбите высотой около 500 км и наклонением 98°. Исследования проводились с помощью прибора ДЭПРОН, в котором использовались два полупроводниковых детектора, расположенных за защитой 0.54 и 0.81 г/см² алюминия. Получено планетарное распределение мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения на высоте полета ИСЗ Ломоносов, которое было разделено на 4 характерных области: зона низких и средних широт, зона Южно-Атлантической аномалии, зона внешнего радиационного пояса Земли и высокоширотная зона полярных шапок. Определены среднесуточные значения мощностей дозы, регистрируемых в течение суток в каждой из этих областей. Наиболее сильные вариации (до порядка величины) испытывает суточная доза во внешнем поясе. Подтверждена связь вариаций мощности дозы во внешнем поясе с уровнем геомагнитной возмущенности.

Солдаткин В.В., Солдаткин В.М., Ефремова Е.С., Никитин А.В «Панорамный датчик аэродинамического угла и истинной воздушной скорости с неподвижным приемником и ультразвуковыми измерительными каналами» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 153-159 (2021)

Приводится функциональная схема, раскрываются аналитические модели обработки и определения аэродинамического угла и истинной воздушной скорости панорамного датчика с неподвижным приемником набегающего потока и ультразвуковыми измерительными каналами. Раскрываются конкурентные преимущества и перспективность применения оригинального панорамного датчика аэродинамического угла и истинной воздушной скорости с ультразвуковыми измерительными каналами на малоразмерных пилотируемых и беспилотных летательных аппаратах.

Мотова Е.А., Никитина Н.Е. «Ультразвуковое исследование поведения конструкционных материалов при циклическом нагружении» Проблемы прочности и пластичности, 77, № 3, с. 227-234 (2015)

Изучены возможности использования эхо-метода неразрушающего контроля с применением сдвиговых волн для исследования упругопластических свойств и поврежденности конструкционного материала в процессе его усталостного разрушения. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния пластической деформации и циклического нагружения на структурное состояние и прочностные свойства стальных и дюралюминиевых образцов. В качестве информативного параметра ультразвукового контроля использована величина акустической анизотропии материала, то есть относительная разница скоростей (задержек) взаимно перпендикулярно поляризованных сдвиговых волн, распространяющихся перпендикулярно линии нагружения. Найдены экспериментальные зависимости между степенью усталости материала образца, характеризующейся увеличением пластической деформации и накоплением микротрещин, приводящих к развитию макротрещины, и его акустическими свойствами. Закономерности изменения параметра акустической анизотропии, выявленные при малоцикловой усталости стальных образцов, сохраняются и для дюралюминиевых образцов при гармоническом нагружении. Таким образом, показана возможность выявления неразрушающим акустическим методом как момента начала интенсивного трещинообразования (по началу уменьшения параметра акустической анизотропии), так и момента начала интенсивного разрушения, то есть возникновения макротрещин (по прекращению уменьшения измеряемого параметра).

Березко М.Э., Никитченко Ю.А. «Численное решение задачи гиперзвукового обтекания тонкой пластины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 87-95 (2022)

Рассмотрена задача обтекания абсолютно острой кромки гиперзвуковым потоком. Решение проводилось с использованием модельного кинетического уравнения многоатомных газов. Описан метод решения задачи, позволяющий выделить разрыв функции распределения молекул в пространстве скоростей. Рассчитано распределение нормального напряжения по поверхности пластины и над ней. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. Показано, что при гиперзвуковом обтекании перед острой кромкой возникает возмущенная область течения.

Кузьмин А.К., Мерзлый А.М., Никифоров О.В., Петрукович А.А., Садовский А.М., Позин А.А., Щукин Ю.А., Потанин Ю.Н. «Основы перспективной методики комплексных исследований влияния авроральных характеристик полярной ионосферы на условия распространения трансполярных сигналов. Обзор зарубежных экспериментов и результаты некоторых моделей» Гелиогеофизические исследования, № 32, с. 3-60 (2021)

В контексте статьи рассматривается современное состояние исследований характеристик полярной ионосферы. Спектр разнообразия масштабов авроральных структур, которые могут встречаться на пути сигналов в ионосфере, иллюстрируется примерами авроральных изображений и характеристик плазмы, полученных с разных орбит КА, с поверхности Земли и зондирующих ракет. Рассматриваются конкретные примеры результатов орбитальных, ракетных и наземных измерений характеристик полярной ионосферы, сопровождающих генерацию неоднородностей электронной концентрации и сцинтилляции трансполярных сигналов, полученные конкретными авторами и группами различных лабораторий в полярных областях ионосферы в различных электродинамических условиях. Анализируются некоторые результаты современных моделей генерации неоднородностей в каспе и полярной шапке, как причин сцинтилляций распространяющихся сигналов. Вопрос: «почему генерация сцинтилляций сигналов GNSS возникает при «протыкании» ими одних авроральных структур и не возникает при «протыкании» других?» – остаётся. Ответ на него, наиболее вероятно, связан с условиями генерации и развития плазменных неустойчивостей, приводящих к образованию структур плазменных неоднородностей с масштабом от нескольких сантиметров до нескольких десятков километров разных масштабов в разных слоях ионосферы, разных секторах MLT полярной ионосферы, и разных условиях ММП. Как, с помощью каких средств диагностики и с помощью каких моделей, в каких конкретных наборах условий необходимо получать и анализировать информацию о состоянии локальных областей среды – это задача, решение которой позволит в будущем научиться предсказывать условия распространения трансполярных сигналов. Поэтому для перспективных исследований необходима методическая основа развития технологий постановки экспериментов, нацеленных как на глобальные, так и на локальные комплексные наблюдения авроральных структур, продольных и замыкающих токов, характеристик неоднородностей в плазме в разных слоях ионосферы, и их влияния на условия распространения волн на частотах, используемых орбитальными навигационными и другими системами. Авторы просят с пониманием отнестись, что в статье часто используются как русские, так и английские названия и терминология, т.к. их перевод на русский язык не всегда точен.

Малахов А.В., Митрофанов И.Г., Литвак М.Л., Санин А.Б., Головин Д.В., Дьячкова М.В., Никифоров С.Ю., Аникин А.А., Лисов Д.И., Лукьянов Н.В., Мокроусов М.И., Швецов В.Н., Тимошенко Г.Н. «Физические калибровки нейтронного телескопа френд, установленного на борту марсианского спутника TGO» Космические исследования, 60, № 1, с. 26-42 (2022)

Представлены результаты наземной калибровки нейтронного телескопа ФРЕНД на борту космического аппарата TGO российско-европейского проекта ЭкзоМарс. Основная задача космического эксперимента ФРЕНД – измерение содержания водорода в приповерхностном слое Марса на глубину до 1 м. На основе данных измерений строятся карты массовой доли воды в грунте с высоким пространственным разрешением. В ходе наземных физических калибровок были получены оценки эффективных площадей и измерены функции угловой чувствительности для каждого из пяти детекторов прибора ФРЕНД. Показано, что измерительные характеристики прибора ФРЕНД соответствуют заявленным научным задачам и позволяют обнаруживать и исследовать локальные области с повышенным содержанием воды/водяного льда на поверхности Марса с высоким пространственным разрешением 60–200 км.

Платов Ю.В., Николайшвили С.Ш., Алпатов В.В., Беляев А.Н., Клюшников В.Ю., Козлов С.И., Омельченко А.Н., Репин А.Ю. «Особенности оптических явлений, связанные с работой твердотопливных ракет в верхней атмосфере» Гелиогеофизические исследования, № 31, с. 17-28 (2021)

Рассматриваются специфические оптические явления в верхних слоях атмосферы, связанные с запусками мощных твердотопливных ракет. Наблюдается сферическая симметрия газопылевых образований, имеющих форму расширяющегося "бублика" в плоскости изображения, и образование области с интенсивным сине-зеленым (бирюзовым) свечением, наблюдаемое в сумеречных условиях в области полета ракеты. Развитие газопылевых облаков, возникающих при разделении ступеней твердотопливных ракет в верхних слоях атмосферы, можно описать моделью сильного взрыва в разреженной среде. При разделении ступеней ракеты в верхней атмосфере наблюдаются облака, имеющие спиральную структуру, что определяется вращением ракеты вокруг продольной оси и истечением продуктов горения через дренажные отверстия в корпусе ракеты. Бирюзовое свечение, наблюдаемое в зоне полета твердотопливных ракет, возникает в результате резонансного рассеяния солнечного излучения молекулами AlO, образующимися при взаимодействии металлического алюминия, входящего в состав топлива, с атмосферными компонентами и продуктами сгорания.

Сачков М.Е., Нароенков С.А., Барабанов С.И., Николенко И.В. «Обсерватории и научные инструменты Института астрономии РАН» Земля и Вселенная, № 6, с. 19-29 (2021)

Сотрудники Института астрономии РАН (ИНАСАН) ведут исследования по многочисленным направлениям современной астрономии: вычислительная астрофизика, спектроскопия высокого разрешения, физика межзвездной среды, астрофизика звездных и галактических систем, переменные звезды, космическое приборостроение для работ в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра, работы по проблемам астероидно-кометной опасности. В последние годы в ИНАСАН выросло и стало важным направление исследований экзопланет, особенно их атмосфер. Развитие большинства из этих направлений неразрывно связано с развитием экспериментальной базы для получения новых астрономических данных. О существующих и планируемых к вводу в строй астрономических приборах на наблюдательных площадках ИНАСАН: обсерваториях в Звенигороде, Симеизе, Кисловодске, на пике Терскол, о Российско-Кубинской обсерватории и пойдет речь в данной статье.

Каневская Р.Д., Новиков А.В. «Многомасштабное моделирование кислотного воздействия на карбонатный пласт» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 51-65 (2022)

Рассматривается задача соляно-кислотного воздействия на карбонатную породу на нескольких масштабах. На масштабе керна рассматривается задача двухфазной многокомпонентной фильтрации по закону Дарси с химическими превращениями. Исследуются режимы закачки кислоты в керн, приводящие к образованию червоточин. Данное исследование позволяет определить динамику роста червоточин при различных параметрах кинетики реакции, скоростях закачки и для различных распределений проницаемости. Полученные зависимости используются в крупномасштабной модели кислотного гидроразрыва пласта (КГРП), которая также включает в себя модель двухфазной многокомпонентной фильтрации с химическими превращениями в пористой среде и модель распространения кислоты по трещине. Моделируется дополнительный вклад червоточин в проводимость. На основе предложенной модели выполнен ряд расчетов КГРП, исследован эффект учета червоточин в предложенной крупномасштабной модели, изучено влияние определяющих параметров процесса, таких как длина трещины, проницаемость пласта и темпы нагнетания раствора на эффективность воздействия, оцениваемую через продуктивность скважины после операции.

Новиков В.В., Февральских Л.Н. «К вопросу о затухании свободной прецессии астероидов» Проблемы прочности и пластичности, 80, № 2, с. 227-237 (2018)

Изучается проблема оценки времени затухания свободной прецессии астероидов. Астероиды рассматриваются как упругие твердые тела, обладающие в недеформированном состоянии различными осевым и экваториальным моментами инерции. Рассматриваются два механизма диссипации энергии: за счет внутреннего трения, обусловленного вязкоупругими свойствами, и тепловых процессов, связанных с макроскопической термодиффузией. Приводятся выражения коэффициентов затухания прецессии для каждого из рассматриваемых механизмов диссипации. Для некоторой группы наиболее известных астероидов проводится оценка времени затухания движений в теле астероида оси устойчивого вращения. Представлена зависимость времени затухания прецессии от среднего диаметра астероидов и периода их собственного вращения. Отмечается увеличение продолжительности свободной прецессии с уменьшением размера астероидов и замедлением собственного вращения. Проводится сравнение времени затухания прецессии со средним временем между последовательными столкновениями астероидов, приводящими к отклонению осей вращения от устойчивого положения. Оценки показывают, что большинство рассмотренных астероидов имеет время затухания, меньшее времени между последовательными столкновениями. При оценке времени затухания прецессии изучается вклад в этот процесс каждого из рассматриваемых механизмов диссипации. Установлено, что для тел небольшого размера с продолжительным периодом собственного вращения диссипация в основном обусловлена вязкоупругими свойствами астероидов. Отмечено существенное влияние термодиффузии на затухание угловых движений больших быстро вращающихся астероидов, причем, в отличие от внутреннего трения, для некоторых астероидов термодиффузия приводит к уменьшению времени затухания прецессии, достаточному, чтобы наблюдать их вращение относительно оси наибольшего момента инерции.

Герцик С.М., Новожилов Ю.В. «Численное моделирование падения массивного ударника на железобетонную балку» Проблемы прочности и пластичности, 82, № 1, с. 5-15 (2020)

Приводятся результаты численного моделирования динамики железобетонной балки, армированной продольными стержнями и поперечными рамами из стержней, под воздействием падения массивного ударника. Для описания динамического поведения материала бетона применяется модель Холмквиста–Джонсона–Кука. Арматура балки моделируется балочными элементами с применением билинейной модели упругопластического материала с изотропным упрочнением. Для связи арматуры и бетона вводятся дополнительные кинематические уравнения, связывающие степени свободы соответствующих узлов балочных и объемных конечных элементов. Математическая модель позволяет вводить дополнительные критерии разрушения для прогноза распространения трещин при растяжении. В качестве критерия разрушения при растяжении приняты давление меньше минимального (разрушение только в зоне растяжения) и превышение пороговой объемной деформации. Разрушение моделируется путем удаления элементов из расчетной схемы при удовлетворении критериев разрушения. Исследуется влияние учета разрушения на отклик балки. Численное моделирование проводится методом конечных элементов с явным интегрированием по времени в системах ЛОГОС и LS-DYNA. Для моделирования бетона используются линейные четырехузловые конечные элементы с одной точкой интегрирования. Ударник моделируется как абсолютно твердое тело с детально описанным ударным торцом. Приводится сравнение полученных результатов расчетов с экспериментальными данными. Демонстрируется, что модель материала Холмквиста–Джонсона–Кука, разработанная для расчетов высокоскоростных соударений, может также применяться и в задачах низкоскоростного соударения.

Носуленко В.Н., Басюл И.А., Зыбин Е.Ю., Леликов М.А. «Пространственное разделение информации в самолетном переговорном устройстве» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 7, с. 109-119 (2021)

Представлены некоторые результаты исследований, направленных на разработку человеко-машинных интерфейсов, учитывающих мультимодальный характер человеческо-го восприятия, для использования в бортовом оборудовании воздушного судна. В частности, речь идет о возможности более широкого применения звуковых каналов для ввода и вывода информации. Преимущества звуковых интерфейсов по отношению к зрительным и тактильным заключаются, прежде всего, в отсутствии необходимости направленного внимания пилота, в возможности создавать слуховые объекты в трехмерном пространстве и указывать направление на несколько разных объектов одновременно. В экспериментах были протестированы возможности пространственного разделения речевых информационных потоков в самолетном переговорном устройстве в ситуациях, когда уровень помехи существенно превышал уровень целевого речевого сообщения. Оценивались показа-тели распознавания целевого сообщения на фоне двух типов звуковой помехи: звук другого речевого сообщения и шум авиационного двигателя. Результаты показали, что пространственное разделение звуковых сообщений существенно повышает способность оператора распознавать их содержание, независимо от типа помехи. Максимальное количество ошибок при распознавании целевого сообщения соответствует его пространственному положению в том же направлении, что и звук помехи. При этом, распознавание сообщения значимо лучше, если оно произнесено женским голосом. Обнаружен также факт пространственной асимметрию правильных распознаваний: сообщения, поступающие справа, распознаются лучше, чем в случаях их поступления слева. Практическая значимость исследования касается возможности создания переговорных устройств с повышенной защищенностью от конфликтов между разными информационными потоками, а также от воздействия внешних акустических шумов. Перспектива видится в использовании трехмерных звуковых интерфейсов не только в составе переговорного устройства, но и для систем навигации и управления самолета, а также контроля его состояния.Звуковой интерфейс; слуховое восприятие; пространственный звук; речевое сообщение; самолетное переговорное устройство.