Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.11 Излучение источников, импеданс, картины полей

 

Драчёв К.А., Молоканов Б.М., Римлянд В.И. «Применение метода конечных элементов для расчета акустических полей» Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XVII региональной научной конференции, с. 22-26 (2019)

В настоящее время метод конечных элементов (Finite Element Method, FEM) является распространенным инструментом для решения теоретических и практических задач акустики и физики твердого тела. В методе FEM вычисления производятся по всему объему расчётной модели, при этом вся область представляется как сетка, состоящая из элементов конечных размеров. Размер элементов можно менять, уменьшая его вблизи интересующей области, и увеличивая – для снижения затрат процессорного времени. В каждом из таких элементов произвольно выбирается вид аппроксимирующей функции, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций, определенных на конечном числе подобластей. На каждом из элементов неизвестная функция аппроксимируется пробной функцией в виде полинома первой или второй степени, удовлетворяющие граничным условиям непрерывности, налагаемыми решаемой задачей. Рассматриваемая в данной работе численная модель, основанная на методе конечных элементов и волновых уравнениях, предложена для исследования распространения акустических волн в полимерных композиционных материалах на основе эпоксидиановой смолы.

Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XVII региональной научной конференции, с. 22-26 (2019) | Рубрики: 04.01 04.11 04.12

 

Сафронов А.А., Коротеев А.А., Григорьев А.Л., Филатов Н.И. «Изгиб вязкой струи, истекающей из капиллярного отверстия» Инженерно-физический журнал, 95, № 1, с. 72-80 (2022)

Исследуется явление изгиба струи вязкой жидкости, истекающей из капиллярного отверстия, вызванного совместным действием сил инерции, вязкости и поверхностного натяжения жидкости в струе. Предложена линейная модель изгиба струи. Получены дисперсионные соотношения, описывающие скорость роста возмущений струи. Показано, что изгиб струи возникает самопроизвольно. Проведен качественный анализ влияния вязкости жидкости и скорости ее истечения из капиллярного отверстия на величину углового отклонения струи Ключевые слова: струя вязкой жидкости, изгиб струи, капиллярная гидродинамика, потеря устойчивости, капельный холодильник-излучатель

Инженерно-физический журнал, 95, № 1, с. 72-80 (2022) | Рубрики: 04.02 04.11 04.13

 

Авдеев Д.А., Римлянд В.И. «Трехмерное моделирование акустического поля методом конечных разностей во временной области» Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XIV региональной научной конференции, Хабаровск, 22–24 сентября 2016 г., с. 92-96 (2016)

Рассматривается применение метода конечных разностей во временной области для моделирования распространения ультразвука в твердом теле. Расчет проводился в трехмерном пространстве. Алгоритм позволяет учитывать размер и границы реальных объектов. Программное обеспечение может быть использовано при решении задач в области неразрушающего контроля для прогнозирования и управления волновым фронтом.

Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XIV региональной научной конференции, Хабаровск, 22–24 сентября 2016 г., с. 92-96 (2016) | Рубрика: 04.11

 

Батура Н.И., Гаджимагомедов Г.Г., Масленников Г.Я. «Экспериментальное исследование влияния сопловых вихрегенераторов на пульсации струи аэродинамической трубы с открытой рабочей частью» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 69-71 (2019)

10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 69-71 (2019) | Рубрики: 04.11 08.14

 

Прохоров В.Е. «Влияние формы капли на излучение звука при ее ударе о водную поверхность» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 268-272 (2019)

10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 268-272 (2019) | Рубрики: 04.11 05.03

 

Рожков А.Н., Федюшкин А.И. «Моделирование столкновения капли воды с небольшим препятствием» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 272-275 (2019)

Столкновение капли жидкости с твердым телом при больших числах Рейнольдса и Вебера рассмотрено в рамках предположения о невязком течении. Деформация капли во время столкновения описывается универсальным образом, то есть отсутствует зависимость от каких-либо материальных констант и может быть представлена исключительно кинематическими функциями. Предложено моделировать деформацию капли как импульсное истечение жидкости из точечного источника с заданными функциями скорости и расхода, так называемыми универсальными функциями истечения. На основе численного моделирования построен приближенный вид этих универсальных соотношений. Они предсказывают монотонное уменьшение скорости истечение жидкости со временем и зависимость расхода от времени с максимумом. Сравнение численных предсказаний на базе универсальных функций истечения с экспериментальными данными показывает качественное согласие.

10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 272-275 (2019) | Рубрики: 04.11 05.03

 

Переселков С.А., Кузькин В.М., Казначеева Е.С., Ткаченко С.А. «Обнаружение шумового источника» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 271-275 (2020)

Оценена помехоустойчивость интерферометрической обработки. На основе критерия Неймана–Пирсона рассмотрено обнаружение сигнала шумового источника. Ключевые слова: акустическая интерферометрия, обнаружение, шумовой источник, правильное обнаружение, ложная тревога

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 271-275 (2020) | Рубрики: 04.11 07.19 10.02

 

Переселков С.А., Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Ткаченко С.А. «Адаптивные методы интерферометрической обработки» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 276-280 (2020)

Предложены два адаптивных варианта интерферометрической обработки для определения параметров шумового источника. Получена оценка максимальной дальности применимости обработки. Приведены результаты моделирования по апробации адаптивных алгоритмов. Ключевые слова: акустическая интерферометрия, обнаружение, шумовой источник, адаптивный метод

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 276-280 (2020) | Рубрики: 04.11 07.19 10.02

 

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Предел углового разрешения источников в акустическом волноводе с использованием адаптивной горизонтальной антенны» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 281-285 (2020)

Найдены минимальные значения отношения сигнал/шум и объема входной выборки, при которых возможна корректная локализация двух акустических источников с близкими угловыми положениями без использования априорной информации о глубине их погружения и расстояния до горизонтальной приемной антенны. Ключевые слова: угловое разрешение, критерий Смита, нижняя граница Крамера–Рао

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 281-285 (2020) | Рубрики: 04.11 07.19 10.02

 

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Мультипольная модель источника звука в волноводе» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 377-372 (2020)

Приводятся результаты аналитического представления мультипольной модели источника звука, эквивалентного на низких частотах по характеристикам излучения реальным объемным пространственно развитым источникам. Обоснована необходимость учета критерия для разделения полей в ближней и дальней зоне при решении прямых и обратных задач в линейной постановке. Поставлена и решена краевая задача для модельного излучателя в полупространстве. Выполнен переход от неоднородного к однородному уравнению Гельмгольца. Ключевые слова: мультипольная модель, ближняя и дальняя зоны, однородная краевая задача

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 377-372 (2020) | Рубрики: 04.11 07.01

 

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Вариации звукового давления и фазовых скоростей в мелком море» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 383-388 (2020)

Выполнено аналитическое, численное и экспериментальное исследование интерференционной структуры амплитуд звукового давления, продольных проекций градиентов фазы и рассчитанных различными способами фазовых скоростей в плоскопараллельном волноводе. Показано, что на частотах, для которых антенна расположена в зонах интерференционных максимумов, использование модели эквивалентной плоской волне и ЭФС вместо скорости звука в воде уменьшает погрешность оценки пеленга.

Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 383-388 (2020) | Рубрики: 04.11 07.02

 

Семенова Н.Г., Данилова Е.Б. «Акустические течения и возможности их использования для интенсификации тепло-массообменных процессов» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 5 (1975)

Различные акустические течения имеют одну природу – необратимые потери энергии и импульса звуковой волны в среде. Эти потери могут происходить как в объеме всей среды, занятом акустическим полем, так и в части объема, занятого полем, характеризующейся сильным поглощением звуковых волн. Скорость акустических течений тем больше, чем больше абсолютные потери звуковой волны в среде. Механизм потерь при этом безразличен. Скорость акустического течения растет с мощностью источника. Конкретный вид связи между излучаемой мощностью и скоростью акустического потока зависит от соотношения вязких и инерционных сил в данном конкретном случае. Акустические течения всех известных типов интенсифицируют тепло и массообменные процессы. Причинами этого воздействия могут быть изменения в звуковом поле толщины гидродинамического пограничного слоя н изменения характера течения, в акустическом пограничном слое, а также возникновение зон микро-и макроперемешивания в среде. Использование акустических течений для перемешивания особенно целесообразно при необходимости создания зон микроперемешивания и осуществления бесконтактного перемешивания.

Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 5 (1975) | Рубрики: 04.11 14.05

 

Степанов В.С., Абрамов О.В., Куманин И.Б., Асташкин Ю.С. «Оценка роли акустических течений в процессе формировании структуры слитка» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 6 (1975)

В настоящее время практически отсутствуют работы, посвященные изучению условии возникновения акустических течении в расплавах и оценке их роли в процессе формирования структуры слитка. Эксперименты в этом направление были проведены на модельных металлоподобных органических веществах – нафталине и камфоре и их сплавах. Выбор прозрачных веществ позволил осуществить непосредственное наблюдение за характером развития потоков и процессом формирования, структуры слитка. Введение колебаний частотой 45 кГц и интенсивностью 1 Вт/см2 в расплав переохлажденный на 1–5°С приводило к возникновению крупномасштабных течении эккартовского типа со скоростью до 0,2 см/сек. С повышением температуры геометрически правильный характер течений нарушался, а скорость возрастала на порядок. Вхождение фронта кристаллизации в зону течений жидкости вызывало искажение их геометрии и диспергирование растущих кристаллов и выравнивание фронта. Обломки кристаллов частично выносились в расплав, частично оставалис в межосных пространствах, где становились центрами кристаллизации. Проведенные эксперименты показали, что крупномасштабные течения изменяют характер теплового поля и интенсифицируют процессы конвективной диффузии, мелкомасштабные – уменьшают толщину диффузионного слоя, оказывают влияние на ширину зоны термического и концентрационного переохлаждения и морфологию растущих кристаллов.

Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 6 (1975) | Рубрики: 04.11 14.05

 

Юдаев В.Ф. «Поле переменного давления аэро-гидродинамических сирен» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139 (1975)

На основе литературных данных но аэродинамическим сиренам н экспериментальных данных, полученных на гидродинамических сиренах, приводятся графики зависимости переменного давления, воспринимаемого приемниками акустического давления, от расстояния до источника акустических возмущений. Показан вклад звукового и псевдозвукового давлений в поле переменного давления динамических сирен и их влияние на интенсификацию технологических процессов в ближнем поле излучателя.

Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139 (1975) | Рубрика: 04.11

 

Морозов А.П., Назаренко А.Ф., Шестаков В.П. «Особенности работы гидродинамического излучателя в вязкой среде» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139-140 (1975)

Известно большое количество исследований, посвященных изучению работы струйных излучателей с использованием в качестве рабочей среды воды или близких ей по физическим свойствам жидкостей. Представляет интерес оценить работу излучателя в жидкостях, вязкость которых существенно отличается, от вязкости воды. С этой целью использовалось индустриальное масло и некоторые другие жидкости. Вязкость их при проведении испытаний изменялась в широких пределах. Проведен анализ амплитудно-частотных характеристик генерируемого сигнала в зависимости от вязкости жидкости, установлена связь его с напором рабочей среды. Наряду с этим предпринята попытка выяснить механизм работы излучателя в вязкой жидкости, а также проведена сравнительная характеристика полей для ограниченной емкости при работе преобразователя в разных по вязкости средах.

Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139-140 (1975) | Рубрика: 04.11

 

Воронюк В.Г., Морозов А.П., Назаренко А.Ф., Шестаков В.П. «О роли внешнего диаметра сопла в работе гидродинамического излучателя» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 140 (1975)

Анализ работы многостержневых гидродинамических излучателей показал, что оптимальная генерация наблюдается при наличии препятствия, отражающая поверхность которого представляет собой лунку и сопла, состоящего из конфузора и цилиндрического участка. Соотношение между диаметрами лунки (у торца препятствия), и круглого выходного отверстия равно двум. Изучение механизма генерирования упругих колебаний показывает, что для работы излучателя существенна связь внешнего диаметра сопла с величиной цилиндрического выходного отверстия. С ростом внешнего диаметра сопла (при постоянной величине выходного отверстия) наблюдается расширение диапазона работы излучателя по расходу (скорости истечения) и смещение порогов возникновения и исчезновения упругих колебаний в сторону увеличения скорости истечения. Связь указанного параметра с интенсивностью генерируемых колебаний носит нелинейный характер. Приводится эмпирическое соотношение позволяющее рассчитывать оптимальные размеры системы сопло–отражатель, что важно при проектировании многостержневых гидродинамических излучателей.

Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 140 (1975) | Рубрики: 04.11 14.02

 

Карпов И.О., Переслегин С.В. «Модель радиолокационного наблюдения вибрационных поверхностных волн, возбуждаемых источником землетрясений (донным вибратором)» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 15, № 1, с. 48-60 (2022)

Продолжая исследования, опубликованные ранее, рассматривается модель радиолокационного мониторинга вибрационных волн, возникающих на морской поверхности вблизи очага донного землетрясения. Возбуждаемая параметрически вибрационная волна характеризуется ближней (гидродинамической) и дальней (звуковой) областями. Амплитуда ближней волны зависит от параметров донного вибратора и глубины дна, дальняя распространяется в волноводе, образованном водной поверхностью и плоским дном. Намечаемый натурный эксперимент предполагает установку вибратора на небольшой глубине (30 м) и применение современного самолётного радара, способного формировать как яркостные, так и скоростные радиолокационные изображения слабо отражающей морской поверхности при длине возбуждаемой вибрационной волны ∼1,5 см, что соответствует частоте возбуждающей волны ∼30 Гц и «резонансной» радиоволне длиной ∼3 см (радиолокационный Х-диапазон). Рассматривается возможность наблюдения вибрационных волн в радаре с синтезированной апертурой в L, P и УКВ-диапазонах. Приводятся также расчёты, относящиеся к необходимым параметрам самолётного радара с синтезированной апертурой, включая алгоритмы обработки исходного сигнала при формировании яркостных и скоростных радиолокационных изображений вибрационных волн. Ключевые слова: донный вибратор, ближнее и дальнее поля давления, звуковой волновод, вибрационная волна на фоне ветровых волн, яркостное и скоростное радиолокационные изображения

Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 15, № 1, с. 48-60 (2022) | Рубрика: 04.11

 

Фокина К.В., Булгаков К.Ю. «Совместное моделирование ветровых волн и волнового пограничного слоя» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 15, № 1, с. 73-81 (2022)

Сформулирована и реализована совместная модель волнового пограничного слоя и волн, объединяющая разработанные ранее соответствующие модели. Совместная модель использовалась в двух вариантах: с учетом и без учета волнового потока импульса. Проведены серии экспериментов с широким диапазоном изменения входных параметров (скорость ветра на верхней границе волнового пограничного слоя и обратный возраст волны) и рассчитаны значения метеорологических характеристик: скорости ветра, волнового и турбулентного потоков импульса в волновом пограничном слое. Полученные результаты проанализированы с целью продемонстрировать необходимость учета волнового потока импульса в моделях волнового пограничного слоя, а также показать особенности результатов совместного моделирования для описания волнового пограничного слоя. Показано, что результаты совместного моделирования для указанных метеорологических характеристик значительным образом отличаются от результатов, полученных по модели волнового пограничного слоя, для развитого и слаборазвитого волнения. Учет волнового потока импульса приводит к заметным отклонениям профиля скорости ветра в нижней части волнового пограничного слоя от логарифмического, применимого при описании атмосферного пограничного слоя. Ключевые слова: волновой пограничный слой, ветровые волны, волновой поток импульса, волновой спектр, взаимодействие океана и атмосферы

Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 15, № 1, с. 73-81 (2022) | Рубрика: 04.11