Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

16 Акустика в инженерном деле

 

Шатохин А.В., Ивакин Я.А., Ермолаев В.И., Потапычев С.Н. «О совершенствовании средств и систем освещения подводной обстановки» Гидроакустика, № 50, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA50.pdf (2022)

Реализация потенциальных возможностей средств и систем освещения подводной обстановки (СОПО) в значительной степени зависит от модельной поддержки должностных лиц на стадиях разработки, изготовления и эксплуатации этих средств и систем. Именно поэтому в исторической ретроспективе развитие средств освещения подводной обстановки и объединение их в комплексы и системы сопровождалось разработкой адекватного инструментария, реализующего различные методы компьютерного моделирования. Анализу опыта совершенствования такого инструментария, представлению роли компьютерного моделирования в современном процессе обоснования решений на построение указанных систем и определению путей развития методов компьютерного моделирования в интересах СОПО посвящена данная статья. Ключевые слова: системы освещения подводной обстановки, гидроакустические средства и комплексы, пространственное построение системы, поддержка принятия решений, компьютерное моделирование, имитационное моделирование, геоинформационная система, поддержка принятия решений.

Гидроакустика, № 50, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA50.pdf (2022) | Рубрики: 07.18 16

 

Стародубцев П.А., Стародубцев Е.П. «История, современное состояние и перспективы развития акустической томографии, основанной на низкочастотном просветном методе» История науки и техники, № 11, с. 5955 (2006)

История науки и техники, № 11, с. 5955 (2006) | Рубрики: 03 16

 

Рылов И.Ю. «Исследование конструкций пультов оператора с целью выявления конкурентных преимуществ и эргономических решений» Гидроакустика, № 50, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA50.pdf (2022)

Приведены результаты исследования пультов операторов различных фирм и сравнения их эргономических решений с решениями, используемыми в пульте разработки АО «Концерн «Океанприбор». Исследования проводились с целью выявления конкурентных преимуществ и параметров конструкций для дальнейшего применения этих параметров при проектировании эргономичного пульта оператора-гидроакустика. Ключевые слова: эргономик

Гидроакустика, № 50, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA50.pdf (2022) | Рубрики: 12.01 16

 

Попов И.П. «Монореактивный гармонический осциллятор» Труды Московского авиационного института, № 6, с. 126_-01 (2022)

Механические колебания широко распространены в разнообразных технологических процессах. Особое значение учет колебаний приобретает в авиационной и ракетной отраслях. Синтез монореактивного гармонического осциллятора производится на основе трех предпосылок. Первое. Осциллятор состоит из двух одинаковых по массе грузов. Второе. Грузы совершают синусоидальные перемещения. Третье. Суммарная энергия осциллятора со временем не изменяется. В монореактивном (m-m) гармоническом осцилляторе инертные элементы могут совершать свободные синусоидальные колебания, которые сопровождаются трансформацией кинетической энергии инертного элемента в кинетическую же энергию другого инертного элемента. В положении, при котором энергия первого инертного элемента равна нулю. При этом энергия второго элемента имеет максимальное значение. В следующий момент времени первый элемент приобретает ускорение за счет кинетической энергии второго элемента, скорость которого начинает уменьшаться.

Труды Московского авиационного института, № 6, с. 126_-01 (2022) | Рубрики: 04.01 04.12 16

 

Зуев В.В., Павлинский А.В., Уйманова В.А., Долгова Н.В., Томашова А.С. «Комплекс мониторинга пограничного слоя атмосферы «Нева-М»» Экологические системы и приборы, № 9, с. 38-47 (2021)

Описан аппаратно-программный комплекс дистанционного мониторинга пограничного слоя атмосферы «Нева-М», созданный в ИМКЭС СО РАН, его состав и характеристики. Приведен пример регистрируемых данных о температуре воздуха, скорости и направлении ветра, влагосодержания и водосодержания атмосферы с привязкой к приземным данным и к синоптической обстановке при прохождении полярного холодного фронта 7 июня 2021 г. Показаны возможности комплекса по исследованию динамики процессов пограничного слоя. Ключевые слова: пограничный слой атмосферы, мониторинг, радиометрия, акустическое зондирование, профиль температуры, общее влагосодержание, синоптика.

Экологические системы и приборы, № 9, с. 38-47 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Хмелёв В.Н., Барсуков Р.В., Барсуков А.Р., Цыганок С.Н., Нестеров В.А. «Ультразвуковой технологический аппарат с пятью рабочими инструментами различного диаметра для проведения научных исследований» Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 106-109 (2022)

Статья посвящена созданию ультразвукового аппарата, предназначенного для широкого спектра научных и прикладных исследований в биологии, микробиологии, молекулярной биологии, биохимии, химии, токсикологии, для гомогенизации клеток и клеточных культур в биохимии, микробиологии, почвоведении и исследованиях полимеров, способного обеспечивать УЗ обработку различных по структуре и свойствам жидкостей и жидкодисперсных сред в различных по размерам технологических объемах (от 1 мл до 1 л) с интенсивностью до 50 Вт на см2 . Аппарат комплектуется пятью сменными рабочими инструментами различного диаметра 1,5 мм, 4,5 мм, 7 мм, 10 мм и 18 мм. Для снижения уровня звукового давления, исключения разбрызгивания обрабатываемых материалов, защиты оператора в комплект аппарата входит звукоизоляционная камера.

Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 106-109 (2022) | Рубрики: 14.02 16

 

Кузнецов О.Л., Дрягин В.В. «Каротаж акустической эмиссии при волновом воздействии на горные породы» Каротажник, № 2, с. 49-67 (2022)

Рассмотрены принципы, элементы физических основ и технологических решений, положенных в основу нового метода геофизических исследований скважин для изучения месторождений углеводородного сырья. Представлены результаты петрофизических исследований процессов возникновения и эволюции акустической эмиссии (АЭ) на образцах керна, а также in situ в условиях глубоких скважин. Показано, что спектры колебаний АЭ имеют специфические образы для каждого типа породы. Разработанный метод каротажа является надежным и оперативным источником информации о фильтрационно-емкостных свойствах (ФЕС) и характере флюида, насыщающего горные породы, а также применим для стимулирования добычи углеводородов.

Каротажник, № 2, с. 49-67 (2022) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Шерстобитов В.В., Назмутдинов Р.Ф., Безруков Е.В. «Опыт внедрения в рабочий процесс прибора кросс-дипольного акустического каротажа АКС-МАК-МП при контроле гидроразрыва пласта» Каротажник, № 4, с. 58-65 (2022)

Проведена оценка эффективности прибора кросс-дипольного акустического каротажа АКС-МАК-МП на основании выполненных опытно-промышленных работ, а также при контроле ГРП в действующих скважинах.

Каротажник, № 4, с. 58-65 (2022) | Рубрики: 14.02 14.04 16

 

Бакина О.В., Сваровская Н.В., Чжоу В.Р., Сулиз К.В. «Применение ультразвуковой обработки для повышения фотохимической активности электровзрывных бикомпонентных наночастиц TiO2-Ag» Известия вузов. Физика, 65, № 9, с. 3-7 (2022)

Наночастицы оксида титана, обладающие термической и химической стабильностью, широкой запрещенной зоной и низкой токсичностью, являются наиболее используемыми фотокатализаторами разложения органических веществ. Однако быстрая рекомбинация электронно-дырочных пар и высокая энергия фотоактивации значительно ограничивают их применение. Модификация TiO2 серебром способствует пространственному разделению зарядов и повышает их фотохимическую активность. В настоящей работе для получения бикомпонентных наночастиц TiO2-Ag использовали электрический взрыв металлических проводников в атмосфере 85 об.% Ag – 15 об.% O. Данный метод обладает высокой производительностью (170–200 г/ч), достаточной для промышленного применения наночастиц. Однако электровзрывные наночастицы в основном представляют собой агломераты размером 200–500 нм, что значительно снижает их фотохимическую активность в тестовой реакции разложения модельного красителя метиленового голубого под действием видимого излучения. Ультразвуковая обработка наночастиц в водной суспензии в течение 15 мин способствовала увеличению фотоактивности наночастиц TiO2-Ag на 10%.

Известия вузов. Физика, 65, № 9, с. 3-7 (2022) | Рубрики: 14.02 16

 

Бакушинский А.Б., Леонов А.С. «Вычислительная лупа для уточнения положения и формы трехмерных объектов при их акустическом зондировании» Математическое моделирование, 34, № 5, с. 3-26 (2022)

Предлагается вычислительная процедура уточнения положения и формы трехмерных акустических неоднородностей при звуковом зондировании среды. Процедура, названная вычислительной лупой, основана на быстродействующем алгоритме решения обратной задачи акустического зондирования в областях специальной структуры (трехмерном пространстве, цилиндрической области и др.) с данными (комплексной амплитудой волнового поля), зарегистрированными «в тонком слое». Алгоритм был предложен и изучен авторами в предыдущих работах. Процедура вычислительной лупы состоит в «быстром» решении обратной задачи с помощью этого алгоритма на начальной сетке в исходной трехмерной области, сужении исходной области до вложенной меньшей новой области, содержащей неоднородности, и решении обратной задачи в этой новой области на новой сетке с тем же или даже с меньшим числом узлов. Повторяя эту процедуру несколько раз, можно существенно уточнить положение и форму исследуемых неоднородностей, как бы «увеличивая» их. Процедура вычислительной лупы работает существенно быстрее, чем решение обратной задачи на адаптивно измельчаемых трехмерных сетках в исходной области. Это позволяет легко реализовать процедуру на персональных компьютерах (ПК) средней производительности. Предлагается способ численной оценки качества уточнения положения и формы изучаемых неоднородностей, основанный на применении гистограмм. Представлен ряд численных модельных экспериментов на ПК по использованию вычислительной лупы в цилиндрической области. В их числе: анализ качества уточнения положения и формы с помощью гистограмм при решении обратной задачи с точными и зашумленными данными, влияние усреднения зашумленных данных на определение положения и формы, эксперименты по оценке разрешающей способности вычислительной лупы и др. Время работы вычислительной лупы в каждом из этих трехмерных численных экспериментах составило около 10 сек.

Математическое моделирование, 34, № 5, с. 3-26 (2022) | Рубрики: 14.02 16

 

Шуваев В.Г. «Технология ультразвукового формирования непаяных соединений электрических плат с контролем усилия запрессовки» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 24, № 3, с. 60-62 (2022)

Рассматриваются вопросы технологии формирования непаяных соединений электрических плат с применением ультразвуковых колебаний. Описывается разработанное и запатентованное устройство для формирования ультразвуковых продольно-крутильных колебаний, дающее возможность существенно уменьшить усилие запрессовки, модифицировать свойства поверхностных слоев деталей и проводить контроль усилия запрессовки контактных штырей. Ключевые слова: непаяные соединения, качество, ультразвук, сложные колебательные воздействия, усилие запрессовки.

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 24, № 3, с. 60-62 (2022) | Рубрики: 14.02 16

 

Gouda A.A., El  Sheikh R., El Sayed H.M., Khedr A.M., Abo Al Ezz Sh., Gamil W., Hamdy M. «Использование ультразвуковой дисперсионной микротвердофазной экстракции для концентрирования следов кобальта и никеля и их прецизионного определения в образцах окружающей среды с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии» Журнал прикладной спектроскопии, 89, № 3, с. 433 (2022)

Разработан простой и экологичный подход к ультразвуковой дисперсионной микротвердофазной экстракции с использованием новых модифицированных адсорбентом многостенных углеродных нанотрубок (MWCNTs) для разделения и предварительной концентрации ионов кобальта Co(II) и никеля Ni(II) в различных образцах окружающей среды перед определением методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. Предлагаемый метод основан на модификации MWCNTs комплексообразователем 3-(2,4-дигидроксифен-1-илазо)-1,2,4-триазолом, который образует комплекс с ионами Co(II) или Ni(II) в качестве селективного и эффективного сорбента при рН 8.0. Исследовано и оптимизировано влияние различных параметров. Калибровочные кривые линейные в пределах 1.0–200 и 2.0–300 мкг/л; пределы обнаружения при оптимальных условиях 0.30 и 0.60 мкг/л для ионов Co(II) и Ni(II). Коэффициент предварительной концентрации 200. Максимальная сорбционная способность Co(II) и Ni(II) ∼300 и 380 мг/г. Показатели извлечения анализируемых веществ 96.0–102%. Относительное стандартное отклонение (RSD%) для внутрисуточной и межсуточной повторяемостей 1.30, 1.70% и 1.750, 1.95% для Co(II) и Ni(II) соответственно. Сертифицированные справочные материалы (листья шпината SRM 1570A и обогащенная вода TMDA-52.3) использованы для проверки точности предлагаемого протокола предварительной концентрации. Метод успешно применен для определения содержания ионов Co(II) и Ni(II) в образцах воды, соков и пищевых продуктов.

Журнал прикладной спектроскопии, 89, № 3, с. 433 (2022) | Рубрики: 14.02 16

 

Никитина А.В., Васильев А.П., Охлопкова А.А., Стручкова Т.С., Алексеев А.Г. «Влияние способов активации оксида титана на свойства и структуру политетрафторэтилена» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 46-52 (2022)

В настоящее время полимерные композиционные материалы (ПКМ) благодаря высоким механическим, триботехническим и другим специальным свойствам широко применяются в различных областях промышленности. В данной работе проведено исследование влияния различных способов активации оксида титана (TiO2) на физикомеханические и триботехнические свойства ПКМ на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ). Получены композиты с предварительной активацией наполнителя, включающие ультразвуковую обработку и смешение в планетарной мельнице. Проведенные сравнительные исследования деформационно-прочностных и триботехнических свойств композитов с предварительной ультразвуковой активацией наполнителя и смешением компонентов в планетарной мельнице, показали улучшение прочности при растяжении на ∼30%, эластичности на ∼24% и износостойкости в 1,8–3,6 раз по сравнению с образцом без предварительной обработки наполнителя. Твердость композитов с активацией наполнителя выше на ∼8% исходного полимера и композита с без активации наполнителя. Независимо от предварительной обработки наполнителя коэффициент трения композитов сохраняется на уровне ненаполненного ПТФЭ. Улучшение механических и триботехнических свойств композитов связано с разрушением агломератов и равномерным распределением оксида титана в полимерной матрице. Методами рентгеноструктурного анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии показано, что при предварительной обработке наполнителя в ПКМ приводит к усилению пиков наполнителя в рентгеновской дифрактограмме, увеличению кристалличности и энтальпии плавления, что свидетельствует о более упорядоченной надмолекулярной структуре и равномерном распределении наполнителя. Полученные материалы могут найти применение в качестве деталей узлов трения, а также в электронных устройствах.

Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 46-52 (2022) | Рубрика: 16

 

Доровских Р.С., Пужайкина А.Е. «Применение высокоинтенсивного ультразвукового воздействия для коагуляции капель тумана» Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 3-12 (2022)

Статья посвящена исследованию влияния ультразвукового воздействия на капли тумана с целью их коагуляции и уменьшения времени осаждения. Для проведения исследований был создан экспериментальный стенд, который позволяет создать имитацию природного радиационного тумана с размером капель 5 мкм. Стенд представляет собой цилиндрическую камеру с внутренним объёмом 1,5 м3. С торца камеры установлен ультразвуковой изгибно-колеблющийся излучатель, обеспечивающий средний уровень звукового давления в камере 147 дБ. Проведенные исследования позволили установить, что за 350 секунд УЗ воздействие позволяет обеспечить метеорологическую дальность видимости равную 680 метрам. За это же время естественное разрушение тумана обеспечивает метеорологическую дальность видимости равную 100 метров. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что применение более мощных УЗ излучателей позволит существенно сократит время разрушения воздушно-капельных дисперсий. Выявлено, что формируемый во всей озвучиваемой области уровень звукового давления равный 147 дБ является достаточным для разрушения воздушнокапельной дисперсии.

Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 3-12 (2022) | Рубрика: 16

 

Верещагин А.Л., Кудряшова О.Б., Бычин Н.В. «Коалесценция частиц детонационных наноалмазов низкоинтенсивным ультразвуковым облучением» Южно-Сибирский научный вестник, № 5, с. 108-114 (2022)

Рассмотрен процесс роста частиц детонационных наноалмазов при ультразвуковом облучении интенсивностью 1–2 Вт/см2 в гидрофобной среде, содержащей первичные продукты детонации сплава тротил-гексоген. Предложена математическая модель процесса, включающая неупругие столкновения алмазоуглеродных частиц, приводящие к укрупнению частиц детонационных наноалмазов до 20 мкм.

Южно-Сибирский научный вестник, № 5, с. 108-114 (2022) | Рубрика: 16

 

Ахмедьянова Р.А., Васильева Э.А., Кутузова Т.М., Мухамедзянов Р.Р., Фам Тхэ Шон, Музипов З.Р. «Влияние ультразвука на физикохимические характеристики марганец-оксидных катализаторов окисления углеводородов» Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 21, № 7, с. 20-23 (2022)

Получены образцы гетерогенных марганец-оксидных катализаторов пропиткой γ-оксида алюминия избытком водных растворов солей марганца с различным содержанием марганца в условиях УЗ воздействия различной мощности и продолжительности и без него. Приведена схема получения гетерогенного марганец-оксидного катализатора пропиткой носителя из избытка водного раствора хлорида марганца (II) методом окунания в УЗ поле. В качестве источника УЗ использовали технологический аппарат серии «Волна» (модель УЗТА-0,4/22-ОМ), частота УЗ колебаний – 22 кГц. Установлены оптимальные условия УЗ обработки – продолжительность 5 мин, мощность УЗ 102,2 Вт. Определены физико-химические характеристики образцов катализатора, в том числе удельная поверхность, средний размер пор, объем пор по методу БЭТ. Установлено, что ультразвук оказывает влияние на текстурные характеристики катализаторов. В области концентраций пропиточных растворов 5–30% использование УЗ приводит к увеличению удельной поверхности образца катализатора на 5,5–11,25%, в то время как для носителя эта величина составляет 1,33%. При этом общий объем пор снижается для 5, 10, 30%-х пропиточных растворов на 0,8; 11,59; 18,7%, а для носителя 13,7%, соответственно. Методом рентгенофлуоресцентного полуколичественного анализа определен элементный состав образцов и влияние на содержание Al и Mn УЗ-воздействия и выявлено, что при концентрации соли марганца в пропиточном растворе 5% УЗ воздействие не приводит к изменению содержания этих элементов. При более высокой концентрации раствора соли марганца – 10 и 30% масс. влияние УЗ воздействия на элементный состав катализатора не однозначно. С увеличением концентрации соли марганца, растет содержание марганца в катализаторе как в условиях УЗ так и без него. Наблюдаемое снижение общего объема пор при УЗ может быть связано с более полным заполнением их активным компонентом, и чем больше концентрация пропиточного раствора, тем больше марганца находится в порах носителя. Общая же удельная поверхность увеличивается.

Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 21, № 7, с. 20-23 (2022) | Рубрики: 06.06 06.20 14.02 16

 

Ахмедьянова Р.А., Васильева Э.А., Кутузова Т.М., Мухамедзянов Р.Р., Фам Тхэ Шон, Музипов З.Р. «Влияние ультразвука на физикохимические характеристики марганец-оксидных катализаторов окисления углеводородов» Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 21, № 8, с. 107-110 (2022)

Получены образцы гетерогенных марганец-оксидных катализаторов пропиткой γ-оксида алюминия избытком водных растворов солей марганца с различным содержанием марганца в условиях ультразвукового (УЗ) воздействия различной мощности и продолжительности и без него. Приведена схема получения гетерогенного марганец-оксидного катализатора пропиткой носителя из избытка водного раствора хлорида марганца (II) методом окунания в УЗ-поле. В качестве источника УЗ использовали технологический аппарат серии «Волна» (модель УЗТА-0,4/22-ОМ), частота УЗ колебаний – 22 кГц. Установлены оптимальные условия УЗ-обработки: продолжительность 5 мин, мощность УЗ 102,2 Вт. Определены физико-химические характеристики образцов катализатора, в том числе удельная поверхность, средний размер пор, объем пор по методу БЭТ. Установлено, что ультразвук оказывает влияние на текстурные характеристики катализаторов. В области концентраций пропиточных растворов 5–30% использование УЗ приводит к увеличению удельной поверхности образца катализатора на 5,5–11,25%, в то время как для носителя эта величина составляет 1,33%. При этом общий объем пор снижается для 5, 10, 30%-х пропиточных растворов на 0,8; 11,59; 18,7%, а для носителя 13,7%, соответственно. Методом рентгенофлуоресцентного полуколичественного анализа определен элементный состав образцов и влияние на содержание Al и Mn УЗ-воздействия и выявлено, что при концентрации соли марганца в пропиточном растворе 5% УЗ-воздействие не приводит к изменению содержания этих элементов. При более высокой концентрации раствора соли марганца – 10 и 30% масс. влияние УЗ-воздействия на элементный состав катализатора неоднозначно. С увеличением концентрации соли марганца, растет содержание марганца в катализаторе как в условиях УЗ-воздействия, так и без него. Наблюдаемое снижение общего объема пор при УЗ-воздействии может быть связано с более полным заполнением их активным компонентом, и чем больше концентрация пропиточного раствора, тем больше ионов марганца находится в порах носителя. Общая же удельная поверхность увеличивается.

Вестник технологического университета (ранее Вестник Казанского технологического университета – 1998–2015), 21, № 8, с. 107-110 (2022) | Рубрики: 06.06 06.20 14.02 16