Раевский М.А., Бурдуковская В.Г. «Влияние межмодовых корреляций на эффективность пространственной обработки акустических сигналов в океаническом волноводе со взволнованной поверхностью» Акустический журнал, 68, № 6, с. 625-637 (2022)

Исследуется влияние межмодовых корреляций на эффективность пространственной обработки сигнала в океанических волноводах со взволнованной поверхностью. Предложен алгоритм расчета корреляционной матрицы сигнала на апертуре горизонтальной антенной решетки (АР), учитывающий интерференционную структуру акустического поля в звуковом канале. Коэффициент усиления антенны анализируется для трех методов пространственной обработки: стандартного метода ФАР, метода оптимальной линейной обработки и метода оптимальной квадратичной обработки. Приведены результаты численного моделирования для гидрологических условий Баренцева моря в зимний период. Основное внимание уделяется интерференционным осцилляциям коэффициента усиления АР и зависимости от параметров задачи его значений, “сглаженных” на масштабе интерференционной структуры акустического поля в волноводе.

Стоник О.Г., Гешеле В.Д., Ковалев С.А., Раскатов И.П., Козлова А.А. «Вибрационное горение, задачи и методы исследования» Инженерно-физический журнал, 95, № 5, с. 1302-1310 (2022)

Проведен обзор литературных данных и их анализ. С учетом анализа современного состояния исследований разработана методика экспериментального исследования горения твердых топлив. Система диагностики позволила измерять скорость выгорания топлива, амплитуду и частоту пульсаций давления газа в трубе Рийке. Разработана теоретическая модель вихревых колебаний пламени при вибрационном горении Ключевые слова: вибрационное горение, автоколебание, акустическое излучение, интенсивность горения, амплитуда, частота, твердое топливо

Распопин Г.К., Макашев Д.Р., Борисов А.В., Кистенев Ю.В. «Исследование высокочастотных акустических резонансов оптико-акустического детектора с дифференциальными резонаторами Гельмгольца» Оптика и спектроскопия, 130, № 6, с. 826-831 (2022)

Численно исследованы акустические резонансы оптико-акустического детектора (ОАД) с дифференциальными цилиндрическими резонаторами Гельмгольца при вариации их основных параметров. Получены и проанализированы зависимости добротности акустического резонанса и резонансной частоты от геометрических параметров ОАД. Полученные результаты представляют интерес для разработки оптико-акустических газоанализаторов. Ключевые слова: лазерный газоанализ, оптико-акустический детектор, компьютерное моделирование.

Шагапов В.Ш., Рафикова Г.Р., Каримова Г.Р. «Динамика волн Стоунли на границе "вода–насыщенный водой или газогидратом песок"» Инженерно-физический журнал, 95, № 4, с. 869-875 (2022)

Рассмотрен процесс распространения волны Стоунли на границе "вода–асыщенный водой или газогидратом песок". Для описания процесса использованы уравнения неразрывности, состояния жидкости, импульсов, волновые уравнения, уравнения для смещения частиц и компонентов тензоров напряжения. В результате нахождения аналитических решений в виде гармонической бегущей волны для давления, смещений, потенциалов для векторов продольной и поперечной волн получено дисперсионное уравнение для определения скорости волны Стоунли. Получены значения скоростей волны Стоунли для различной насыщенности песка водой и газогидратом. Определена зависимость глубины проникновения звуковой волны, продольных и поперечных волн в жидкость и в твердую среду от частоты. Предложена идея определения толщины гидратосодержащего слоя по вырождению волны Стоунли с увеличением ее длительности.

Ипатов А.В., Рахимов И.А., Гренков С.А., Кольцов Н.Е. «Результаты мониторинга мазерного излучения ОН с частотой 1665 МГц в источниках W3, W49, W51 и W75 на радиотелескопе РТ-32 в обсерватории «Светлое»» Труды Института прикладной астрономии РАН № 60, с. 27-38 (2022)

Основной целью данной работы является выявление длительной переменности спектров космического мазерного радиоизлучения межзвездного гидроксила за период 2009–2020 гг. в источниках W3(OH), W49, W51 и W75 на частоте 1665.402 МГц в двух круговых поляризациях, наблюдения которых проводятся в рамках программы Ru-OH на радиотелескопе РТ-32 комплекса «Квазар-КВО» в обсерватории «Светлое» с 2006 г. Считается, что изменения космического мазерного излучения в долговременных масштабах может быть обусловлено вариациями внутренних свойств источников. По этой причине обобщенные данные о переменности отдельных компонент мазерных источников могут представлять интерес для астрофизиков при построении математических моделей космических мазеров и анализа физических условий в областях звездообразования. Методика наблюдений и обработки. Наблюдения мазеров гидроксила проводятся с использованием штатного приемного устройства радиотелескопа РТ-32 диапазона L, видеоконвертеров и БПФ-спектрометра. Регистрация спектров излучения источника сигнала выполняется по методу «On source–Off source» с калибровкой амплитуды потока по стабильному калибровочному источнику радиоизлучения в континууме. Зарегистрированные на заданном интервале времени (∼180–600 с) спектральные профили проходят тщательную визуальную отбраковку на предмет искажения помехами и/или аппаратурными эффектами и последующую статистическую обработку. В результате статистической обработки построены зависимости интенсивности радиоизлучения, которые позволяют выявить тренды к усилению или ослаблению компонент спектральных профилей радиоизлучения, а в отдельных случаях – выявить длительные усиления или ослабления этих компонент во время вспышечной активности источников мазерного излучения. Основные результаты. Проведенные на радиотелескопе РТ-32 в обсерватории «Светлое» регулярные спектральные наблюдения областей источников мазерного излучения OH в W3(OH), W49, W51 и W75 на частоте 1665 МГц позволили отследить и выявить переменность отдельных компонент их излучения на основе однородных данных.

Егоров М.С., Лебедев О.А., Резунков Ю.А., Солк С.В., Степанов В.В. «Проблемы юстировки объектива-анастигмата из трех внеосевых асферических зеркал» Оптический журнал, 89, № 5, с. 41-53 (2022)

В настоящее время ведутся разработки объективов для малых космических аппаратов в широком диапазоне от видимого до среднего инфракрасного диапазона излучения. Для космических применений наиболее универсальными являются зеркальные объективы благодаря таким преимуществам, как работа в широком спектральном диапазоне, применение технологий изготовления облегченных зеркал и уменьшения габаритов объектива. Предметом данного исследования является юстировка зеркальных объективов с внеосевыми асферическими зеркалами (объективов с эксцентрично расположенным полем зрения). Традиционно для юстировки зеркальных объективов используются интерферометры в автоколлимационном режиме. В этом случае контроль юстировки осуществляется с использованием компенсационных схем. Однако для многозеркальных компактных объективов далеко не всегда можно найти место для размещения оборудования (интерферометра со вспомогательным зеркалом или голограммы-компенсатора), используемого для юстировки. Метод. Исследована альтернативная методика последовательной поэлементной юстировки макета многозеркального объектива, основанная на контроле формы фокальных пятен и сравнении их с расчетной формой. Исследовалась юстировка четырехзеркального объектива-анастигмата, первое зеркало которого представляет собой внеосевой вогнутый эллипс, второе зеркало – внеосевая выпуклая гипербола, третье зеркало плоское, четвертое зеркало представляет собой внеосевой вогнутый эллипс. Для юстировки объектива использовалось излучение Не-Ne лазеров (длина волны 0,63 мкм) с регистрацией распределения фокального пятна рассеяния телевизионной камерой, для контроля юстировки – излучения непрерывного перестраиваемого СО-лазера (длина волны излучения 5,415 мкм) и HF-лазера (длина волны излучения 2,8 –3,2 мкм) с регистрацией распределений фокальных пятен на матричное фотоприемное устройство на основе InSb. Контроль осуществлялся с помощью микроскопа, предметная плоскость которого совмещалась с фокальной плоскостью юстируемого элемента. При этом входная апертура объектива освещалась коллимированным лазерным пучком параллельно визирной оси. Качество юстировки оценивалось из сравнения формы наблюдаемых фокальных пятен с рассчитанными теоретически для идеально съюстированного объектива. Основные результаты. Результаты проведенных исследований показали, что опробованная методика юстировки на основе контроля формы фокальных пятен не обладает необходимой чувствительностью к разъюстировкам как отдельных зеркал, так и рассеяния системы из нескольких зеркал. Более того, метод не обеспечивает требуемую точность юстировки. Практическая значимость. В дальнейшем предполагается развитие предложенной методики в направлении создания специальной оптико-электронной аппаратуры, позволяющей проводить постоянный и последовательный контроль всех оптических элементов четырехзеркального анастигмата с необходимой для юстировки точностью.

Родионов А.В. «Взаимодействие ударной волны с вихрем: тестовая задача для методов сквозного счета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 318-319 (2022)

Одна из актуальных и быстро развивающихся областей вычислительной аэрогазодинамики включает в себя широкий спектр задач, в которых турбулентные течения моделируются с помощью вихреразрешающих подходов. Такие задачи могут решаться только в трехмерной нестационарной постановке на подробных сетках; они предполагают привлечение больших вычислительных ресурсов и использование высокоэффективных CFD-методов. Рассмотрены вопросы, связанные с тестовой задачей о взаимодействии вихря с ударной волной: зависимость структуры потока от базовых параметров задачи; краткий обзор работ по задаче; выбор постановки задачи, при которой ударно-волновая структура течения остается устойчивой; получение эталонного решения на выбранной постановке с максимально возможным сеточным разрешением; проведение сопоставительного анализа точности нескольких отобранных методов сквозного счета (с оценкой порядка сходимости к эталонному решению).

Дубень А.П., Козубская Т.К., Родионов П.В. «Моделирование аэродинамики дельтовидного крыла на режиме посадки» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 130-131 (2022)

Целью работы является валидация программного комплекса NOISEtte на задаче об обтекании дельтовидного крыла и применение протестированных моделей и методов для решения индустриальных задач. Представлены результаты RANS и IDDES моделирования обтекания дельтовидного крыла, проведено сравнение с экспериментальными данными

Барышева Д.В., Лесных Т.О., Иванова Е.В., Ким Н.В., Сергеев М.С., Романенко Г.А., Печагин Д.В. «Локализация источников шума сферической микрофонной решёткой в пассажирском самолете при наземных испытаниях» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 69-72 (2022)

В последнее время оценка акустических характеристик самолета не ограничивается только крейсерскими режимами полета. Рекомендуется оценивать характеристики шума в течение всего полета, а также при наземных гонках маршевых силовых установок (МСУ). Измерения уровня звукового давления (УЗД) на вновь создаваемых самолётах являются обязательными при оценке степени комфорта для пассажиров и условий работы экипажа. Для выявления наиболее заметных источников шума может быть использована система сферического бимформинга. Она разработана специально для использования внутри кабин самолётов, вертолетов и автомобилей, которые могут иметь сложное звуковое поле с большим количеством отражений, что делает невозможным применение обычных плоских микрофонных решеток. Система сферического бимформинга, обеспечивает формирование сферической диаграммы направленности и позволяет обойти данные ограничения. В рамках демонстрационной работы успешно проведены акустические испытания по локализации источников шума в контрольных областях в салоне и кабине экипажа пассажирского самолета при гонке МСУ с применением сферической микрофонной решётки с 36 микрофонами и встроенными цифровыми камерами. Получены диаграммы распределения суммарных УЗД и выделены источники шума внутри пассажирского салона и кабины экипажа. Проведен анализ вклада шума самолетных систем, с учётом их конструктивных особенностей, в общий уровень шума в самолете. Данный метод определения акустических характеристик позволяет выявить возможные места доработок конструкции, а повторные испытания – оценить эффективность данных доработок для снижения общего шума пассажирского самолета

Степанов Е.А., Майоров А.О., Романов К.В., Романов Д.В., Романов В.А. «Математическое моделирование физического механизма генерации волнового потока на фотосферном уровне на различных стадиях цикла солнечной активности» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 22, № 2, с. 100-110 (2022)

Исследуется нелинейная фаза развития неустойчивости Паркера крупномасштабных колебаний магнитных полей на различных глубинах конвективной зоны Солнца вплоть до стадии насыщения. Расчетным путем обнаружена реализация квазилинейных колебаний всплывающих магнитных полей вблизи фотосферного уровня, генерирующих устойчивый поток слабых ударных волн в нижних слоях атмосферы Солнца. Показано, что развитие неустойчивости Паркера в низкочастотной части спектра глобальных колебаний магнитных полей обеспечивает стабильную, сферически симметричную структуру аномального прогрева атмосферы в эпоху минимума цикла солнечной активности. С увеличением частоты глобальных осцилляций магнитных полей на стадии роста активности цикла структура аномального прогрева становится пространственно неоднородной – лучевой. Число лучей аномального прогрева со временем развития цикла активности растет и в эпоху максимума активности переходит в пространственно однородную структуру аномального прогрева атмосферы в согласии с наблюдательными данными.

Степанов Е.А., Майоров А.О., Романов К.В., Романов Д.В., Романов В.А. «Математическое моделирование физического механизма генерации волнового потока на фотосферном уровне на различных стадиях цикла солнечной активности» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 22, № 2, с. 100-110 (2022)

Исследуется нелинейная фаза развития неустойчивости Паркера крупномасштабных колебаний магнитных полей на различных глубинах конвективной зоны Солнца вплоть до стадии насыщения. Расчетным путем обнаружена реализация квазилинейных колебаний всплывающих магнитных полей вблизи фотосферного уровня, генерирующих устойчивый поток слабых ударных волн в нижних слоях атмосферы Солнца. Показано, что развитие неустойчивости Паркера в низкочастотной части спектра глобальных колебаний магнитных полей обеспечивает стабильную, сферически симметричную структуру аномального прогрева атмосферы в эпоху минимума цикла солнечной активности. С увеличением частоты глобальных осцилляций магнитных полей на стадии роста активности цикла структура аномального прогрева становится пространственно неоднородной – лучевой. Число лучей аномального прогрева со временем развития цикла активности растет и в эпоху максимума активности переходит в пространственно однородную структуру аномального прогрева атмосферы в согласии с наблюдательными данными.

Степанов Е.А., Майоров А.О., Романов К.В., Романов Д.В., Романов В.А. «Математическое моделирование физического механизма генерации волнового потока на фотосферном уровне на различных стадиях цикла солнечной активности» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 22, № 2, с. 100-110 (2022)

Исследуется нелинейная фаза развития неустойчивости Паркера крупномасштабных колебаний магнитных полей на различных глубинах конвективной зоны Солнца вплоть до стадии насыщения. Расчетным путем обнаружена реализация квазилинейных колебаний всплывающих магнитных полей вблизи фотосферного уровня, генерирующих устойчивый поток слабых ударных волн в нижних слоях атмосферы Солнца. Показано, что развитие неустойчивости Паркера в низкочастотной части спектра глобальных колебаний магнитных полей обеспечивает стабильную, сферически симметричную структуру аномального прогрева атмосферы в эпоху минимума цикла солнечной активности. С увеличением частоты глобальных осцилляций магнитных полей на стадии роста активности цикла структура аномального прогрева становится пространственно неоднородной – лучевой. Число лучей аномального прогрева со временем развития цикла активности растет и в эпоху максимума активности переходит в пространственно однородную структуру аномального прогрева атмосферы в согласии с наблюдательными данными.

Гончарский А.В., Романов С.Ю., Харченко С.А. «Обратная задача акустической диагностики трехмерных сред» Вычислительные методы и программирование, 7, № 1, с. 113-121 (2006)

Работа посвящена разработке методов и алгоритмов решения прямых и обратных задач акустической диагностики трехмерных сред на компьютерах с параллельной архитектурой. Обратная задача рассмотрена в нелинейной постановке для уравнения Гельмгольца с неизвестным коэффициентом. Разработаны эффективные алгоритмы вычисления прямых и обратных задач, которые показали практически линейную масштабируемость при параллельных вычислениях на многопроцессорных системах. Это позволило на порядки увеличить скорость и размерность решаемых задач, а также оптимизировать параметры модельных экспериментов.

Гончарский А.В., Романов С.Ю. «Об одной задаче ультразвуковой томографии» Вычислительные методы и программирование, 12, № 3, с. 317-320 (2011)

Работа посвящена решению коэффициентных обратных задач для волновых уравнений. Рассмотрен метод, основанный на возможности прямого вычисления градиента функционала невязки через решение сопряженной задачи для уравнения в частных производных. Приведены результаты модельных расчетов, показавшие высокую эффективность метода. Полученные результаты позволят продвинуться в создании 3D ультразвуковых томографов высокого разрешения.

Воеводин В.В., Овчинников С.Л., Романов С.Ю. «Разработка высокоэффективных масштабируемых программ в задаче ультразвуковой томографии» Вычислительные методы и программирование, 13, № 2, с. 307-315 (2012)

Статья посвящена разработке масштабируемых программ для суперкомпьютеров в обратной задаче ультразвуковой томографии в приложении к медицине. Задача рассмотрена в постановке нелинейной коэффициентной обратной задачи для волнового уравнения. Предложена структура программы, позволяющая эффективно распараллеливать вычисления на кластерных вычислительных системах. Проведена оптимизация кода, которая позволила ускорить работу программы на порядок, а также обеспечить высокую степень масштабируемости. Проведены многочисленные тестовые расчеты на вычислительных системах МГУ "Чебышев" и "Ломоносов".

Агаян Г.М., Воеводин В.В., Романов С.Ю. «Оприменимости послойных моделей в решении трехмерных задач ультразвуковой томографии» Вычислительные методы и программирование, 14, № 4, с. 533-542 (2013)

Статья посвящена проведению математического моделирования в сверхбольших задачах распространения ультразвуковых волн и в диагностике трехмерных физических сред на суперкомпьютерах. Результаты позволят использовать ультразвуковые исследования в диагностике рака молочной железы. Стандартные подходы в задачах томографии предлагают исследовать 3D объекты по их двумерным сечениям. Эта схема идеально реализуется для рентгеновской томографии. В ультразвуковой томографии выделение тонких слоев не всегда оправдано, поскольку лучи могут искривляться из-за рефракции и покидать слой. В настоящей статье эта проблема иллюстрируется расчетом модельной задачи для шара, рассеяние на котором допускает аналитическое решение в виде рядов по спецфункциям. Это решение использовалось в качестве модельных данных прямой задачи для послойной реконструкции шара. Результаты моделирования свидетельствуют о возможности использования послойных схем в ультразвуковой томографии, однако необходимо учитывать ухудшение разрешения в ортогональном к слоям направлении. Проведено исследование эффективности коммуникаций и оптимизация кода программ с помощью средств профилировки и анализа трасс библиотеки mpiP. Разработаны высокопроизводительные программы для мощных суперкомпьютеров с высокой степенью масштабируемости. Модельные расчеты проводились на суперкомпьютерах МГУ им. М.В. Ломоносова "Чебышёв" и "Ломоносов".

Гончарский А.В., Романов С.Ю. «Итерационные методы решения обратных задач ультразвуковой томографии» Вычислительные методы и программирование, 16, № 4, с. 464-475 (2015)

Статья посвящена строгому математическому обоснованию итерационных методов решения обратных задач ультразвуковой томографии. Обратные задачи ультразвуковой томографии рассматриваются в рамках скалярной модели волнового уравнения. Эта модель учитывает такие волновые эффекты, как дифракция, рефракция и др. Обратная задача рассматривается как коэффициентная обратная задача. На строгом математическом уровне получено представление для производной Фреше функционала невязки по скорости распространения волн с(r), которая характеризует неоднородную структуру объекта. Представление для производной Фреше получено как для двумерных задач, так и в трехмерном случае. Используя полученное представление для производной Фреше, авторы статьи предлагают для решения обратной задачи использовать градиентные методы минимизации функционала невязки. Предложенная в статье итерационная процедура допускает высокий уровень распараллеливания на суперкомпьютере.

Кусюмов А.Н., Кусюмов С.А., Михайлов С.А., Романова Е.В. «О пространственной периодичности поля скоростей в пограничном слое на 3D цилиндре» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 200-202 (2022)

На основе решения уравнений Нвье-Стокса (DNS) рассматривается задача прямого численного моделирования нестационарного 3D обтекания кругового цилиндра в потоке несжимаемой жидкости (газа) для докритического числа Рейнольдса Re=3900. Аналогичная задача моделирования 3D обтекания изолированного цилиндра рассматривалась в работах различных авторов как на основе DNS моделирования, так и с применением вихреразрешающих моделей (LES) турбулентности. Интерес к данной постановке задачи объясняется возможностью воспроизведения различных физических особенностей, включая отрыв (ламинарный) пограничного слоя, образование сдвиговых слоев, вихревой след (дорожка Кармана). На некотором удалении от поверхности цилиндра вниз по потоку также находится потенциально неустойчивая область, где возникает турбулентность. Это позволяет воспроизводить различные участки спектра осцилляций параметров потока, включая энергетическую и инерциальную подобласти спектра. В работе задача моделирования решается как для условий обтекания изолированного цилиндра, так и с использованием периодических граничных условий для воспроизведения обтекания цилиндра в составе решетки из цилиндров.

Россихин А.А., Панков С.В., Милешин В.И. «Расчетно-экспериментальное исследование тонального шума первой подпорной ступени ТРДД для различных режимов работы» Авиационные двигатели, № 4, с. 19-32 (2020)

Представлены результаты расчетных исследований тонального шума первой подпорной ступени ТРДД с высокой степенью двухконтурности для режимов работы с относительной приведенной частотой вращения ротора N=53,9% и N=75,5%. Исследования выполнены с помощью метода расчета тонального шума многоступенчатых турбомашин, разработанного в ЦИАМ и реализованного в программном комплексе 3DAS. Проведена валидация используемого расчетного метода. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными, полученными на акустическом стенде, показало удовлетворительное соответствие. Установлено, что в целом мощность звукового излучения ступени для режима N=75,5% выше, чем для режима N=53,9%, однако распределена она по бoльшему числу тонов, в результате чего мощность излучения у наиболее заметных в спектре излучения тонов сравнима с таковой для режима N=53,9%. Ключевые слова: вентилятор, подпорная ступень, многоступенчатая турбомашина, тональный шум, вычислительная аэроакустика, методы расчета в частотной области.

Милешин В.И., Россихин А.А. «Использование гармонических методов для расчета тонального шума вентиляторов и компрессоров» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 283-285 (2022)

При разработке авиационных двигателей для гражданской авиации существенной проблемой является обеспечение низких уровней шума на местности и в салоне самолета. Наиболее значительной компонентой шума является тональный шум вентилятора. На некоторых режимах работы двигателя существенный вклад в шум может вносить также взаимодействие между венцами в подпорных ступенях вентилятора и в турбине низкого давления. Поэтому при проектировании перспективных авиационных двигателей важно иметь эффективные и достаточно точные методы оценки шума лопаточных машин. В ФАУ ЦИАМ им. П.И. Баранова разработан и реализован численный метод 3D расчета тонального шума лопаточных машин в ближнем и дальнем поле. Метод основан на разложении нестационарного трёхмерного вязкого потока в системе отсчета лопаточного венца на две части: на стационарный неоднородный трёхмерный вязкий поток и нестационарные трёхмерные возмущения. Невязкие уравнения для возмущений решаются с использованием численных схем высокого порядка, хорошо зарекомендовавших себя при проведении исследований в области вычислительной акустики.

Рубаник В.В., Царенко Ю.В., Ванг Д.Т., Лио Ю. «Влияние ультразвуковой обработки на механические свойства металлов, подвергнутых интенсивной пластической деформации» Доклады Национальной академии наук Беларуси "Весці Нацыянальнай акадэмiі навук Беларусi", 66, № 3, с. 356-364 (2022)

Описано оригинальное устройство для получения наноструктурных материалов методом интенсивной пластической деформации с наложением ультразвуковых колебаний, которое обеспечивает измельчение структуры материала заготовки и исключает возникновение дефектов на ее поверхности и в торцевых областях. Этот эффект достигается за счет использования кольцевой прокладки, выполненной в виде полого волновода резонансной длины, закрепленного на неподвижной опоре в узле смещений, соединенного с концентратором и ультра- звуковым преобразователем. Исследованы физико-механические свойства наноструктурных образцов никеля и меди после ультразвуковой обработки (УЗО). Показано, что УЗО наноструктурных образцов приводит к повышению их пластических свойств и незначительному снижению предела прочности. При малых амплитудах механических напряжений в пределах 17,5 МПа в образцах меди и никеля наблюдается заметный рост микротвердости. Дальнейшее увеличение амплитуды механических напряжений при ультразвуковой обработке до 100 МПа приводит к снижению микротвердости.

Талипова Т.Г., Рувинская Е.А., Куркина О.Е., Пелиновский Е.Н. «Нелинейная трансформация короткопериодных волн в стратифицированном море» Экологические системы и приборы, № 10, с. 67-77 (2022)

Изучено образование короткопериодных внутренних волн из длинной одиночной волны большой амплитуды в рамках уравнения Гарднера. Проанализирована эволюция волн малой массы и энергии. Исследованы сценарии генерации солитонов и бризеров из начального импульса большой массы и энергии. Полученные решения полезны для понимания механизмов образовании мелкомасштабной турбулентности в океане. Ключевые слова: внутренние волны, уравнение Гарднера, бризеры, солитоны.

Кокоулина М.В., Куркина О.Е., Рувинская Е.А., Куркин А.А. «Гидрологические условия и эпизоды наблюдений внутренних волн в Балтийском море в сентябре 2019 г.» Экологические системы и приборы, № 10, с. 78-90 (2022)

Проанализированы гидрологические условия в центральной Балтике в сентябре 2019 г. по данным экспедиционных исследований. На основе этих данных проведены расчеты теоретических бароклинных вертикальных мод, построены дисперсионные зависимости внутренних гравитационных волн, оценены их фазовые и групповые скорости, определены характеристики внутренних волновых пучков. Показано, что измеренные на двух горизонтах, соответствующих положениям резких скачков плотности, временные ряды колебаний физических полей (температуры, солености, давления), обусловленных распространяющимися внутренними волнами с амплитудами смещений изолиний плотности морской воды до 6–8 м на верхнем пикноклине, имеют существенную взаимную корреляцию. Ключевые слова: стратификация морской воды, внутренние волны, натурные данные, дисперсионные зависимости, вертикальные моды, Балтийское море.

Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Силин Д.Е., Стукачев С.Е., Куликова Е.Х. «Оптический спектрограф для спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС»» Оптический журнал, 89, № 7, с. 59-71 (2022)

Предмет исследования. оптический спектрограф, разработанный для солнечного спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС». Статья является второй из серии статей, посвященных разработке этого прибора, планируемого к размещению на российском сегменте Международной космической станции. В первой из статей серии, опубликованной в этом же журнале, представлено описание солнечного оптического телескопа, являющегося составной частью прибора. Цель работы заключалась в разработке оптического спектрографа для спектромагнитографа «Тахомаг-МКС», который бы обладал необходимыми характеристиками для измерения эффекта Зеемана в выбранных спектральных линиях при значениях магнитных полей, характерных для солнечной фотосферы. Метод. Схема спектрографа «Тахомаг-МКС» является классическим вариантом линзовой внеосевой схемы спектрографа Литтрова. В качестве рабочих спектральных линий были выбраны FeI 6301,5 Å и FeI 6302,5 Å. Использование линзового варианта схемы спектрографа позволило выполнить требования по ограничениям на его габариты без применения оптических элементов с асферической формой поверхности. Основные результаты. Показано, что, несмотря на жесткие ограничения по массе и габаритам, связанные с условиями эксплуатации, спектрограф обеспечивает построение практически безаберрационных изображений (параметр Марешаля лучше l/20) спектра солнечной фотосферы с угловым разрешением 0,35І по критерию Рэлея, соответствующим угловому разрешению солнечного оптического телескопа спектромагнитографа «Тахомаг-МКС», со спектральным диапазоном 2,52 Å и спектральным разрешением около 30 м∼0A. Это меньше, чем ширина используемых спектральных линий, которая составляет от 42,4 м Å в сильных пятнах до 49,1 м Å в спокойной фотосфере и обусловлена хаотическими движениями атомов вдоль луча зрения и неразрешаемой структурой микротурбулентных скоростей. Практическая значимость. Разработка спектромагнитографа «Тахомаг-МКС» поможет в решении актуальных задач физики Солнца и физики плазмы и создаст задел для подготовки к более сложным миссиям, связанным с исследованиями Солнца с близких расстояний.

Дубень А.П., Козубская Т.К., Рыбак С.П., Михайлов М.В. «Расчет пульсаций давления на ракете космического назначения на этапе выведения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция, г. Светлогорск Калининградской области, 26 сентября – 1 октября 2022 г.: Сборник тезисов, с. 128-129 (2022)

Одной из важных задач, связанных с разработкой ракет космического назначения (РКН) является оценка нестационарных пульсаций давления на ее поверхностях. На этапе выведения при трансзвуковых и сверхзвуковых режимах обтекания различные зоны вблизи важных внутренних и внешних составных частей РКН подвергаются воздействию повышенных пульсационных нагрузок. Возле ракеты образуется сложное турбулентное течение, характеризующееся наличием локальных отрывов потока и ударных волн, взаимодействующих со слоями смешения и с турбулентным пограничным слоем. Представлены результаты крупномасштабных расчетов турбулентных течений, возникающих на поверхности РКН на этапе выведения. Рассматриваются трансзвуковые и сверхзвуковые режимы обтекания (характерные числа Маха от 0.8 до 1.3, числа Рейнольдса – порядка 10⁹). Численное моделирование проводится с помощью вихреразрешающего гибридного RANS-LES подхода.

Рябинин А.Н., Бобу Ю.Э. «Вращательное и поступательное галопирование призм в воздушном потоке» Журнал технической физики, 92, № 12, с. 1787-1793 (2022)

В экспериментах в аэродинамической трубе изучены колебания трех призм с прямоугольным поперечным сечением. Призмы располагаются перпендикулярно вектору скорости набегающего потока и с торцов снабжены концевыми шайбами, ограничивающими перетекание воздуха. Упругая подвеска позволяет колебаться телам с шестью степенями свободы. Оказалось, что под действием воздушного потока возникают два режима колебаний тел: поступательные колебания в направлении, перпендикулярном образующей призматических тел и скорости потока, и вращательные колебания вокруг оси, которая параллельна образующей, проходит через центр призмы и перпендикулярна скорости набегающего воздушного потока. Тензометрическим методом в процессе колебаний измерено натяжение двух пружин, входящих в упругую подвеску. Калибровочный эксперимент позволил связать амплитуды колебаний натяжения пружин и сдвиг фаз с амплитудами вращательных и поступательных колебаний призм. Оказалось, что призма с отношением высоты к ширине поперечного сечения 0.22 в потоке подвержена вращательным колебаниям. Увеличение отношения высоты к ширине до 0.36 ведет к уменьшению амплитуды вращательных колебаний и появлению поступательных. Диапазоны существования вращательных и поступательных колебаний перекрываются. Дальнейшее увеличение отношения высоты к ширине до 0.43 сопровождается интенсивным поступательным галопированием. Ключевые слова: галопирование, плохо обтекаемое тело, аэродинамическая труба, тензометрический датчик, поступательные колебания, вращательные колебания.