Ватульян А.О., Явруян О.В. «Колебания полосы с отслоением в рамках однопараметрической модели Айфантиса градиентной теории упругости» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 3, с. 70-82 (2022)

DOI: 10.15593/perm.mech/2022.3.0 Проведено исследование плоской и антиплоской задач об установившихся колебаниях изотропной упругой полосы с отслоением на нижней границе. Исследование направлено на анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) в окрестности вершин трещины и построении функции раскрытия трещины – основных механических показателей при исследовании задач теории трещин. Задачи решены в рамках неклассической градиентной теории упругости (ГТУ), однопараметрической модели Айфантиса. Построены граничные интегральные уравнения (ГИУ) относительно функций раскрытия трещины или их производных. Проведен анализ ГИУ, выделены регулярные и нерегулярные части, полученные ГИУ с сингулярными (с гиперсингулярными, с кубической сингулярностью) интегралами решены на основе методов коллокаций, аппроксимирующих полиномов Чебышева, квадратурных формул для сингулярных интегралов. Для решения плоской задачи применен упрощенный подход Ру–Айфантиса, позволяющий разделить исходную краевую задачу на две вспомогательные подзадачи – классическую задачу ЛТУ и упрощенную краевую задачу для отыскания градиентного решения, в которую входит найденное решение классической задачи,. Для каждой из задач построены полуаналитические выражения для функций раскрытия трещины, проведен анализ НДС в окрестности вершин трещины. Задачи также решены в случае трещины малой относительной длины, проведен анализ ГИУ в зависимости от соотношения малых параметров, получены явные выражения для функций раскрытия трещины. Проведены численные расчеты. Определены зоны работоспособности асимптотического подхода и осуществлен сравнительный анализ результатов, полученных на основе моделей ГТУ и ЛТУ, в зависимости от значений градиентного параметра и длины расслоения.

Воробьев В.Г., Ягодкина О.И., Антонова Е.Е., Кирпичев И.П. «Влияние экстремальных уровней динамического давления солнечного ветра на структуру ночных авроральных высыпаний» Геомагнетизм и аэрономия, 62, № 6, с. 713-720 (2022)

Данные спутников серии DMSP использованы для исследования характеристик ионных и электронных высыпаний в ночном секторе авроральной зоны в магнитоспокойные периоды при экстремальных значениях динамического давления солнечного ветра (Psw). Показано, что давление ионов на границе изотропизации увеличивается с ростом Psw и может достигать уровня 4–6 нПа при Psw=20–22 нПа. Широтные профили ионного давления, полученные при различных уровнях Psw, указывают на то, что увеличение Psw сопровождается расширением области ионных высыпаний и смещением границы изотропии в более низкие широты. Так при ‹Psw›=0.5 нПа широта границы изотропии составляет ∼70.4° CGL, а при ‹Psw›=16.3 нПа смещается к экватору до ∼64.6° CGL. С уменьшением уровня Psw значительно уменьшаются потоки энергии высыпающихся электронов. При Psw<∼2.0 нПа сияния в области аврорального овала можно отнести к типу субвизуальных. При экстремально низких значениях динамического давления, Psw=∼0.2 нПа, отождествить зону электронных и ионных высыпаний становится крайне проблематично.

Язев С.А., Томозов В.М., Исаева Е.С. «Комплексы активности и корональные дыры на Солнце: феноменология связи» Астрономический журнал, 99, № 11, с. 1016-1028 (2022)

Проанализирована связь комплексов активности (КА) и корональных дыр (КД) по данным 24 цикла солнечной активности. Получены следующие выводы. 1. Первые низкоширотные КД проявляются в виде выступов (“хоботов”) полярных КД, вытягивающихся в сторону активной области (АО) в составе комплексов активности. 2. Изолированные (не связанные с полярными КД) низкоширотные КД возникают в результате эволюции “хоботов” полярных КД. 3. Эффект замещения, когда на месте распавшихся АО КА, возникает КД, проявляется не в появлении новой КД вместо АО, а в распространении (расширении или удлинении) уже существующей близлежащей КД на место распавшейся АО. КД рождаются от КД, а не от КА, но КА влияют на их локализацию и форму. 4. Высокоширотные КД подчиняются дифференциальному вращению. Низкоширотные изолированные КД, взаимодействующие с КА, вращаются с кэррингтоновской скоростью. Низкоширотные КД, не связанные с КА, подчиняются дифференциальному вращению. 5. Возникновение “хоботов” полярных КД связано с влиянием АО (прежде всего, АО в составе КА). 6. Подтвержден сделанный ранее предварительный вывод о том, что все КА на определенном этапе своего развития связаны с близлежащими КД. Это проявляется в изменениях формы границ КД и в особенностях скорости вращения КД.

Чупин В.А., Долгих Г.И., Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Пивоваров А.А., Самченко А.Н., Швец В.А., Швырев А.Н., Яковенко С.В., Ярощук И.О. «Регистрация источников гидроакустического излучения системой пространственно-разнесенных лазерных деформографов» Подводные исследования и робототехника, 35, № 4, с. 62-70 (2022)

Исследование возможности регистрации источника гидроакустического возмущения системой пространственно-разнесенных береговых лазерных деформографов (ЛД) является актуальной задачей, решение которой позволяет установить характеристики низкочастотных гидроакустических сигналов, регистрируемых ЛД. Приведены состав и характеристики отдельных устройств экспериментального комплекса, созданного на полуострове Гамова. В экспериментальный комплекс вошли береговые лазерные деформографы стационарного и мобильного вариантов исполнения и низкочастотные гидроакустические излучающие системы Описана методика проведения экспериментальных работ, позволяющая исследовать возможность приема сигнала на разном удалении от приемных систем, в том числе и при перекрытии трассы распространения сигнала сушей. По результатам эксперимента подтверждено, что лазерные деформографы стабильно регистрируют сигналы от источников гидроакустических колебаний. Приведены сравнительные результаты регистрации сигналов, принятых лазерными деформографами при работе излучателя на каждой из станций. Полученные результаты показывают возможность контроля источника гидроакустического излучения при его перемещении по контролируемой акватории. При этом контроль может осуществляться совмещением двух разных методов измерения: пространственно-разнесёнными ЛД и амплитудной модуляцией сигнала разнонаправленных компонент ЛД. Полученные результаты показали перспективность применения системы ЛД для регистрации источников низкочастотного гидроакустического излучения вдоль побережья шельфовых зон.

Захаров А.В., Дольников Г.Г., Кузнецов И.А., Ляш А.Н., Esposito F., Molfese C., Arruego Rodriguez I., Seran E., Gaudefroy M., Дубов А.Е., Докучаев И.В., Князев М.Г., Бондаренко А.В., Готлиб В.М., Каредин В.Н., Шашкова И.А., Абделаал М.Е., Карташева А.А., Шеховцова А.В., Бедняков С.А., Барке В.В., Яковлев А.В., Грушин В.А., Попель С.И., Кораблев О.И., Родионов Д.С., Даксбери Н.С., Петров О.Ф., Лисин Е.А., Васильев М.М., Поройков А.Ю., Борисов Н.Д., Cortecchia F., Saggin B., Cozzolino F., Brienza D., Scaccabarozzi D., Mongelluzzo G., Franzese G., Porto C., Martin Ortega Rico A., Andres Santiuste N., de Mingo J.R., Popa C.I., Silvestro S., Brucato J.R. «Пылевой комплекс для исследований динамики пылевых частиц в приповерхностной атмосфере Марса» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 56, № 5, с. 371-388 (2022)

Прибор Пылевой Комплекс (ПК) создан для установки на посадочную платформу проекта ЭкзоМарс. Цель эксперимента – изучение динамики пылевых частиц приповерхностной атмосферы Марса и основных физических параметров приповерхностной среды, влияющих на их динамику. Прибор позволяет регистрировать пылевые частицы в приповерхностной атмосфере Марса, определять основные их параметры и измерять некоторые электрические характеристики плазменно-пылевой среды, связанные с динамикой пылевых частиц вблизи поверхности Марса. В статье приводится описание прибора, его блоков, датчиков, характеристики измеряемых параметров, основные элементы программы измерений.

Валявин Г.Г., Бескин Г.М., Валеев А.Ф., Галазутдинов Г.А., Фабрика С.Н., Аитов В.Н., Яковлев О.Я., Иванова А.Е., Балуев Р.В., Власюк В.В., Хан Инву, Карпов С.В., Сасюк В.В., Перков А.В., Бондарь С.Ф., Мусаев Ф.А., Емельянов Э.Н., Фатхуллин Т.А., Драбек С.В., Шергин В.С., Ли Бьёнг-Чёл, Митиани Г.Ш., Бурлакова Т.Е., Юшкин М.В., Сендзикас Е.Г., Гадельшин Д.Р., Чмырева Е.Г., Бескакотов А.С., Дьяченко В.В., Растегаев Д.А., Митрофанова А.А., Якунин И.А., Антонюк К.А., Плохотниченко В.Л., Гутаев А.Г., Ляпсина Н.В., Черненков В.Н., Бирюков А.В., Иванов Е.А., Белинский А.А., Соков Е.Н., Тавров А.В., Кораблев О.И., Парк Мьёнг-Гу, Столяров В.А., Бычков В.Д., Горда С.Ю., Попов А.А., Соболев А.М. «EXPLANATION: проект исследования экзопланет и транзиентных событий» Астрофизический бюллетень, 77, № 4, с. 550-566 (2022)

Представляется краткое описание совместного российско-корейского проекта, сокращенно именуемого EXPLANATION (EXoPLANet And Transient events InvestigatiON). Цель проекта — массовый поиск нестационарных событий во Вселенной с помощью фотометрических, спеклинтерферометрических, спектральных и радиоболометрических методов наблюдений, а также изучение экзопланет. Ядро проекта составляют несколько 0.07–2.5-м оптических телескопов, 6-м телескоп БТА и 600-м радиотелескоп РАТАН-600 Специальной астрофизической обсерватории РАН, обсерватории Московского государственного университета, Коуровской обсерватории, Крымской астрофизической обсерватории, Корейского института астрономии и наук о космосе (Республика Корея). Мы обсуждаем философию проекта и его инструментарий, а также первые результаты. Сообщается о фактах, связанных с обнаружением нескольких типов транзиентных событий и изучением экзопланет.

Ананьева В.И., Иванова А.Е., Шашкова И.А., Яковлев О.Я., Тавров А.В., Кораблев О.И., Берто Ж.Л. «Распределения экзопланет по массе и орбитальному периоду c учетом наблюдательной селекции метода измерения лучевых скоростей. Доминирующая (усредненная) структура планетных систем» Астрономический журнал, 99, № 10, с. 847-880 (2022)

Статистические распределения экзопланет, получаемые как наземными, так и спутниковыми телескопами, сильно искажены наблюдательной селекцией. Массивные планеты, находящиеся на близких к звезде орбитах, обнаруживать легче, чем планеты малых масс и планеты с большими орбитальными периодами. Маломассивные планеты с орбитальными периодами около года и больше, попадающие в обитаемую зону солнцеподобных звезд, не могут быть обнаружены современными средствами. Для учета этого фактора предложен и исследован метод коррекции наблюдательной селекции. Показано, что скорректированные распределения экзопланет по массам хорошо описываются кусочно-степенным законом. Результат находится в согласии с выводами космогонии и демонстрирует ряд новых особенностей.

Горшенев В.Н., Ольхов А.А., Поздняков М.С., Телешев А.Т., Яковлева М.А. «Синтез кальций-фосфатных полимерных композиций в условиях механо-акустической обработки водных полимерных суспензий» Материаловедение, № 10, с. 30-37 (2020)

DOI: 10.31044/1684-579X-2020-0-10-30-37 Работа посвящена проблеме синтеза и изучения структуры и свойств полимерных кальций-фосфатных биополимерных суспензий, получению на их основе пленочных образцов с лекарственными веществами и изучению кинетики их высвобождения из полимерной матрицы. Синтез композиций осуществляли с помощью метода механоакустической активации. Применение техники механоакустической активации, ультразвукового диспергирования позволяют проводить синтез кальций-фосфатных соединений в водных средах и модифицировать синтезированные продукты лекарствами, биоактивными веществами и формировать биокомпозиции для изготовления костных имплантатов.

Старченко С.В., Яковлева С.В. «Корреляция временных рядов чисел Вольфа и их производных» Геомагнетизм и аэрономия, 62, № 6, с. 693-701 (2022)

Приведены результаты исследования корреляции среднегодовых чисел Вольфа W и их временных производных W' при сдвигах во времени фрагментов рядов W и W' относительно друг друга. Наиболее значимые (до 0.88 и –0.85) коэффициенты корреляции и антикорреляции получаются при сдвигах на два-три года для фрагментов, охватывающих два 11-летних цикла. Для более длительных фрагментов коэффициенты остаются значимыми (на уровнях около ±0.8) при тех же сдвигах. Поэтому сдвиг по фазе между W и W' составляет примерно четверть солнечного цикла, что физически соответствует преимущественной связи пятен с магнитной энергией. При этом также значим сдвиг на 8–9 лет, которому соответствуют коэффициенты корреляции на уровнях около ±0.75. Обсуждаются прогностические потенциалы полученных корреляционных зависимостей.

Валявин Г.Г., Бескин Г.М., Валеев А.Ф., Галазутдинов Г.А., Фабрика С.Н., Аитов В.Н., Яковлев О.Я., Иванова А.Е., Балуев Р.В., Власюк В.В., Хан Инву, Карпов С.В., Сасюк В.В., Перков А.В., Бондарь С.Ф., Мусаев Ф.А., Емельянов Э.Н., Фатхуллин Т.А., Драбек С.В., Шергин В.С., Ли Бьёнг-Чёл, Митиани Г.Ш., Бурлакова Т.Е., Юшкин М.В., Сендзикас Е.Г., Гадельшин Д.Р., Чмырева Е.Г., Бескакотов А.С., Дьяченко В.В., Растегаев Д.А., Митрофанова А.А., Якунин И.А., Антонюк К.А., Плохотниченко В.Л., Гутаев А.Г., Ляпсина Н.В., Черненков В.Н., Бирюков А.В., Иванов Е.А., Белинский А.А., Соков Е.Н., Тавров А.В., Кораблев О.И., Парк Мьёнг-Гу, Столяров В.А., Бычков В.Д., Горда С.Ю., Попов А.А., Соболев А.М. «EXPLANATION: проект исследования экзопланет и транзиентных событий» Астрофизический бюллетень, 77, № 4, с. 550-566 (2022)

Представляется краткое описание совместного российско-корейского проекта, сокращенно именуемого EXPLANATION (EXoPLANet And Transient events InvestigatiON). Цель проекта — массовый поиск нестационарных событий во Вселенной с помощью фотометрических, спеклинтерферометрических, спектральных и радиоболометрических методов наблюдений, а также изучение экзопланет. Ядро проекта составляют несколько 0.07–2.5-м оптических телескопов, 6-м телескоп БТА и 600-м радиотелескоп РАТАН-600 Специальной астрофизической обсерватории РАН, обсерватории Московского государственного университета, Коуровской обсерватории, Крымской астрофизической обсерватории, Корейского института астрономии и наук о космосе (Республика Корея). Мы обсуждаем философию проекта и его инструментарий, а также первые результаты. Сообщается о фактах, связанных с обнаружением нескольких типов транзиентных событий и изучением экзопланет.

Ли Тицзянь, Цзяхуа Вэй, Тулайкова Тамара, Ян Диран, Гуосинь Чен, Юэян Чен, Хайтао Жэнь, Цзиньчжао Ван, Ли Чжан «Акустические параметры для усиления осадков внутри атмосферных облаков» Наукоемкие технологии, 21, № 5, с. 46-60 (2020)

Постановка проблемы. Акустический метод отличается от обычного добавления гигроскопических порошков в облака – большим удобством и простотой использования. Нет необходимости добавлять новые загрязнители в атмосферу, также можно использовать устройство, которое удобно расположено на земле и может перемещаться из одного места в другое по мере необходимости. Цель. Изучить метод увеличения осадков внутри естественных облаков за счет акустического воздействия от специальных генераторов. Результаты. Проанализированы две модели для расчета амплитуд капель при их колебаниях внутри акустических волн. Рассмотрены оптимальные режимы акустического воздействия на естественные облака разных типов с учетом основных параметром этих облаков, водности облака и расстояния между соседними каплями в облаке, включая логнормальное распределение капель по размерам. Рассчитан минимальный уровень акустической энергии для облака, необходимый для того, чтобы обеспечить столкновение капель при их вибрации в акустическом поле. Показано умеренное влияние конденсации водяного пара на капли в пересыщенных облачных средах. Практическое применение. Представленный анализ режимов воздействия и результаты в виде удобных оценочных формулам можно применять в процессе проведения реальных облачных экспериментов. Анализ и расчеты показывают, что вклад эффекта конденсации меньше по сравнению со столкновениями, он больше в случае молодого облака с множеством мелких капель, или для развитого облака – только после длительного времени воздействия с высокой акустической мощностью.

Брагин М.Д., Гуськов С.Ю., Змитренко Н.В., Кучугов П.А., Лебо И.Г., Левкина Е.В., Невмержицкий Н.В., Синькова О.Г., Стаценко В.П., Тишкин В.Ф., Фарин И.Р., Янилкин Ю.В., Яхин Р.А. «Экспериментальное и численное исследование динамики развития неустойчивости Рэлея–Тейлора при числах Атвуда, близких к единице» Математическое моделирование, 35, № 1, с. 59-62 (2023)

Представлены экспериментальные и численные результаты исследования динамики роста детерминированных, определенным образом заданных начальных возмущений. Возникновение, рост и дальнейшая эволюция неоднородностей контактной границы происходит благодаря развитию неустойчивости Рэлея–Тейлора на границе раздела газ-жидкость, в частности (в данной работе), воздухвода. Существенная разница плотностей выбранных веществ приводит к заметному замедлению динамики неустойчивости Кельвина–Гельмгольца, отвечающей за образование грибообразных структур, и, как следствие, к более длительному росту струй воды и более позднему моменту начала их разрушения и перехода к перемешиванию. Выполнено количественное сопоставление натурных данных, зафиксированных на оригинальной экспериментальной установке, описание которой приводится в настоящей работе, с расчетными данными, полученными с использованием различных численных методик. В основе численного моделирования лежит полная 2D гидродинамическая модель описания динамики развития неустойчивости Рэлея–Тейлора. Поверхностным натяжением (вода–воздух) и вязкостью (воды или воздуха) в данном исследовании пренебрегается. Измеренные в эксперименте и найденные в расчетах параметры развития неустойчивости свидетельствует об удовлетворительном согласии полученных данных. Приведенные в данном исследовании количественные результаты оправдывают использование модели классической гидродинамики для описания наблюдаемых в данном опыте движений жидкости и газа и достаточно точную численную реализацию соответствующей модели в применяемых здесь разностных методиках. Существенным элементом проведенного исследования является изучение развития турбулентного перемешивания в зависимости от вполне определенных начальных условий и возникающих в этом случае новых закономерностей законов перемешивания разноплотных сред.

Янчуковский В.Л., Белинская А.Ю. «Верхняя ионосфера в период вспышек солнечных космических лучей и форбуш-понижений галактических космических лучей» Солнечно-земная физика, 8, № 3, с. 35-40 (2022)

Рассматривается поведение верхней ионосферы на высотах слоя F2 во время форбуш-понижений галактических космических лучей (ФП ГКЛ) и вспышек солнечных космических лучей (СКЛ). Используются результаты длительных непрерывных наблюдений космических лучей и ионосферы в Новосибирске за период с 1968 по 2021 г. Ионосферные возмущения в слое F2 в период ФП ГКЛ, которые сопровождались магнитными бурями, наблюдаются в виде отрицательной фазы ионосферной бури. Глубина понижения электронной концентрации и, соответственно, критической частоты слоя F2 на отрицательной фазе возмущения F-слоя ионосферы растет с увеличением Dst-индекса геомагнитной бури. Рост амплитуды отрицательного ионосферного возмущения становится все более значительным в зависимости от величины форбуш-понижения. По истечении восьми суток после вспышки СКЛ и фронта ФП ГКЛ наблюдается всплеск амплитуды суточного хода критической частоты слоя F2 ионосферы. Высказано предположение, что он вызван возмущениями в нижней атмосфере в результате значительных вариаций интенсивности потоков СКЛ и ГКЛ.

Чупин В.А., Долгих Г.И., Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Пивоваров А.А., Самченко А.Н., Швец В.А., Швырев А.Н., Яковенко С.В., Ярощук И.О. «Регистрация источников гидроакустического излучения системой пространственно-разнесенных лазерных деформографов» Подводные исследования и робототехника, 35, № 4, с. 62-70 (2022)

Исследование возможности регистрации источника гидроакустического возмущения системой пространственно-разнесенных береговых лазерных деформографов (ЛД) является актуальной задачей, решение которой позволяет установить характеристики низкочастотных гидроакустических сигналов, регистрируемых ЛД. Приведены состав и характеристики отдельных устройств экспериментального комплекса, созданного на полуострове Гамова. В экспериментальный комплекс вошли береговые лазерные деформографы стационарного и мобильного вариантов исполнения и низкочастотные гидроакустические излучающие системы Описана методика проведения экспериментальных работ, позволяющая исследовать возможность приема сигнала на разном удалении от приемных систем, в том числе и при перекрытии трассы распространения сигнала сушей. По результатам эксперимента подтверждено, что лазерные деформографы стабильно регистрируют сигналы от источников гидроакустических колебаний. Приведены сравнительные результаты регистрации сигналов, принятых лазерными деформографами при работе излучателя на каждой из станций. Полученные результаты показывают возможность контроля источника гидроакустического излучения при его перемещении по контролируемой акватории. При этом контроль может осуществляться совмещением двух разных методов измерения: пространственно-разнесёнными ЛД и амплитудной модуляцией сигнала разнонаправленных компонент ЛД. Полученные результаты показали перспективность применения системы ЛД для регистрации источников низкочастотного гидроакустического излучения вдоль побережья шельфовых зон.

Самченко А.Н., Пивоваров А.А., Швырев А.Н., Ярощук И.О. «Экспериментальные исследования сейсмоакустических процессов на границе "гидросфера–литосфера" в заливе Петра Великого Японского моря» Подводные исследования и робототехника, 35, № 2, с. 74-82 (2022)

Обсуждаются результаты прибрежных сейсмоакустических экспериментов, где изучались процессы трансформации гидроакустических сигналов в сейсмические при прохождении через границу гидросфера-литосфера. Эксперимент был проведен в августе 2020 г. и повторно в августе 2021 г. в заливе Петра Великого Японского моря. Работы проводились с использованием низкочастотного гидроакустического излучателя с центральной частотой 33 Гц. Прием акустических сигналов велся установленными на суше трехкомпонентными виброметрами и гидрофонами. На основе данных построенной геоакустической модели залива Петра Великого было проведено моделирование распространения различного типа сейсмоакустических сигналов (поверхностные, продольные и поперечные волны) от точки излучения до точек приема. Вычисление проводилось с помощью метода преломленных волн (МПВ), широко используемого в сейсморазведке. Отмечено, что поперечные волны позволяют получить более достоверную информацию о структурно-тектонических особенностях по отношению к данным традиционных сейсморазведочных работ, а данные о распространении поверхностных волн позволяют дополнить общую картину геологического строения акустической трассы.

Будрин С.С., Долгих Г.И., Пивоваров А.А., Самченко А.Н., Чупин В.А., Швырев А.Н., Ярощук И.О. «Экспериментальные томографические исследования особенностей распространения сигналов низкочастотных гидроакустических систем в верхнем слое морского дна и в толще воды» Подводные исследования и робототехника, 35, № 3, с. 45-53 (2022)

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей распространения низкочастотного гидроакустического сигнала для томографии верхнего слоя морской земной коры и структуры водной толщи. Исследования проводились в заливе Петра Великого Японского моря при распространении сигнала частотой 33 Гц по трассе «вода–верхний слой земной коры–вода» с использованием приёмной гидрофонной системы. Новизна работы состоит в том, то, что точка излучения акустического сигнала находилась в бухте Витязь, а точки приёма – в заливе Посьет, при этом сигнал проходил через мыс Шульца. Полученные результаты свидетельствуют о том, что подобные экспериментальные методы могут быть применены для изучения как масштабных гидрофизических аномалий, возникающих на трассе распространения акустического сигнала, так и для исследования геологической структуры шельфовой зоны.

Брагин М.Д., Гуськов С.Ю., Змитренко Н.В., Кучугов П.А., Лебо И.Г., Левкина Е.В., Невмержицкий Н.В., Синькова О.Г., Стаценко В.П., Тишкин В.Ф., Фарин И.Р., Янилкин Ю.В., Яхин Р.А. «Экспериментальное и численное исследование динамики развития неустойчивости Рэлея–Тейлора при числах Атвуда, близких к единице» Математическое моделирование, 35, № 1, с. 59-62 (2023)

Представлены экспериментальные и численные результаты исследования динамики роста детерминированных, определенным образом заданных начальных возмущений. Возникновение, рост и дальнейшая эволюция неоднородностей контактной границы происходит благодаря развитию неустойчивости Рэлея–Тейлора на границе раздела газ-жидкость, в частности (в данной работе), воздухвода. Существенная разница плотностей выбранных веществ приводит к заметному замедлению динамики неустойчивости Кельвина–Гельмгольца, отвечающей за образование грибообразных структур, и, как следствие, к более длительному росту струй воды и более позднему моменту начала их разрушения и перехода к перемешиванию. Выполнено количественное сопоставление натурных данных, зафиксированных на оригинальной экспериментальной установке, описание которой приводится в настоящей работе, с расчетными данными, полученными с использованием различных численных методик. В основе численного моделирования лежит полная 2D гидродинамическая модель описания динамики развития неустойчивости Рэлея–Тейлора. Поверхностным натяжением (вода–воздух) и вязкостью (воды или воздуха) в данном исследовании пренебрегается. Измеренные в эксперименте и найденные в расчетах параметры развития неустойчивости свидетельствует об удовлетворительном согласии полученных данных. Приведенные в данном исследовании количественные результаты оправдывают использование модели классической гидродинамики для описания наблюдаемых в данном опыте движений жидкости и газа и достаточно точную численную реализацию соответствующей модели в применяемых здесь разностных методиках. Существенным элементом проведенного исследования является изучение развития турбулентного перемешивания в зависимости от вполне определенных начальных условий и возникающих в этом случае новых закономерностей законов перемешивания разноплотных сред.

Котик Д.С., Орлова Е.В., Яшнов В.А. «Особенности характеристик КНЧ-волн в многокомпонентной ионосферной плазме» Солнечно-земная физика, 8, № 4, с. 57-65 (2022)

На основе магнитоионной теории исследованы свойства низкочастотных электромагнитных волн в многокомпонентной ионосферной плазме в диапазоне частот 1–30 Гц. Рассчитаны компоненты тензора комплексной диэлектрической проницаемости ионосферной плазмы и показатели преломления нормальных волн в интервале высот от 80 до 750 км. Результаты расчетов продемонстрировали сильную зависимость показателей преломления от частоты и высоты. Поляризация обыкновенной и необыкновенной волн является эллиптической во всем диапазоне исследованных частот. Показано, что показатели преломления и поляризация нормальных волн стремятся к магнитогидродинамическим (МГД) значениям только на частотах, меньших 1 Гц. Вектор групповой скорости необыкновенной волны не направлен вдоль магнитного поля, как это следует из МГД-приближения, а отклоняется в зависимости от частоты на угол 5–10°. Направление вектора групповой скорости обыкновенной волны практически не зависит от угла между волновым вектором и направлением геомагнитного поля, как и в МГД-приближении. Предложенная методика расчетов характеристик нормальных волн в ионосфере может быть использована при изучении распространения КНЧ-волн как от естественных, так и от искусственных ионосферных источников, возникающих под действием мощных КВ-радиоволн в нижней и верхней ионосфере.