Бахолдин И.Б. «Периодические, уединенные волны и бездиссипативные структуры разрывов в электромагнитной гидродинамике в случае резонанса волн» Труды Математического института имени В.А. Стеклова, 322, с. https://www.mathnet.ru/rus/tm4338 (2023)

Описывается метод численного анализа для исследования периодических волн, уединенных волн и структур бездиссипативных разрывов для уравнений электромагнитной гидродинамики. Исследуется расположение ветвей периодических решений. Уединенные волны находятся как предельные решения последовательностей периодических волн, структуры бездиссипативных разрывов – как пределы последовательностей уединенных волн. Показано, что разрыв длинноволновой ветви быстрых магнитозвуковых волн не коррелирует с существованием перехода на короткую ветвь, чем обусловлено возникновение решений хаотического типа при отсутствии диссипации. Исследования медленных магнитозвуковых волн показало, что при малых и умеренных амплитудах есть решение, близкое к уединенной волне. Выявлены приближенные уединенные волны гибридного типа, представляющие собой комбинации альвеновской и медленной магнитозвуковой волны.

Беседин А.Г., Рышкова О.С., Бутов А.С., Танцюра А.О., Чекаданов А.С., Стороженко А.М. «Методика проведения эксперимента по исследованию акустомагнитного эффекта в магнитных жидкостях» Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии, 10, № 1, с. 93-106 (2020)

Целью работы является описание экспериментальной установки, предназначенной для исследования акустических эффектов, проявляющихся в нано- и микродисперсных жидких магнитных средах. Она позволяет изучать зависимости величины акустомагнитного эффекта от величины и степени неоднородности магнитного поля, угла между нормалью к катушке индуктивности и направлением магнитного поля, а также физико-химических параметров образцов магнитных жидкостей. Экспериментально наблюдаемый акустомагнитный эффект позволяет исследовать акустические свойства магнитной жидкости. Методы. В статье представлено подробное описание экспериментальной установки, методики подготовки и проведения эксперимента по изучению акустомагнитного эффекта. Основными элементами экспериментальной установки являются стеклянная трубка, заполняемая магнитной жидкостью, акустическая ячейка, электромагнит, генератор, усилитель, осциллограф, катетометр, измерительная катушка индуктивности, тесламер, аналого-цифровой преобразователь и компьютер. Программное обеспечение, необходимое для обработки результатов эксперимента: LabVIEW и MSExcel. Анализ экспериментальной зависимости величины акустомагнитного эффекта от магнитного поля позволяет получать информацию о параметрах магнитных наночастиц. Вычисляя расстояния между узлами и пучностями стоячей звуковой волны, можно определять скорость распространения звука в магнитной жидкости. Результаты. В результате экспериментальных исследований построены амплитудно-частотные характеристики колебательного контура, представляющего собой последовательное соединение измерительной катушки индуктивности и усилителя, характеризуемого емкостью. АЧХ входного колебательного контура не меняется в магнитном поле до 1 Тл и при частотах, не превышающих 100 кГц. Следовательно, измерительная катушка индуктивности не влияет на результаты эксперимента. Заключение. В заключении статьи перечислены основные направления практического применения разработанной экспериментальной установки. Исследование зависимости акустомагнитного эффекта от магнитного поля (напряженности и градиента), угла между нормалью к катушке индуктивности и направлением магнитного поля позволяет анализировать магнитные дисперсные системы с точки зрения их строения и внутренней структуры.

Пауков В.М., Беседин А.Г., Танцюра А.О., Чекаданов А.С., Неручев Ю.А., Булгакова А.А. «Генерация низкочастотных упругих волн в магнитной жидкости» Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии, 12, № 1, с. 146-158 (2022)

Цель исследования. Анализ механизмов генерации упругих волн в магнитной жидкости, находящейся в постоянном магнитном поле, посредством наложения переменного магнитного поля. Методы. Теоретический расчет зависимости относительной амплитуды возбуждаемых колебаний от напряженности подмагничивающего поля (постоянной составляющей) проводится в предположении о жесткой связи между магнитной наночастицей и ее магнитным моментом (броуновский механизм намагничивания) и возможности магнитного момента вращаться независимо от самой частицы (неелевский механизм намагничивания). В работе проводится сравнение теоретических выводов с ранее опубликованными экспериментальными данными. Результаты. В случае, когда постоянное и переменное магнитные поля перпендикулярны друг другу, функция амплитуды магнитоакустического эффекта от величины постоянного магнитного поля имеет вначале линейно возрастающий характер, затем переходящий в насыщение. Зависимость величины магнитоакустического эффекта от частоты может обнаруживать несколько максимумов. Теоретический анализ показывает, что число максимумов равно четырем (на опыте обнаружено три). При фиксированном магнитном поле максимум величины упругих колебаний, генерируемых в магнитной жидкости, растет пропорционально квадрату частоты. В случае параллельности переменного и постоянного магнитных полей доминирующим механизмом генерации упругих волн является пондеромоторный механизм. Зависимость магнитоакустического эффекта от постоянного магнитного поля имеет вид функции Ланжевена. Заключение. В работе предложены механизмы генерации упругих волн в магнитной жидкости, находящейся в постоянном магнитном поле, посредством наложения переменного магнитного поля, которое в одном случае перпендикулярно переменному полю, а в другом – параллельно ему.

Жуков Е.А., Адамова М.Е., Жукова В.И., Кузьменко А.П. «Определение модового состава изгибных колебаний пластин с использованием комплексного спектрального анализа» Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии, 11, № 1, с. 90-101 (2021)

Цель. Исследовать комплексные спектры изгибных колебаний (волн Лэмба) с экспоненциальным временным убыванием амплитуды для прямоугольной пластины при граничных условиях типа "опертые края". Методы. Комплексный спектральный анализ нелинейного взаимодействия оптических, магнитных и акустических волн в ограниченных образцах. Результаты. В настоящее время хорошо исследованы акустические методы контроля материалов, в частности резонансные методы с использованием волн Лэмба. Анализ распространения и рассеяния волн Лэмба в различных структурах позволяет делать общие выводы о наличии неоднородностей (слоев, дефектов и т.д.). Но в ряде случаев подобные методы оказываются недостаточно эффективными из-за сложности интерпретации полученных результатов, например, при слиянии резонансных кривых двух волн с различными коэффициентами затухания. В ходе исследования проведен комплексный анализ амплитудно-частотного спектра для нескольких мод волн Лэмба с одинаковыми частотами и различными коэффициентами затухания. Сканирование не только реальной, но и мнимой части амплитудно-частотного спектра позволило с более высокой точностью определить модовый состав колебаний. Эффект комплексного резонанса ранее рассматривался для оптических сред, но сходство акустических и электромагнитных волновых уравнений позволило нам распространить принцип комплексной спектроскопии на акустику. Заключение. Комплексный спектр позволяет отличить нормальные моды колебаний с одинаковыми частотами и разными коэффициентами затухания. При этом ширина резонансной кривой вдоль мнимой оси может быть уже, чем вдоль вещественной. Мы делаем вывод, что возможности акустических методов существенно расширятся при использовании комплексного спектрального анализа генерируемых и регистрируемых волн. Данный метод может быть использован при исследовании нелинейного взаимодействия оптических, магнитных и акустических волн в ограниченных образцах. Комплексный спектральный анализ может найти применение при неразрушающем контроле ограниченных образцов, а также в акустоэлектронике и сейсмологии.