Аносов А.А., Шаракшанэ А.А. «Удовлетворяет ли акустояркостная температура уравнению теплопроводности?» Журнал радиоэлектроники, № 8, с. 8 (2023)

В медицине, для контроля локальной гипертермии, необходимо осуществлять безболезненные измерения глубинной температуры с погрешностью, не превышающей 0.5–1 К, и пространственным разрешением не хуже 5 мм. Для измерения температуры предлагается использовать пассивную акустическую термометрию, основанную на регистрации собственного теплового акустического шума объекта. Измерения шумового сигнала требуют значительного времени интегрирования: в мегагерцовом диапазоне для получения требуемой точности необходимо усреднять сигнал в течение 30–50 с. Чтобы снизить это время без потери точности, предлагается при восстановлении температуры использовать уравнение теплопроводности с кровотоком. Рассмотрена локальная глубинная гипертермия мягких тканей человека. Путем интегрирования трехмерного уравнения теплопроводности (которому подчиняется глубинная температура) по глубине с весовым множителем, учитывающим поглощение ультразвука, с учетом аппаратной функции приемного датчика получено дифференциальное уравнение для акустояркостной температуры (измеряемого сигнала). Показано, что в начале нагрева (∼5 мин) распределение акустояркостной температуры на поверхности тела приближенно удовлетворяет двумерному уравнению теплопроводности, параметры которого однозначно связаны с параметрами трехмерного уравнения теплопроводности, которому удовлетворяет распределение глубинной температуры. Проведены расчеты, в которых использованы характерные для мягких тканей организма значения коэффициента температуропроводности, удельного кровотока, коэффициента поглощения ультразвука и типичные параметры источника при локальном пятиминутном нагреве мягких тканей. Акустояркостную температуру рассчитывали стандартным способом, используя известное интегральное выражение без учета и с учетом аппаратной функции приемника, и путем решения полученного двумерного уравнения теплопроводности. Различие между рассчитанными разными способами акустояркостными температурами увеличивается со временем, но после пяти минут нагрева не превышает погрешности измерений. Сформулировано условие, определяющее допустимость сделанного приближения. Предлагаемое приближение позволяет определить параметры уравнения теплопроводности по результатам измерений акустояркостной температуры, что позволяет рассчитать распределение глубинной температуры в любой момент времени.

Степанова Л.Н., Курбатов А.Н., Бехер С.А., Кабанов С.И., Тенитилов Е.С., Чернова В.В. «Исследование продольных напряжений в железнодорожных рельсах методом акустоупругости» Деформация и разрушение материалов, № 2, с. 33-40 (2023)

Оценено время распространения продольных, поперечных и трансформированных ультразвуковых волн в трех отрезках рельсов Р65 в зависимости от температуры с использованием быстродействующей микропроцессорной системы, работающей на основе метода акустоупругости. Полученные временные зависимости и результаты оценки погрешностей измерения временных параметров позволили рассчитать продольные напряжения по всему прозвучиваемому объему рельсов на действующем участке железнодорожного пути с погрешностью не более 10%. Ключевые слова: продольные напряжения, рельсы, акустоупругость, продольные, поперечные, трансформированные волны