Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.03 Отражение, дифракция и рефракция волн

 

Ефимов Д.Ю. «Дифракция сферической звуковой волны на упругом цилиндре с непрерывно-неоднородным покрытием, расположенном вблизи границы упругого полупространства» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 515-520 (2023)

Получено строгое аналитическое решение задачи дифракции сферической звуковой волны, излучаемой точечным источником, на однородном изотропном упругом цилиндре бесконечной длины с покрытием в виде изотропной упругой оболочки с непрерывно изменяющимися по толщине физико-механическими характеристиками. Полагается, что цилиндр окружен идеальной сжимаемой жидкостью и расположен вблизи границы однородного изотропного упругого полупространства. Проведены численные расчеты угловых распределений амплитуды рассеянного акустического поля. Оценено влияние упругой подстилающей поверхности на рассеянное поле. Показано, что неоднородное покрытие позволяет эффективно изменять характеристики рассеяния цилиндрического тела.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 515-520 (2023) | Рубрики: 04.01 04.03

 

Юлдашев П.В., Коннова Е.О., Хохлова В.А. «Метод решения широкоугольного параболического уравнения для описания трехмерных дифрагирующих акустических пучков» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 521 (2023)

При описании дифракции акустических пучков часто используются однонаправленные параболические уравнения. В самом простом варианте применяется стандартное параболическое уравнение или иначе параксиальное приближение, которое справедливо при малых углах дифракции относительно оси пучка. При рассмотрении сильно сфокусированных пучков точности стандартного параболического уравнения часто оказывается недостаточно и применяется тот или иной вариант широкоугольного параболического уравнения. В теории широкоугольных параболических уравнений наиболее развит метод Паде-аппроксимаций факторизованного уравнения Гельмгольца (т.е. однонаправленного уравнения), либо формального решения этого уравнения, представленного в виде пропагатора, который аналогичен формулам углового спектра при замене суммы квадратов поперечных волновых чисел на соответствующий им поперечный Лапласиан. Хотя метод широкоугольного параболического уравнения оказался чрезвычайно эффективным при решении двумерных задач в акустике океана и атмосферной акустике, при переходе к трехмерным пучкам возникают математические трудности, связанные с невозможность эффективно использовать конечно-разностную численную схему переменных направлений, которая обычно применяется в случае стандартного параболического уравнения. Существуют различные теоретические способы обхода этих трудностей, связанные, например, с применением итерационных подходов для схем с неявным представлением решения. В данной работе предлагается иной вариант получения решения однонаправленного уравнения, основанный на аппроксимации пропагатора конечным рядом Фурье. Поскольку членами этого ряда являются экспоненты такого же вида, как и в формальном решении стандартного параболического уравнения в операторной форме, то это позволяет использовать известные конечно-разностные численные методы, применяемые для решения параболического уравнения. В работе проверяется работоспособность предложенного метода путем численного расчета дифракции фокусированного пучка в однородной среде и сравнения с результатами, полученными методом углового спектра.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 521 (2023) | Рубрики: 04.01 04.03

 

Клещенко В.Д., Альбицкая Х.Н., Ладутенко К.С., Петров М.И. «Акустические силы в ансамбле сферических частиц» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 522-527 (2023)

Представлены результаты теоретических исследований рассеяния акустических волн на ансамблях сферических частиц, а также проявления акустомеханического воздействия между частицами. Был разработан программный пакет для моделирования акустического рассеяния продольных акустических волн на ансамбле сферических частиц в открытом пространстве с помощью метода Т-матриц. Метод основывается на мультипольном разложении конечного порядка решений уравнения Гельмгольца, а также их переразложении с использованием теорем сложения для сферических функций. Помимо расчета рассеянных волн также было реализовано вычисление акустических сил, действующих на сферические частицы, и сечений рассеяния и экстинкции через коэффициенты мультипольного разложения акустических полей. Были определены устойчивые конфигурации ансамбля частиц, а также силы, действующие на каждую из частиц. Данный расчетный код обеспечивает более быстрое моделирование рассеяния по сравнению с соответствующими программами, использующими метод конечных элементов, поскольку позволяет решать задачу одновременно во всех точках пространства. Подобный пакет уже был реализован для электромагнитного рассеяния и позволяет быстро и точно рассчитывать аналогичные задачи в оптике, поэтому данная работа актуальна и в дальнейшем может быть использована для определения поведения ансамбля частиц, удержания его в требуемой конфигурации, а также манипулирования над подложкой кластером частиц и каждой из них по отдельности.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 522-527 (2023) | Рубрики: 04.01 04.03

 

Косарев О.И., Пузакина А.К. «Дифракционное гидроакустическое дальнее поле конечной цилиндрической оболочки» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 528-533 (2023)

Предложен метод расчета вторичного гидроакустического поля конечной упругой цилиндрической оболочки. Метод включает: определение корней дисперсионного уравнения собственных колебаний оболочки в жидкости, расчет вынужденных колебаний составной оболочечной конструкции под действием падающего поля, точного импеданса излучения конечной оболочки в жидкости, расчет вторичного дальнего поля.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 528-533 (2023) | Рубрики: 04.01 04.03

 

Белогорцев А.С., Журавлев А.А., Тютекин Ю.В. «Сравнение результатов расчета гидроакустического поля с помощью двух различных волновых программ» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 534-540 (2023)

Проведено сравнение двух компьютерных волновых программ расчета гидроакустического поля, реализующих модовый метод и метод параболического уравнения. Проведены расчеты для модели плоскослоистого волновода в мелком море. Показано, что на частотах от 40 Гц и выше программы обеспечивают практически одинаковые результаты.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 534-540 (2023) | Рубрики: 04.01 04.03

 

Кузавко Ю.А., Шавров В.Г. «Нано- и микрокристаллические образцы сплавов Гейслера с точки зрения акустики диссипативных сред» Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 152 (2004)

Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 152 (2004) | Рубрики: 04.03 06.03 06.20

 

Кузавко Ю.А. «Акустика диссипативных сред: теория, эксперимент, применение» Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 153 (2004)

Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 153 (2004) | Рубрика: 04.03

 

Карпук М.М., Коледов В.В., Костюк Д.А., Кузавко Ю.А., Шавров В.Г. «Акустические спектральные исследования сверхупругости и сверхпластичности сплавов Гейслера» Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 156-157 (2004)

Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 156-157 (2004) | Рубрики: 04.03 06.03 06.20

 

Коледов В.В., Кузавко Ю.А., Шавров В.Г. «Влияние частоты ультразвуковых воздействий на эффект памяти в сплавах Гейслера» Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 158 (2004)

Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 158 (2004) | Рубрики: 04.03 06.03 06.20

 

Костюк Д.А., Кузавко Ю.А. «Ультразвуковая интенсификация получения корундовых покрытий на алюминии методом микродугового оксидирования» Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 160 (2004)

Актуальные проблемы прочности. Материалы XLIXX Международной конференции. Часть II. Витебск, 27 сентября–01 октября 2004 г., с. 160 (2004) | Рубрики: 04.03 06.03 06.20

 

Прохоров В.Е. «Обратное отражение звука внутри капли при соударении с поверхностью жидкости» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 135-138 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 135-138 (2018) | Рубрики: 04.03 04.06

 

Прохоров В.Е. «Ударное звуковое излучение капли при ее столкновении с водной поверхностью» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 138-140 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 138-140 (2018) | Рубрики: 04.03 04.06 05.03

 

Сорокин М.А., Петров П.С., Каплуненко Д.Д., Голов А.А., Моргунов Ю.Н. «О горизонтальной рефракции звука при распространении через синоптический вихрь» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 277 (2023)

Точность решения задач акустической дальнометрии ключевым образом зависит от полноты поля скорости звука вдоль акустической трассы. Зачастую неоднородности поля скорости звука в океане существенно влияют на траектории распространения звука, что приводит к т.н. задержкам модальных компонент акустического сигнала. В работе рассматривается влияние синоптического вихря на лучевые траектории модальных компонент импульсного акустического сигнала. Произведена оценка удлинения лучевых траекторий относительно геодезической линии, соединяющей источник акустических сигналов и приемник. Показано влияние крупномасштабных гидрологических неоднородностей на время распространения модальных компонент акустического сигнала. Учет данного явления позволит повысить точность решения задач дальнометрии, поскольку даже в случае наличия на акустической трассе синоптического вихря по-прежнему возможно провести практически однозначное соответствие между пиками импульсной характеристики и теоретически рассчитанными временами прихода модальных компонент акустического сигнала, что является очевидным практическим применением такого подхода.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 277 (2023) | Рубрики: 04.03 07.07

 

Есипов И.Б., Попов О.Е., Кенигсбергер Г.В., Поддубняк В.Я., Михеев В.И., Нешенко И.П. «Влияние батиметрической рефракции на структуру сигналов и азимуты прихода в точку приема» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 346 (2023)

The results of an experimental research of bathymetric refraction during the propagation of acoustic signals in a coastal wedge with a complex bottom relief near the Black Sea coast of Abkhazia are presented. Two receiving systems were used. The first, at a depth of 4 m, consisted of four receivers located at the corners of the tetrahedron with a side of 1 m, the second, installed from the first, about 36 m to the bottom to a depth of 24 m in the form of a rectangle with four receivers with distances between them about 0.7 m. Both systems made it possible to measure azimuths and slip angles of signals. Linear-frequency modulated pulses were emitted in the frequency band 4–9.5 kHz with a duration of 0.03 s. For three distances of 500, 1000 and 2000 m and for different azimuths in relation to the receivers, a series of signals were emitted. Due to the presence of upper almost homogeneous layer about 20 m thick, direct signals without reflections from the bottom were the first to arrive. The azimuths of these signals were close to the true azimuths of the sound source. The signals coming later propagated with a reflection from the bottom. The most striking manifestation of bathymetric refraction was observed at a distance of 2000 m, when the arrival following the direct signal with an interval of 0.002 s differed in azimuth by 23 degrees. The results of statistical processing in the form of azimuth histograms for various azimuths and distances to receivers are presented.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 346 (2023) | Рубрики: 04.03 07.02 07.07

 

Kurashkin K.V., Kirillov A.G., Gonchar A.V. «Use of Longitudinal Critically Refracted Waves to Determine Residual and Temperature Stresses in Rails» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 51-57 (2024)

The possibility of using longitudinal critically refracted waves for acoustic strain gauging of longitudinal residual and temperature stresses in rails is studied. The influence of stress and temperature on the propagation velocity of elastic waves in rail steel is analyzed theoretically. An algorithm is presented for determining longitudinal stress in a rail by measuring the propagation time of longitudinal critically refracted waves. The operational principle is described, and the main parameters of an acoustic strain gauge device are presented, in which a differential scheme for measuring the propagation time of longitudinal critically refracted waves is implemented. Longitudinal critically refracted waves that propagate along a rail are emitted and received from the rolling surface of a rail head using contact piezoelectric transducers fixed on the polymethylmethacrylate wedges. The results of acoustomechanical and temperature tests are presented. The measurement errors are calculated. The results of determining the level of residual welding stresses in the head of a new rail are presented. The experimental results are compared with theoretical estimates of the stresses that arise in a rail under the influence of temperature, as well as with available data in the literature on residual stresses in rails.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 51-57 (2024) | Рубрики: 04.03 04.14 06.23