Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.01 Скорость, дисперсия, дифракция и затухание в газах и в жидкостях

 

Гафиятов Р.Н. «Взаимодействие акустических волн со средой, содержащая слой многофракционной пузырьковой жидкости» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 38-41 (2018)

Представлен обзор работ по распространению волн в жидкостях с пузырьками постоянной массы и работ по волновой динамике жидкостей, содержащих пузырьки пара или растворимого газа. В данной работе исследуется отражение и прохождение акустической волны через многослойный объект, содержащий слой многофракционной пузырьковой жидкости.

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 38-41 (2018) | Рубрики: 04.16 06.01

 

Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Р. «Отражение акустических волн от границы многофракционной полидисперсной газовзвеси» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 46-49 (2018)

Исследование отражения волн от границы или слоя многофракционной среды актуально. Слой загрязненного тумана, который встречается в природе, является одним из примеров многофракционной газовзвеси. Такая среда является неоднородной и может использоваться в качестве скрытия объектов от радаров. Особенности динамики многофазных сред представлены в известных монографиях. Распространение акустических волн в многофракционных газовзвесях, где каждая фракция является монодисперсной рассмотрено ранее. Ранее же рассмотрены задачи об отражении акустической волны от границы монодисперсной газовзвеси. Однако, в реальных средах частицы могут быть разных размеров и материалов. Учет полидисперсности включений на распространение акустических волн также были рассмотрены ранее. В данной работе проведено исследование отражения акустической волны от границы многофракционной газовзвеси с полидисперсными включениями.

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 46-49 (2018) | Рубрики: 04.16 06.01

 

Губайдуллин Д.А., Никифоров А.А. «Взаимодействие акустических волн со слоем пузырьковой жидкости с неравномерным пространственным распределением пузырьков» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 49-52 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 49-52 (2018) | Рубрики: 04.16 06.01 06.05

 

Губайдуллин Д.А., Осипов П.П., Насыров Р.Р. «Сепарация частиц по их радиусу и по плотности материала в стоячей синусоидальной волне» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 52-54 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 52-54 (2018) | Рубрики: 04.16 06.01 06.05

 

Gladkov S.O. «On the Sound Speed in Multiphase Systems» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 29-34 (2024)

The general dependence of the sound speed has been calculated cs in a two-phase system, such as liquid+gas and gas+liquid, as a function of the concentration x of an additional phase and thermodynamic parameters of the mixture. It is shown that in limiting cases, when the concentration tends to zero or unity, formulas are obtained whose numerical values agree well with the known values for the sound speed in water and air. This formula is generalized to multicomponent systems. The found functional relationship is illustrated graphically cs(x) for the case of a two-phase medium, and its qualitative and quantitative agreement with the results of other authors is shown demonstrated.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 29-34 (2024) | Рубрики: 04.16 06.01 06.02

 

Губайдуллин Д.А. «Динамика и акустика двухфазных газокапельных и пузырьковых сред» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 44-46 (2018)

9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 44-46 (2018) | Рубрики: 06.01 06.05

 

Зайцев Б.Д., Бородина И.А., Теплых А.А., Семёнов А.П. «Измерение скорости и затухания продольных акустических волн в жидкостях» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 623-628 (2023)

Разработан метод определения скорости и затухания продольной акустической волны в жидкости. Два преобразователя с частотой ∼1 МГц, располагались друг над другом, зазор d между ними заполнялся исследуемой жидкостью и увеличивался с шагом 50 мкм. Измеренная зависимость коэффициента прохождения K от зазора d представляла плавно убывающую периодическую функцию, несущую информацию о скорости и затухании волны в жидкости. Теоретические зависимости коэффициента прохождения от величины d, полученные с помощью механической эквивалентной схемы, оказались в хорошем соответствии с экспериментальными данными для воды и глицерина.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 623-628 (2023) | Рубрика: 06.01

 

Смирнов А.В., Анисимкин В.И., Горбачёв И.А., Краснопольская Л.М., Голышкин А.В., Кузнецова И.Е. «Мицелий базидиальных грибов как сенсорное покрытие для газовых датчиков на основе акустических линий задержки» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 636 (2023)

Показана возможность использования покрытия на основе мицелия базидиальных грибов Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst в качестве сенсорного слоя для газовых датчиков на основе акустоэлектронных линий задержки (ЛЗ). Были использованы сенсорные покрытия двух типов: 1) на основе фугата и 2) измельченной биомассы мицелиальных гифов с фугатом. Фугат – надосадочная жидкость, полученная в результате центрифугирования измельченной в водно-этанольной смеси биомассы мицелия. Фугат содержит в себе микрочастицы мицелия и метаболиты, высвобождаемые в процесс измельчения. В качестве образцов использовались три ЛЗ, две на поверхностных акустических волнах (ПАВ), с центральной частотой 19.7 и 83 МГц и одна ЛЗ на волнах в пластинах, с длиной волны 200 мкм. Для ЛЗ на волнах в пластинах была выбрана мода высшего порядка на частоте 32.2 МГц, показавшая наибольшую чувствительность к парам тестовых жидкостей. В качестве тестовых образцов газа были выбраны пары химически чистых ацетона и спирта, а также дистиллированной воды. Наибольшее изменение амплитуды и фазы сигнала наблюдалось при использовании сенсорного покрытия на основе фугата. В случае ЛЗ на ПАВ с центральной частотой 83 МГц изменение амплитуды сигнала составляло 26 дБ и 27 дБ для максимальной концентрации паров воды (18.22 г/м2) и спирта (88.12 г/м2), соответственно. Фаза изменялась на и 302° и 497° для воды и спирта, соответственно.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 636 (2023) | Рубрики: 06.01 06.14

 

Канев Н.Г. «Дисперсия скорости звука в метасреде, образованной периодической структурой резонаторов» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 998-1003 (2023)

Решена задача о распространении звука в среде, содержащей точечные рассеиватели, расположенные в узлах кубической решетки. Рассмотрены три типа метасред, в которых рассеиватели являются резонаторами монопольного, дипольного или монопольно-дипольного типа. Получены законы дисперсии скорости звука для низкочастотного случая. Дисперсионное уравнение для метасреды, образованной структурой монопольных резонаторов, совпадает с известным уравнением для пузырьковой среды. Проанализированы отличия законов дисперсии для двух других типов метасред. Наиболее интересная разница заключается в том, что скорость звука в монопольной метасреде равна нулю на собственной частоте резонаторов, а в дипольной метасреде стремится к бесконечности. Показано, что при наличии дипольных резонаторов, момент которых имеет зафиксированное направление, метасреда обладает анизотропными свойствами и по аналогии с электродинамикой может быть названа поляризованной. Для всех рассмотренных метасред существует область частот, в которой в среде могут существовать только затухающие волны.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 998-1003 (2023) | Рубрика: 06.01

 

Абрамович А.А., Пирозерский А.Л., Чарная Е.В., Шевченко Е.В., Абдуламонов Х.А., Недбай А.И. «Дисперсия продольных ультразвуковых волн в градиентном волноводе» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1004-1009 (2023)

Рассмотрены результаты экспериментальных исследований частотной (1.7–10 МГц) зависимости скоростей продольных ультразвуковых волн в образце стекла с одноосным градиентом упругих свойств. В этом диапазоне частот относительная дисперсия составляла 10–50% в зависимости от взаимной ориентации волнового вектора и градиента упругих свойств образца, а также от акустического пути луча. Приводятся возможные объяснения полученных результатов.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1004-1009 (2023) | Рубрика: 06.01

 

Игошин В.Д., Никитина А.Д., Цимоха М.А., Тофтул И.Д., Петров М.И., Фризюк К.С. «Образование исключительных точек при нарушении симметрии резонатора» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1010-1015 (2023)

Рассматривается образование исключительных точек при нарушении симметрии системы в одиночных акустических резонаторах, которые являются элементарными блоками при создании акустических метаматериалов. Изучение отклика резонаторов вблизи исключительных точек позволяют разработать высокочувствительные сенсоры. Исследован способ описания свойств спектра резонатора вблизи исключительной точки на примере акустического резонатора, форма которого меняется от цилиндра к усеченному конусу.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1010-1015 (2023) | Рубрика: 06.01

 

Цимоха М.А., Игошин В.Д., Никитина А.Д., Тофтул И.Д., Фризюк К.С., Петров М.И. «Классификация и мультипольный состав собственных мод акустических резонаторов различной симметрии» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1016-1019 (2023)

Описание сложных акустических систем, таких как акустические метаматериалы, зачастую сводится к анализу акустических резонаторов и их собственных мод. В работе с помощью теоретико-групповых инструментов и численного моделирования представлена классификация собственных мод резонаторов разных форм, а также мультипольное разложение для случая акустического рассеяния.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1016-1019 (2023) | Рубрика: 06.01

 

Dembelova T.S., Makarova D.N., Badmaev B.B. «Low-Frequency Shear Elasticity of the Homological Series of Normal Hydrocarbons» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 35-38 (2024)

The low-frequency (74 kHz) shear elasticity of the homologous series of normal hydrocarbons (alkanes) is studied using acoustic resonance. The shear modulus and mechanical loss tangent are measured, and the relaxation frequency and effective viscosity are calculated. The dependences of these parameters on homologue viscosity are established. It is shown that the mechanical loss tangent of all studied liquids is less than 1, demonstrating that the relaxation frequency is below the experimental frequency.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 35-38 (2024) | Рубрики: 06.01 06.10

 

Kazakov L.I. «On A Sound-Absorbing Coating in the form of a Layer of a Viscous Liquid with Bubbles» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 39-50 (2024)

The study considers the possibility of creating a broadband sound-absorbing coating for hydroacoustic measuring tanks and chambers with inertial or soundproof walls, consisting of a layer of viscous liquid with gas bubbles. The coatings are calculated using the well-known theory of sound propagation in a liquid medium with bubbles, as well as the Kramers–Kronig integral dispersion equations. It is shown that the volumetric size distribution function of bubbles should be constant over the entire range of their sizes. A viscous liquid is designed to increase bubble damping to a value on the order of unity that is optimal for coatings by adding viscous losses in the surrounding liquid to small thermal losses. Low-frequency compensating resonators are used in coatings for soundproof walls. Several examples of calculating the acoustic characteristics of coatings are given.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 39-50 (2024) | Рубрики: 06.01 10.07

 

Серегина М.А., Бабушкина А.В., Модорский В.Я., Черепанов И.Е., Микрюков А.О. «Численное моделирование процессов взаимовлияния волны возмущения в водороде и перегородки в модельном канале» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 6, с. 68-77 (2023)

Рассматриваются вопросы влияния физико-механических характеристик материала конструкции на распространение акустических волн в газе в модельном канале. Исследование влияния материала конструкции, в частности трубопроводов, на распространение волновых процессов связано с проблемой шума, возникающего при транспортировке природного газа и водородсодержащих смесей. Особенно актуальной является проблема шума с учетом прогнозов по развитию отрасли транспортировки и хранения водородной энергетики. Моделирование акустических процессов зачастую связано с источниками возникновения и распространения в моделируемой среде. При этом не учитываются возможное возникновение резонансных явлений или процессов ослабления акустических волн в динамической системе «газ–конструкция». Краевая задача сформулирована в постановке двунаправленного взаимодействия (2-way Fluid-Structure Interaction, или 2FSI) между деформируемой конструкцией и потоком водорода. Прогнозирование поведения конструкции трубопровода в модельном представлении при воздействиях газа в процессе транспортировки позволит подобрать оптимальный вариант материала для снижения акустического воздействия как внутри канала, так и за его пределами. Исследования, приведенные в данной работе, осуществляются с использованием системы инженерного анализа ANSYS, позволяющей моделировать рассматриваемые процессы в 2FSI-постановке. В работе приводится анализ поведения волны, генерируемой одномодальным источником звука, взаимодействующей с перегородками, защемленными в трубе прямоугольного сечения. Представлены основные результаты исследования в виде зависимостей амплитуды давления от времени в характерных точках; зависимости перемещений от времени модельных перегородок из различных материалов; зависимости изменения давления и перемещения для разных рабочих тел.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 6, с. 68-77 (2023) | Рубрики: 04.12 06.01

 

Макарова Д.Н., Бадмаев Б.Б., Дембелова Т.С., Машанов А.Н. «Низкочастотная сдвиговая упругость гомологического ряда нормальных углеводородов» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 961-965 (2023)

Акустическим резонансным методом исследована низкочастотная (74 кГц) сдвиговая упругость гомологического ряда нормальных углеводородов (алканов). Измерены модуль сдвига, тангенс угла механических потерь, рассчитаны частота релаксации и эффективная вязкость. Установлены зависимости этих параметров от вязкости гомолога. Показано, что тангенс угла механических потерь у всех исследованных жидкостей меньше 1. Это показывает, что частота релаксации лежит ниже частоты эксперимента.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 961-965 (2023) | Рубрики: 04.14 06.01 06.21