Берестовицкий Э.Г., Соловьев М.В. «Моделирование распространения акустических волн в гидравлических системах управления с получением спектральных характеристик распределения звуковой мощности в программном комплексе Simhydraulics Matlab» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 7, № 1, с. 21-27 (2021)

К современным гидравлическим системам предъявляются жесткие требования по шуму и вибрации. В имеющемся объеме работ много внимания уделяется большому количеству факторов, зачастую без учета их взаимовлияния. В общем случае их можно разделить на схемно-конструктивные, системные и принципиальные решения. В настоящее время развитие науки и техники находится на том уровне, когда дальнейшее улучшение акустического качества отдельных элементов и систем в целом возможно при исследовании возникающих процессов на стыке наук. В связи с этим в работе рассматриваются возможности моделирования волновых процессов в гидравлических системах управления с последующим получением акустических характеристик, что представляет собой совместное использование математического аппарата теории управления и методов акустики. В качестве одного из наиболее подходящих средств решения поставленных задач в работе рассматривается программный комплекс Simhydraulics Matlab. Наряду с математическими моделями элементов системы управления в работе предложены акустические модели элементов, которые учитываются при моделировании переходных процессов в системе. На основе полученных результатов предлагаются дополнительные критерии оценки качества систем управления.

Кадомцев А.Г., Щербаков И.П., Чмель А.Е. «Акустическая эмиссия при ударном повреждении цементного камня, статически сжатого ортогонально ударному воздействию» Физика твердого тела, 66, № 11, с. 1879-1882 (2024)

Одноосно сжатые образцы цементного камня М-400 подвергались точечному ударному повреждению при ортогонально направленном сжатии. Индуцированная ударом генерация акустической эмиссии регистрировалась в диапазоне 400–600 kHz. Предварительно был определен порог ударного разрушения (фрагментации образца) без приложения сжимающей нагрузки. Обнаружено, что распределения энергии во временных развертках акустической эмиссии без сжатия образца следовали степенному закону, характерному для процесса кооперативного образования микротрещин. Распределения энергии в импульсах акустической эмиссии при постоянной сжимающей нагрузке показали экспоненциальную функцию, типичную для случайных, невзаимодействующих источников акустической эмиссии, возникающих при увеличении плотности цементного камня. При компрессии, близкой к пределу прочности материала, ударное воздействие вызывало "допороговое" макроcкопическое разрушение образцов (триггерный эффект). Ключевые слова: цементный камень, статическая нагрузка, ударное разрушение, триггерный эффект, акустическая эмиссия.

Краус А.Е., Бузюркин А.Е., Шабалин И.И., Краус Е.И. «Идентификация свойств и величины предельного откольного разрушения гетерогенных материалов в динамических процессах» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 27, № 1, с. 64-80 (2024)

Представлены результаты расчетов ударно-волнового нагружения гетерогенных материалов, выполненных по трем моделям, а именно: гомогенная модель сплава с параметрами, полученными из экспериментов; модель аддитивного приближения с параметрами, вычисленными по константам компонентов и их концентрациям; дискретная численная модель, построенная случайным разбросом компонентов по объему образца согласно их концентрациям. Для верификации вычислительных схем проведены расчеты ударно-волнового нагружения гомогенных материалов. Построены ударные адиабаты и проведено сравнение с экспериментальными данными, которое показало отклонение результатов расчета менее 5% от данных экспериментов. Проведена серия расчетов по моделированию откола в гомогенных пластинах и показано, что профиль скорости движения свободной поверхности в результате откола соответствует экспериментальному профилю. Предложено соотношение, определяющее величину предельного откольного напряжения для гетерогенной среды на основе параметров разрушения ее гомогенных составляющих. Используя найденные параметры для гомогенных материалов, проведена серия расчетов ударно-волнового нагружения пластин из никелида титана и кермета из карбида вольфрама и кобальта, построенных на основе гетерогенных моделей. Показана применимость гетерогенных моделей в задачах ударно-волнового нагружения с откольным разрушением, при этом отклонение расчетной скорости свободной поверхности гетерогенной пластины от результатов экспериментальных данных не превышает 10%. Ключевые слова: ударная волна, керамика, гетерогенная среда, откол, деформирование и разрушение

Пестова П.А., Юлдашев П.В., Хохлова В.А., Карзова М.М. «Тепловая абляция биоткани при однократном ударно-волновом воздействии на дискретные фокусы внутри задаваемого объема» Акустический журнал, 70, № 3, с. 33-46 (2024)

Разработаны новые протоколы ударно-волнового облучения объемов биоткани с использованием траекторий, равномерно заполненных дискретными фокусами внутри заданной формы, при этом импульсное миллисекундное воздействие на каждый фокус производилось однократно и сразу формировало одиночное разрушение. При разработке наиболее выигрышных протоколов облучения анализировалось влияние начальной пиковой мощности при постоянстве её средней по времени величины, межфокусного расстояния и геометрии внешнего контура траектории на форму, объем и скорость получения теплового разрушения. Показано, что для произвольной геометрии внешнего контура однослойной траектории наиболее выигрышным является режим насыщения амплитуды ударного фронта в фокусе решетки с использованием траектории с межфокусным шагом, в 1.5 раза превышающим поперечный размер одиночного разрушения. Для получения объемов теплового разрушения порядка кубических сантиметров предложены протоколы с послойным облучением ткани, которые позволяют до 2.5 раз ускорить процесс тепловой абляции по сравнению с протоколами, используемыми в клинической практике. Преимуществом предложенных протоколов с использованием ударно-волнового режима воздействия является возможность получения локализованных и предсказуемых по форме тепловых разрушений без сопутствующего МРТ-мониторинга.

Юдин М.А., Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Фараносов Г.А., Демьянов М.А., Бычков О.П. «Об эволюции системы ударных волн, создаваемых лопатками вентилятора двигателя» Акустический журнал, 70, № 3, с. 47-57 (2024)

Одним из источников шума современного авиационного двигателя является вентилятор. Шум вентилятора особенно существенен на взлетном режиме при больших угловых скоростях вращения. На таких режимах реализуется сверхзвуковое обтекание лопаток вентилятора, что приводит к образованию ударных волн, которые распространяются вверх по потоку до выхода из канала двигателя. В результате этого в переднюю полусферу излучается специфический шум, состоящий из ряда гармоник, кратных частоте вращения вентилятора. В работе проводится анализ описанного эффекта на основе простой модели распространения системы ударных волн. На основании энергетического подхода показано, что система ударных волн с равными по амплитуде скачками затухает наиболее быстро.

Косяков С.И., Куличков С.Н., Мишенин А.А., Голикова Е.В. «Особенности распространения в атмосфере нелинейных акустических возмущений от импульсных источников» Акустический журнал, 70, № 3, с. 125-139 (2024)

Рассматриваются особенности распространения в атмосфере нелинейных импульсных акустических возмущений. Приводятся данные об экспериментальном наблюдении формирования ударного фронта и перехода ударной волны в малоинтенсивную акустическую волну с трансформацией формы импульса и расширением фронта на дистанциях более 1000 км в условиях как сферического, так и цилиндрического распространения. Обсуждается влияние неустойчивости Кельвина–Гельмгольца при быстром сжатии газа на формирование структуры ударного фронта. В условиях атмосферы такая неустойчивость существенно влияет на диссипативные процессы в воздухе и формирует фронт нелинейной волны.