Сысоев Е.И., Сычев М.М., Шафигуллин Л.Н., Дьяченко С.В. «Проектирование звукопоглощающих сотовых материалов с геометрией трижды периодических поверхностей минимальной энергии (ТППМЭ)» Акустический журнал, 70, № 5, с. 765-777 (2024)

Предложено использование сотовых материалов с геометрией трижды периодических поверхностей минимальной энергии (ТППМЭ) для создания прочных сотовых материалов с управляемыми акустическими характеристиками. Были разработаны однородные элементарные ячейки с топологией Primitive, Diamond, FRD и Gyroid разной пористости и определены их акустические параметры. С использованием полуфеноменологической модели Джонсона–Шампу–Алларда–Лафаржа–Прайда была оценена звукопоглощающая способность материалов с данной геометрией. Было показано, что, варьируя размер элементарной ячейки и толщину образца, можно управлять акустическими характеристиками и средним коэффициентом звукопоглощения в диапазоне от 0.2 до 0.8. Достоверность расчетов подтверждена экспериментально с использованием аддитивно изготовленных образцов. Полученные результаты демонстрируют потенциал применения ТППМЭ для создания материалов с контролируемой геометрией пор для достижения предсказуемых характеристик звукопоглощения.

Ерофеев В.И., Павлов И.С. «Неупругое взаимодействие и расщепление солитонов деформации, распространяющихся в стержне, изготовленном из ауксетического материала» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 29 (2024)

Проведенное численное исследование встречного и попутного взаимодействия сильно нелинейных солитоноподобных “дозвуковых” и “сверхзвуковых” волн в стержне, изготовленном из ауксетического метаматериала, показало, что в зависимости от значений параметров микроструктуры система может обладать как “жесткой”, так и “мягкой” нелинейностью. В системе с “мягкой” нелинейностью могут существовать “дозвуковые” солитоноподобные волны, которые устойчиво распространяются, начиная с некоторой скорости. “Дозвуковые” солитоны взаимодействуют неупруго, при этом наблюдается их взаимное ускорение, то есть отрицательный сдвиг фазы. В системе с “жесткой” нелинейностью реализуются “сверхзвуковые” солитоноподобные волны, которые также неупруго взаимодействуют, однако сценарий взаимодействия зависит от относительной скорости столкновения. При малой скорости столкновения происходит обменное взаимодействие. При попутном столкновении со сверхзвуковой скоростью могут образоваться один или два пакета квазигармонических волн, распространяющихся в противоположные стороны. Если скорость столкновения превосходит в несколько раз скорость звука, то при встречном и попутном взаимодействиях наблюдается расщепление солитона на ряд вторичных солитонов с образованием пакетов квазигармонических волн.

Павлов И.С., Васильев А.А., Дмитриев С.В. «Акустические волны в градиентной модели метаматериала из сферических частиц» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 29-30 (2024)

Методом структурного моделирования построена трехмерная модель метаматериала, представляющая собой простую кубическую решетку из сферических частиц, обладающих тремя трансляционными и тремя ротационными степенями свободы. Найдена аналитическая взаимосвязь между макроконстантами такого материала и параметрами его микроструктуры. В низкочастотном приближении, когда ротационные волны являются нераспространяющимися, а микроповороты частиц среды не являются независимыми и определяются полем смещений, получена градиентная модель исследуемой среды. В рамках этой модели найдены выражения для классических и моментных напряжений в рассматриваемой среде. Граничные условия задаются в виде нулевых нормальных и касательных напряжений на верхней площадке полубесконечной среды. Изучены дисперсионные свойства градиентной модели при распространении волн в различных кристаллографических направлениях. Выявлено влияние микроструктуры среды на такие свойства. Показано существование области значений макропараметров среды, зависящих от параметров микроструктуры, в которой распространяется лишь одна волновая мода. Проведенные исследования могут быть полезными для решения задач о распространении акустических волн в полубесконечной среде с микроструктурой. Роль такой среды могут играть как кристаллические материалы (в частности, фуллериты), так и геосреды (при рассмотрении движения по ее поверхности высокоскоростных объектов).

Карпов И.А. «Особенности использования arma и arx моделей на примере исследования акустических поглотителей метаматериального типа» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 30 (2024)

Сообщается об особенностях использования набирающих в последнее время популярность параметрических методов моделирования линейных колебательных систем. Дискретные параметрические модели, такие как ARMA и ARX, способны с высокой точностью идентифицировать модельные параметры системы и оценивать спектральную плотность мощности, не говоря уже о возможности прогнозирования сигналов за пределами временных окон измерения. Однако, у такого подхода есть существенная проблема, которая заключается в определении корректного порядка (количества коэффициентов) используемой модели. Для решения этой проблемы рассматривается предложенный ранее критерий для нахождения адекватной модели, названный энергетическим критерием EC (Energy Criterion). Он определяется как отношение разности спектральных плотностей мощности (PSD) колебаний модели к PSD системы [Акустический журнал. 2023. Т. 69. № 6. С. 665-684]. Приведены примеры использования критерия для моделирования и определения потерь поглотителей звука из метаматериалов.

Бобровницкий Ю.И. «Дискретное моделирование АММ» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 30 (2024)

В настоящее время общепринято, что акустические метаматериалы (АММ) могут обладать необычными полезными волновыми свойствами. Однако, их проектирование по заданным волновым свойствам является до сих пор предметом проб-и-ошибок или изобретательства. Предлагается одна из возможных аналитических схем построения таких структур на основе дискретного моделирования АММ. Приведены примеры.