Цысарь С.А., Хохлова В.А., Сапожников О.А., Крейдер У. «Нелинейная акустическая голография» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 135083 (2013)

Предложен метод нелинейной акустической голографии, позволяющий определить реальную структуру акустического поля на поверхности мощного ультразвукового преобразователя, работающего в нелинейном режиме. Метод является очень перспективным для характеризации реальных терапевтических преобразователей.

Воронина Т.А. «Применение r-решений для восстановления первоначальной формы волны цунами» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 14, № 1, с. 166-174 (2013)

A new approach to reconstructing the initial tsunami waveform in a tsunami source area is proposed. The approach is based on the inversion of remote measurements of water-level data. The tsunami wave propagation is considered within the scope of the linear shallow-water theory. The numerical simulation is based on the finite-difference technique and the method of splitting. The ill-posed inverse problem of reconstructing initial tsunami waveforms is regularized by means of a least-square inversion using the truncated SVD approach. As a result of the numerical process, an r-solution is obtained. This method allows one to control the instability of the numerical solution and to obtain an acceptable result in spite of the ill-posedness of the problem. The algorithm was verified by the numerical simulating with real bathymetry of the Peru subduction zone and synthetic data. It is shown that the accuracy of the tsunami source reconstruction strongly depends on the signal-to-noise ratio, the azimuthal and temporal coverage of assimilated tide gauge stations relative to the target area, and the bathymetric features along the wave path. The results thus obtained show that the initial tsunami waveform reconstruction by the technique presented in this paper is successful.

Агаян Г.М., Воеводин В.В., Романов С.Ю. «О применимости послойных моделей в решении трехмерных задач ультразвуковой томографии» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 14, № 1, с. 533-542 (2013)

Статья посвящена проведению математического моделирования в сверхбольших задачах распространения ультразвуковых волн и в диагностике трехмерных физических сред на суперкомпьютерах. Результаты позволят использовать ультразвуковые исследования в диагностике рака молочной железы. Стандартные подходы в задачах томографии предлагают исследовать 3D объекты по их двумерным сечениям. Эта схема идеально реализуется для рентгеновской томографии. В ультразвуковой томографии выделение тонких слоев не всегда оправдано, поскольку лучи могут искривляться из-за рефракции и покидать слой. В настоящей статье эта проблема иллюстрируется расчетом модельной задачи для шара, рассеяние на котором допускает аналитическое решение в виде рядов по спецфункциям. Это решение использовалось в качестве модельных данных прямой задачи для послойной реконструкции шара. Результаты моделирования свидетельствуют о возможности использования послойных схем в ультразвуковой томографии, однако необходимо учитывать ухудшение разрешения в ортогональном к слоям направлении. Проведено исследование эффективности коммуникаций и оптимизация кода программ с помощью средств профилировки и анализа трасс библиотеки mpiP. Разработаны высокопроизводительные программы для мощных суперкомпьютеров с высокой степенью масштабируемости. Модельные расчеты проводились на суперкомпьютерах МГУ им. М.В. Ломоносова "Чебышев" и "Ломоносов".

Цысарь С.А., Сапожников О.А., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Прончатов-Рубцов Н.В. «Определение положения ультразвукового источника при линейной и нелинейной акустической голографии» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 1-3, с. 230-236 (2013)

Для определения истинного распределения акустического поля в пространстве достаточно знать распределение поля (амплитуды и фазы) на поверхности излучателя, которое находится методом акустической голографии. Точное восстановление истинного распределения поля на поверхности возможно только при точной локализации самой поверхности, на которой происходит восстановление. В работе представлен метод, позволяющий с требуемой точностью определить положение поверхности источника относительно поверхности измерений. Проверка метода осуществлялась на численной модели, а также экспериментально с использованием ультразвуковых излучателей мегагерцового диапазона.