Кацнельсон Б.Г., Годин О.А., Jixing Qin, Заботин Н.А., Заботина Л.Е., Brown M.G., Williams N.J. «Применение временного обращения волнового фронта для шумовой интерферометрии в мелком море» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика океана", с. 113-120 (2014). 146 с.

Представлен новый подход к определению параметров среды распространения на основе измерения двухточечной взаимной корреляционной функции (ВКФ) шумового поля, формируемого различными случайными источниками в океане. Данный подход обусловлен известной связью между ВКФ и функциями Грина океанического волновода с детерминированными параметрами, соответствующими «прямому» и «обратному» во времени распространению. В основе метода лежит обращение во времени волнового фронта широкополосного детерминированного сигнала, построенного с использованием измеренной ВКФ шумового поля. Данная методика применена к ВКФ шумового поля, формируемого различными источниками (ветровое волнение, судоходство и т.д.), измеренной приемными гидрофонами на глубине 100 м в Флоридском проливе. Шумовой сигнал записывался в течение шести суток на трех гидрофонах, расположенных вблизи дна. Расстояния между парами приемников были соответственно 5.0, 9.8 и 14.8 км. Детерминированная функция Грина вычислялась методом параболического уравнения на основе обращения волнового фронта сигнала, построенного с использованием измеренной ВКФ шума и помещая источник на место одного из гидрофонов (координаты которого являются первым пространственным аргументом ВКФ). Обращенный во времени сигнал в идеале должен фокусироваться в точке с координатами, соответствующими второму пространственному аргументу ВКФ. Построенное таким образом поле на основе численного моделирования действительно дает положение главного фокуса в окрестности второго гидрофона, причем координаты фокуса заметно зависят от параметров волновода (в модели дна, как однородного жидкого поглощающего полупространства это плотность, скорость звука и коэффициент потерь в дне). Полученные в результате процедуры поиска наилучшего согласования вычисленного положения фокуса с положением второго гидрофона, перечисленные параметры дна соответствуют указанному району и находятся в хорошем согласии со значениями, полученными другими методами. В заключении отмечается, что скорость звука влияет сильнее на положение максимума, чем плотность, кроме того, возможно, более эффективным будет брать в качестве параметров согласования не плотность и скорость звука по отдельности, а, например, импеданс дна (в рамках модели жидкого или даже жидкоупругого дна), Обращение сигнала и согласование проводится с использованием только одной точки, что приводит к образованию ложных максимумов и, соответственно, имеет смысл при согласовании параметров учитывать их положение также, а не только положение главного максимума.

Кацнельсон Б.Г., Годин О.А., Jixing Qin, Заботин Н.А., Заботина Л.Е., Brown M.G., Williams N.J. «Применение временного обращения волнового фронта для шумовой интерферометрии в мелком море» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика океана", с. 113-120 (2014). 146 с.

Представлен новый подход к определению параметров среды распространения на основе измерения двухточечной взаимной корреляционной функции (ВКФ) шумового поля, формируемого различными случайными источниками в океане. Данный подход обусловлен известной связью между ВКФ и функциями Грина океанического волновода с детерминированными параметрами, соответствующими «прямому» и «обратному» во времени распространению. В основе метода лежит обращение во времени волнового фронта широкополосного детерминированного сигнала, построенного с использованием измеренной ВКФ шумового поля. Данная методика применена к ВКФ шумового поля, формируемого различными источниками (ветровое волнение, судоходство и т.д.), измеренной приемными гидрофонами на глубине 100 м в Флоридском проливе. Шумовой сигнал записывался в течение шести суток на трех гидрофонах, расположенных вблизи дна. Расстояния между парами приемников были соответственно 5.0, 9.8 и 14.8 км. Детерминированная функция Грина вычислялась методом параболического уравнения на основе обращения волнового фронта сигнала, построенного с использованием измеренной ВКФ шума и помещая источник на место одного из гидрофонов (координаты которого являются первым пространственным аргументом ВКФ). Обращенный во времени сигнал в идеале должен фокусироваться в точке с координатами, соответствующими второму пространственному аргументу ВКФ. Построенное таким образом поле на основе численного моделирования действительно дает положение главного фокуса в окрестности второго гидрофона, причем координаты фокуса заметно зависят от параметров волновода (в модели дна, как однородного жидкого поглощающего полупространства это плотность, скорость звука и коэффициент потерь в дне). Полученные в результате процедуры поиска наилучшего согласования вычисленного положения фокуса с положением второго гидрофона, перечисленные параметры дна соответствуют указанному району и находятся в хорошем согласии со значениями, полученными другими методами. В заключении отмечается, что скорость звука влияет сильнее на положение максимума, чем плотность, кроме того, возможно, более эффективным будет брать в качестве параметров согласования не плотность и скорость звука по отдельности, а, например, импеданс дна (в рамках модели жидкого или даже жидкоупругого дна), Обращение сигнала и согласование проводится с использованием только одной точки, что приводит к образованию ложных максимумов и, соответственно, имеет смысл при согласовании параметров учитывать их положение также, а не только положение главного максимума.

Свет В.Д., Чернокожин В.В., Завадский Ю.И., Выдревич М.А. «Двумерные пьезоматрицы с интегральным пзс коммутатором сигналов для систем ультразвуковой визулизации» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 46-52 (2014)

Рассмотрены способы построения 2D пьезоматриц со встроенным коммутатором на основе ПЗС матриц. Такое решение позволяет создавать приемные антенные решетки практически с неограниченным числом элементов, а высокие скорости считывания сигналов и высокий динамический диапазон современных ПЗС матриц позволяет реализовать высокую чувствительность УЗ приборов и их высокое быстродействие. Приводятся расчетные оценки пороговой чувствительности и результаты измерений ряда параметров акустического поля таким гибридным прибором.

Заворохин Г.Л. «Волновое поле от точечного источника, действующего на открытой границе полуплоскости Био» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 393, с. 101-110 (2011)

Рассматривается начально-краевая задача теории распространения нестационарных волн в полуплоскости, заполненной однородной изотропной пористой средой, насыщенной жидкостью – средой Био, с открытыми порами на границе. Используя технику комплексного анализа, удалось получить явные формулы для компонент смещений в твердой фазе и относительных смещений в жидкой фазе. Ключевые слова: задача Лэмба, пористые среды, теория Био, волна Релея, головная волна, распространение волн

Заворохин Г.Л. «О распространении волн Рэлея вдоль границы неоднородной анизотропной пористой среды Био» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 379, с. 24-46 (2010)

Работа посвящена исследованию распространения волн Рэлея вдоль свободной границы неоднородного анизотропного пористого тела, насыщенного жидкостью – среды Био. Векторы смещений в упругой и жидкой фазах представляются в виде того варианта пространственно-временных разложений, который учитывает “погранслойный” характер поверхностных волн. Для того, чтобы получить члены этих разложений, выводятся рекуррентные уравнения. Их решение находится с помощью энергетических соотношений. Из соответствующих уравнений переноса получены формулы для амплитуды волны и фазы Берри главных членов разложений. Геометрооптические приближения для волн Рэлея остаются верными в случае произвольной формы пористого тела.

Заворохин Г.Л., Назаров А.И. «Об упругих волнах в клине» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 380, с. 45-52 (2010)

Существование волн, распространяющихся вдоль ребра изотропного упругого клина, было установлено многими авторами на “физическом” уровне строгости с помощью компьютерных вычислений. Строгое доказательство существования таких волн для клина с углом раскрытия менее π/2 было получено И. Камоцким. Мы усиливаем результат Камоцкого и доказываем существование локализованных волн для некоторого интервала углов, больших π/2. Кроме того, наш анзац позволяет разделить случаи существования симметричных и антисимметричных мод. Ключевые слова: клиновая волна, волна Рэлея, вариационный принцип.

Заворохин Г.Л. «О лучевом методе для сред Био» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 354, с. 112-131 (2008)

Работа посвящена исследованию распространения волн в пористой среде Био, которая содержит упругую фазу (скелет) и жидкую фазу. Среда рассматривается трехмерной, безграничной, анизотропной и неоднородной, при этом жидкая фаза является изотропной. На основании известных уравнений среды Био строится функция Лагранжа и используется принцип наименьшего действия Гамильтона. В результате записываются уравнения Эйлера, выражения для плотностей кинетической и потенциальной энергий и система динамических уравнений Био. Векторы смещений в упругой и жидкой фазах представляются в виде формальных асимптотических разложений. Для нахождения членов этого разложения устанавливаются рекуррентные соотношения и определяется главный член пространственно-временного разложения. В случае изотропной неоднородной среды построенное волновое поле разлагается на две продольные волны, соответствующие упругой и жидкой фазам, и на поперечную волну. В этом случае устанавливается аналог закона Рытова, выведенного для упругой среды.

Сафиуллин Д.А., Марфин Е.А., Загидуллина А.Р. «Распространение звука в перфорированной скважине» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Воздействие на флюиды", с. 15-22 (2014)

Работа направлена на повышение эффективности акустического воздействия на призабойную зону скважины для увеличения нефтеотдачи пласта. На основе проведенных авторами исследований показано, что учет особенностей распространения звуковых колебаний в перфорированной скважине и выбор режима акустического воздействия позволяет значительно уменьшить потери энергии упругих волн. Исследованы процессы распространения упругих колебаний в скважине и передачи их через перфорационные отверстия в окружающую среду. Получены расчетные формулы для определения частоты собственных колебаний и добротности в перфорированной трубе. Определены условия обеспечения резонансного режима.

Сафиуллин Д.А., Марфин Е.А., Загидуллина А.Р. «Распространение звука в перфорированной скважине» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146317 (2014)

Работа направлена на повышение эффективности акустического воздействия на призабойную зону скважины для увеличения нефтеотдачи пласта. На основе проведенных авторами исследований показано, что учет особенностей распространения звуковых колебаний в перфорированной скважине и выбор режима акустического воздействия позволяет значительно уменьшить потери энергии упругих волн. Исследованы процессы распространения упругих колебаний в скважине и передачи их через перфорационные отверстия в окружающую среду. Получены расчетные формулы для определения частоты собственных колебаний и добротности в перфорированной трубе. Определены условия обеспечения резонансного режима.

Карпенко В.А., Графов А.П., Загородний А.А., Левченко А.Н., Баранник И.М. «Влияние газовых наполнителей шины на уровень ее шумоизлучения» Автомобильный транспорт, № 20, с. 48-49 (2007)

Проведен анализ работ по изучению процесса и механизмов шумоизлучения автомобильной шины. Проведены экспериментальные исследования по замеру шума автомобильной шины с использованием для накачки шин различных инертных газов. Описана методика проведенных экспериментальных исследований.

Киселев С.П., Киселев В.П., Зайковский В.Н. «О механизме автоколебаний при натекании сверхзвуковой струи на преграду. 2. Преграда без иглы» Прикладная механика и техническая физика, 55, № 5, с. 21-28 (2014)

Представлены результаты численного решения задачи о натекании сверхзвуковой перерасширенной струи на преграду. Выявлен массорасходный механизм автоколебаний, состоящий в периодической смене режима втекания и режима вытекания газа из области отрыва в струю, обтекающую эту область. Показано, что ударно-волновая структура натекающей сверхзвуковой струи оказывает существенное влияние на амплитуду автоколебаний.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Кузнецова И.Е. «Характеристики акустических волн в анизотропном цилиндрическом волноводе из ниобата лития» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146327 (2014)

В настоящее время хорошо исследованы акустические волны, распространяющиеся в изотропных цилиндрических волноводах, а также в волноводах, изготовленных из пьезокерамики. Ранее было показано, что некоторые компрессионные моды в пьезокерамических волноводах обладают высоким коэффициентом электромеханической связи, что делает их привлекательными для создания различных акустоэлектронных устройств. Однако пьезокерамика для изготовления данных волноводов должна обладать продольной электрической поляризацией, что затрудняет изготовление достаточно длинных волноводов. Более технологичным представляется изготовление цилиндрических волноводов из пьезоэлектрических кристаллов, например, ниобата лития. Однако в этом кристалле отсутствуют направления с аксиальной симметрией, что существенно усложняет проведение расчетов. В работе проведено теоретическое исследование акустических волн, распространяющихся в цилиндре из ниобата лития, кристаллографическая ось Z которого совпадает с осью цилиндра. Для решения данной задачи в работе применяется метод конечных элементов, который позволил определить собственные частоты колебаний цилиндра. Рассчитаны фазовые скорости волн различных порядков в исследуемом волноводе. Проведено сравнение с результатами, полученными полуаналитическим методом, в котором материал ниобата лития полагался поперечно-изотропным, дана оценка погрешности, к которой приводит отсутствие учета анизотропии материала волновода. Предсказано существование пьезоактивных акустических волн с преимущественно тангенциальной поляризацией, что было бы невозможно без учета анизотропии.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Кузнецова И.Е. «Теоретическая модель резонатора с поперечным возбуждающим электрическим полем» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Физическая акустика", с. 51-58 (2014)

Разработан метод расчета характеристик акустических колебаний, возникающих в пьезоэлектрическом резонаторе с поперечным возбуждающим электрическим полем. Резонатор представляет собой тонкую пластину из пьезоэлектрического материала, на одну сторону которой нанесены два прямоугольных электрода. Разработанный метод основан на методе конечных элементов и позволяет находить распределение компонент механического смещения в пьезопластине и электрического потенциала в пьезопластине и окружающем ее вакууме при определенной частоте колебаний возбуждающего поля. Кроме того, данный метод позволяет учитывать различные граничные условия на различных областях поверхности пластины, в том числе условие механического демпфирования колебаний. Это позволяет рассчитывать величину реального и мнимого электрического импеданса резонатора в зависимости от частоты. Исследуемый резонатор представлял собой пластину ниобата лития X-среза толщиной 0.5 мм, на верхней стороне которой расположены два электрода шириной 5 мм, ориентированные таким образом, что возбуждающее поле было направлено вдоль кристаллографической оси Y. Были проведены расчеты при различном расстоянии между электродами, в пределах 1–3 мм. Показано, что при увеличении расстояния между электродами резонансная частота незначительно увеличивается, и использование демпфирующего покрытия на внешней стороне электродов позволяет существенно повысить добротность резонатора. Полученные результаты находятся в качественном соответствии с экспериментальными данными.

Зайцев Б.Д. «Возможные применения пьезоэлектрических резонаторов с поперечным электрическим полем» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустоэлектроника", с. 30-37 (2014)

В последние годы в связи с разработкой различных акустоэлектрических датчиков исследователи стали обращать особое внимание на пьезоэлектрические резонаторы с поперечным электрическим полем. В работе рассматриваются их возможности для анализа свойств жидкости и для измерения микроперемещений. В литературе возможности этих резонаторов для создания жидкостных датчиков продемонстрированы достаточно убедительно. Традиционно исследовалось изменение резонансной частоты от вязкости и проводимости контактирующей жидкости. Однако вариации резонансной частоты при изменении свойств жидкости в широких пределах оказались очень незначительными. Например, максимальное изменение резонансной частоты составляет всего 1–2% при изменении вязкости от 1 до 10000 мПА×с и проводимости в пределах 100–10000 мкС/см. Однако, если в качестве информационного параметра взять модуль электрического импеданса или адмиттанса на фиксированной частоте вблизи резонанса, то чувствительность датчика можно существенно повысить. Изменение указанного параметра может достигать 30 и 70% при изменении вязкости и проводимости в указанных выше пределах. Второе применение основано на том факте, что электрическое поле резонатора проникает за пределы пьезоэлектрической пластины. Были проведены эксперименты по изучению влияния зазора между свободной стороной резонатора и электрически проводящей или диэлектрической пластиной на частоты параллельного и последовательного резонансов. Показано, что на этой основе возможно создание измерителей микроперемещений с температурной компенсацией, которые могут быть использованы для непрерывного контроля деформаций и раскрытия трещин различных конструкций, элементов мостов и зданий, а также для измерения небольших перемещений двух объектов относительно друг друга. Оказалось, что частота параллельного резонанса однозначно связана с шириной зазора в пределах 0–300 мкм при использовании проводящей пластины. Частота последовательного резонанса от зазора не зависит, но зависит от температуры. Таким образом, частота последовательного резонанса позволяет определить температуру и сделать необходимые корректировки. Если вместо проводящей пластины использовать диэлектрическую пластину, например из поликора, то диапазон измеряемых зазоров увеличивается до 0–2.5 мм. При этом частота последовательного резонанса также зависит только от температуры. Следовательно, меняя материал пластины, можно менять диапазон изменения ширины зазора.

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Кузнецова И.Е., Теплых А.А., Шихабудинов А.М. «Разработка матрицы резонаторов с поперечным электрическим полем на пьезоэлектрической пластине» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустоэлектроника", с. 46-52 (2014)

Пьезоэлектрические резонаторы с поперечным электрическим полем в настоящее время вызывают большой интерес разработчиков мультисенсорных акустических датчиков. Электроды такого резонатора наносятся на одну сторону пластины, что позволяет пространственно разделить резонаторы и анализируемые объекты (газочувствительные пленки, жидкостные ячейки, и т.д.), расположив их на разных сторонах пластины. Однако серьезной проблемой при разработке таких резонаторов является подавление паразитных колебаний, которые ухудшают резонансные свойства резонаторов и приводят к сильной акустической связи между ними при их расположении на одной пластине. Способ решения данной проблемы предложен в настоящей работе. Экспериментально исследовалась матрица, состоящая из 2 резонаторов, которые располагались на пластине ниобата лития X-среза толщиной 0.5 мм. Электроды имели прямоугольную форму с размерами 5×10 мм и зазором между ними 2 мм. Поперечное электрическое поле каждого резонатора было направлено вдоль кристаллофизической оси Y. Было показано, что устойчивый резонанс достигается на продольной акустической волне, распространяющейся вдоль оси X в пространстве между электродами. Для подавления паразитных колебаний, источником которых, в основном, являлись волны Лэмба, вокруг резонаторов был нанесен слой специального демпфирующего покрытия. Измерялись частотные зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса/адмиттанса каждого резонатора, по которым определялись резонансная частота и добротность при последовательном и параллельном резонансах. Были выявлены области изменения ширины покрытой части каждого резонатора, при которых обеспечивается хорошее качество резонансов. Затем измерялись частотные зависимости параметра S₁₂ который характеризуют степень акустической связи между резонаторами. Измерения показали, что величина параметра S₁₂ во всех случаях превышает 50 дБ. Это означает, что рассматриваемые резонаторы полностью акустически развязаны. Таким образом, показано, что демпфирующий слой обеспечивает не только достаточно хорошее качество резонанса каждого резонатора, но и приводит к полной их акустической развязке.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Бородина И.А., Теплых А.А., Кузнецова И.Е. «Исследование пьезоэлектрических резонаторов с поперечным электрическим полем» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустоэлектроника", с. 68-74 (2014)

В последние годы в связи с разработкой и совершенствованием акустоэлектрических датчиков для исследования свойств различных жидкостей, включая биологические, исследователи стали обращать особое внимание на пьезоэлектрические резонаторы с поперечным электрическим полем. Основная трудность при конструировании таких резонаторов это подавление нежелательных колебаний с целью обеспечения четкой резонансной частотной зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса/адмиттанса. Для достижения этой цели существуют, по крайней мере, два варианта. Во-первых, это выбор оптимальной формы электродов и точная их ориентация относительно кристаллографических осей пластины. Однако форма и размеры электродов сильно зависят формы пластины и от ее поперечных размеров. Во-вторых, нанесение поглощающего слоя на определенную часть резонатора, включая часть электродов, который подавляет паразитные колебания и позволяет сформировать хорошее качество резонансов. В работе проведено экспериментальное исследование частоты и добротности для последовательного и параллельного резонансов, а также эффективного коэффициента электромеханической связи в зависимости от ширины зазора между электродами и ширины области покрытия электродов поглощающим слоем. Электроды резонатора располагались на пластине ниобата лития X-среза толщиной 0.5 мм и имели прямоугольную форму с размерами 5×10 мм, а величина зазора между ними менялась от 1 до 5 мм. Поперечное электрическое поле было направлено вдоль кристаллофизической оси Y. Было показано, что устойчивый резонанс достигается на продольной акустической волне, распространяющейся вдоль оси X в пространстве между электродами. Ширина области покрытия электродов менялась от 0 до 5 мм. В результате было установлено, что при изменении ширины зазора между электродами и ширины области покрытия электродов в указанных пределах частота последовательного и параллельного резонансов менялась в пределах 1%. При этом значения добротности последовательного и параллельного резонансов изменялись в пределах 500–13000 и 500–1800, соответственно. Эффективный коэффициент электромеханической связи менялся в пределах 1–4%.

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Кузнецова И.Е., Теплых А.А., Шихабудинов А.М. «Разработка матрицы резонаторов с поперечным электрическим полем на пьезоэлектрической пластине» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145326 (2014)

Пьезоэлектрические резонаторы с поперечным электрическим полем в настоящее время вызывают большой интерес разработчиков мультисенсорных акустических датчиков. Электроды такого резонатора наносятся на одну сторону пластины, что позволяет пространственно разделить резонаторы и анализируемые объекты (газочувствительные пленки, жидкостные ячейки, и т.д.), расположив их на разных сторонах пластины. Однако серьезной проблемой при разработке таких резонаторов является подавление паразитных колебаний, которые ухудшают резонансные свойства резонаторов и приводят к сильной акустической связи между ними при их расположении на одной пластине. Способ решения данной проблемы предложен в настоящей работе. Экспериментально исследовалась матрица, состоящая из 2 резонаторов, которые располагались на пластине ниобата лития X-среза толщиной 0.5 мм. Электроды имели прямоугольную форму с размерами 5×10 мм и зазором между ними 2 мм. Поперечное электрическое поле каждого резонатора было направлено вдоль кристаллофизической оси Y. Было показано, что устойчивый резонанс достигается на продольной акустической волне, распространяющейся вдоль оси X в пространстве между электродами. Для подавления паразитных колебаний, источником которых, в основном, являлись волны Лэмба, вокруг резонаторов был нанесен слой специального демпфирующего покрытия. Измерялись частотные зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса/адмиттанса каждого резонатора, по которым определялись резонансная частота и добротность при последовательном и параллельном резонансах. Были выявлены области изменения ширины покрытой части каждого резонатора, при которых обеспечивается хорошее качество резонансов. Затем измерялись частотные зависимости параметра S₁₂ который характеризуют степень акустической связи между резонаторами. Измерения показали, что величина параметра S₁₂ во всех случаях превышает 50 дБ. Это означает, что рассматриваемые резонаторы полностью акустически развязаны. Таким образом, показано, что демпфирующий слой обеспечивает не только достаточно хорошее качество резонанса каждого резонатора, но и приводит к полной их акустической развязке.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Бородина И.А., Теплых А.А., Кузнецова И.Е. «Исследование пьезоэлектрических резонаторов с поперечным электрическим полем» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145329 (2014)

В последние годы в связи с разработкой и совершенствованием акустоэлектрических датчиков для исследования свойств различных жидкостей, включая биологические, исследователи стали обращать особое внимание на пьезоэлектрические резонаторы с поперечным электрическим полем. Основная трудность при конструировании таких резонаторов это подавление нежелательных колебаний с целью обеспечения четкой резонансной частотной зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса/адмиттанса. Для достижения этой цели существуют, по крайней мере, два варианта. Во-первых, это выбор оптимальной формы электродов и точная их ориентация относительно кристаллографических осей пластины. Однако форма и размеры электродов сильно зависят формы пластины и от ее поперечных размеров. Во-вторых, нанесение поглощающего слоя на определенную часть резонатора, включая часть электродов, который подавляет паразитные колебания и позволяет сформировать хорошее качество резонансов. В работе проведено экспериментальное исследование частоты и добротности для последовательного и параллельного резонансов, а также эффективного коэффициента электромеханической связи в зависимости от ширины зазора между электродами и ширины области покрытия электродов поглощающим слоем. Электроды резонатора располагались на пластине ниобата лития X-среза толщиной 0.5 мм и имели прямоугольную форму с размерами 5×10 мм, а величина зазора между ними менялась от 1 до 5 мм. Поперечное электрическое поле было направлено вдоль кристаллофизической оси Y. Было показано, что устойчивый резонанс достигается на продольной акустической волне, распространяющейся вдоль оси X в пространстве между электродами. Ширина области покрытия электродов менялась от 0 до 5 мм. В результате было установлено, что при изменении ширины зазора между электродами и ширины области покрытия электродов в указанных пределах частота последовательного и параллельного резонансов менялась в пределах 1%. При этом значения добротности последовательного и параллельного резонансов изменялись в пределах 500–13000 и 500–1800, соответственно. Эффективный коэффициент электромеханической связи менялся в пределах 1–4%.

Кузнецова И.Е., Зайцев Б.Д. «Влияние электрических граничных условий на существование аномального резисто-акустического эффекта» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустоэлектроника", с. 53-59 (2014)

Как известно, аномальный резисто-акустический эффект является фундаментальным свойством слабо-неоднородных пьезоактивных волн (волны Гуляева–Блюстейна, волны Лява, утекающие волны). Он заключается в том, что при увеличении проводимости слоя, находящегося на поверхности пьезоэлектрика или структуры его содержащего, скорость слабо-неоднородных волн вначале увеличивается и только затем уменьшается. В работе продолжено исследование особенностей существования данного эффекта и исследуется влияние на его характеристики различных электрических граничных условий. Определены геометрические параметры структур, при которых он существует и исчезает. Показано, что при удалении слоя с произвольной проводимостью от поверхности пьезоэлектрика величина аномального резисто-акустического эффекта уменьшается. При удалении от структуры «пьезоэлектрик–слой с произвольной проводимостью» идеально проводящего экрана данный эффект увеличивается. Результаты работы полезны для более глубокого понимания физических основ распространения слабо неоднородных пьезоактивных акустических волн.

Кузнецова И.Е., Зайцев Б.Д. «Влияние электрических граничных условий на существование аномального резисто-акустического эффекта» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145331 (2014)

Аномальный резисто-акустический эффект является фундаментальным свойством слабо-неоднородных пьезоактивных волн (волны Гуляева–Блюстейна, волны Лява, утекающие волны). Он заключается в том, что при увеличении проводимости слоя, находящегося на поверхности пьезоэлектрика или структуры его содержащего, скорость слабо-неоднородных волн вначале увеличивается и только затем уменьшается. В работе продолжено исследование особенностей существования данного эффекта и исследуется влияние на его характеристики различных электрических граничных условий. Определены геометрические параметры структур, при которых он существует и исчезает. Показано, что при удалении слоя с произвольной проводимостью от поверхности пьезоэлектрика величина аномального резисто-акустического эффекта уменьшается. При удалении от структуры «пьезоэлектрик–слой с произвольной проводимостью» идеально проводящего экрана данный эффект увеличивается. Исследования проводились для ниобата калия. Результаты работы полезны для более глубокого понимания физических основ распространения слабонеоднородных пьезоактивных акустических волн.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Теплых А.А., Кузнецова И.Е. «Разработка бесконтактного метода измерения проводимоститонких пленок с помощью линии задержки на SH₀ волнах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустоэлектроника", с. 60-67 (2014)

Экспериментально показана возможность измерения поверхностной проводимости тонких проводящих пленок при помощи линии задержки с двумя встречно-штыревыми преобразователями (ВШП) на основе пластины Y-X ниобата лития толщиной 0.2 мм, в которой распространялась акустическая волна с поперечно-горизонтальной поляризацией нулевого порядка (SH₀). Выбор ориентации пластины, ее толщины и рабочей частоты волны определялся необходимостью получения значительного коэффициента электромеханической связи _;30%. Указанная линия задержки подключалась к измерителю S–параметров типа E5071C, который позволял измерять полные потери и фазу выходного сигнала. Линия задержки имела линейную фазочастотную характеристику в полосе частот 3,28–3,41 МГц, и на центральной частоте 3.3 МГц полные потери составляли 24 дБ. Было установлено, что при расположении над поверхностью линии задержки между ВШП диэлектрической пластины с тонкой проводящей пленкой полные потери и фаза выходного сигнала менялись, причем степень изменения уменьшалась с ростом зазора между ними. Это связано с тем, что электрические поля акустической волны частично проникали в проводящую пленку, что приводило к уменьшению эффективного коэффициента электромеханической связи и, соответственно, к изменению скорости акустической волны и фазы выходного сигнала. В качестве исследуемых проводящих пленок использовались тонкие пленки хрома и алюминия, которые напылялись в вакууме на стеклянные пластинки толщиной 1.26 мм. Меняя толщину пленки металла можно было менять ее поверхностную проводимость. Проводимость получаемых проводящих пленок менялась в пределах 1–10^–6 С и определялась при помощи модернизированного четырех зондового метода. Экспериментальные данные позволили построить калибровочную зависимость разности фаз выходного сигнала от поверхностной проводимости пленки при величине зазора между стеклянной пластинкой и звукопроводом порядка 100 мкм. Калибровочная зависимость оказалась близкой к линейной с наклоном порядка 120 град/С. Очевидно, что изменить диапазон значений измеряемой поверхностной проводимости можно путем изменения величины указанного зазора. Рассмотренный метод может найти применение для измерения проводимости таких пленок, контакты к которым невозможно изготовить или эти контакты могут существенно повлиять на проводимость пленки.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Теплых А.А., Кузнецова И.Е. «Разработка бесконтактного метода измерения проводимости тонких пленок» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145327 (2014)

Экспериментально показана возможность измерения поверхностной проводимости тонких проводящих пленок при помощи линии задержки с двумя встречно-штыревыми преобразователями (ВШП) на основе пластины Y-X ниобата лития толщиной 0.2 мм, в которой распространялась акустическая волна с поперечно-горизонтальной поляризацией нулевого порядка (SH₀). Выбор ориентации пластины, ее толщины и рабочей частоты волны определялся необходимостью получения значительного коэффициента электромеханической связи _;30%. Указанная линия задержки подключалась к измерителю S–параметров типа E5071C, который позволял измерять полные потери и фазу выходного сигнала. Линия задержки имела линейную фазочастотную характеристику в полосе частот 3,28–3,41 МГц, и на центральной частоте 3.3 МГц полные потери составляли 24 дБ. Было установлено, что при расположении над поверхностью линии задержки между ВШП диэлектрической пластины с тонкой проводящей пленкой полные потери и фаза выходного сигнала менялись, причем степень изменения уменьшалась с ростом зазора между ними. Это связано с тем, что электрические поля акустической волны частично проникали в проводящую пленку, что приводило к уменьшению эффективного коэффициента электромеханической связи и, соответственно, к изменению скорости акустической волны и фазы выходного сигнала. В качестве исследуемых проводящих пленок использовались тонкие пленки хрома и алюминия, которые напылялись в вакууме на стеклянные пластинки толщиной 1.26 мм. Меняя толщину пленки металла можно было менять ее поверхностную проводимость. Проводимость получаемых проводящих пленок менялась в пределах 1–10^–6 С и определялась при помощи модернизированного четырех зондового метода. Экспериментальные данные позволили построить калибровочную зависимость разности фаз выходного сигнала от поверхностной проводимости пленки при величине зазора между стеклянной пластинкой и звукопроводом порядка 100 мкм. Калибровочная зависимость оказалась близкой к линейной с наклоном порядка 120 град/С. Очевидно, что изменить диапазон значений измеряемой поверхностной проводимости можно путем изменения величины указанного зазора. Рассмотренный метод может найти применение для измерения проводимости таких пленок, контакты к которым невозможно изготовить или эти контакты могут существенно повлиять на проводимость пленки.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Кузнецова И.Е. «Теоретическая модель резонатора с поперечным возбуждающим электрическим полем» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145328 (2014)

Разработан метод расчета характеристик акустических колебаний, возникающих в пьезоэлектрическом резонаторе с поперечным возбуждающим электрическим полем. Резонатор представляет собой тонкую пластину из пьезоэлектрического материала, на одну сторону которой нанесены два прямоугольных электрода. Разработанный метод основан на методе конечных элементов и позволяет находить распределение компонент механического смещения в пьезопластине и электрического потенциала в пьезопластине и окружающем ее вакууме при определенной частоте колебаний возбуждающего поля. Кроме того, данный метод позволяет учитывать различные граничные условия на различных областях поверхности пластины, в том числе присутствие демпфирующих слоев. Это позволяет рассчитывать величину реального и мнимого электрического импеданса резонатора в зависимости от частоты. Исследуемый резонатор представлял собой пластину ниобата лития X-среза толщиной 0.5 мм, на верхней стороне которой расположены два электрода шириной 5 мм, ориентированные таким образом, что возбуждающее поле было направлено вдоль кристаллографической оси Y. Были проведены расчеты при различном расстоянии между электродами, в пределах 1–3 мм. Показано, что при увеличении расстояния между электродами резонансная частота незначительно увеличивается, и использование демпфирующего покрытия на внешней стороне электродов позволяет существенно повысить добротность резонатора. Полученные результаты находятся в удовлетворительном соответствии с экспериментальными данными.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Теплых А.А., Бородина И.А., Кузнецова И.Е. «Практические применения пьезоэлектрических резонаторов с поперечным электрическим полем» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145330 (2014)

Рассматриваются возможности применения пьезоэлектрических резонаторов с поперечным электрическим полем для анализа свойств жидкости и для измерения микроперемещений. Показано, что если в качестве информационного параметра взять модуль электрического импеданса или адмиттанса на фиксированной частоте вблизи резонанса, то чувствительность датчика можно существенно повысить. Изменение указанных параметров может достигать 30% и 70% при изменении вязкости от 1 до 1000 мПa×с и проводимости в пределах 100–10000 мкС/см. Второе применение основано на том факте, что электрическое поле резонатора проникает за пределы пьезоэлектрической пластины. Были проведены эксперименты по изучению влияния зазора между свободной стороной резонатора и электрически проводящей или диэлектрической пластиной на частоты параллельного и последовательного резонансов. Показано, что на этой основе возможно создание измерителей микроперемещений, которые могут быть использованы для непрерывного контроля деформаций и раскрытия трещин различных конструкций, элементов мостов и зданий, а также для измерения небольших перемещений двух объектов относительно друг друга. Оказалось, что частота параллельного резонанса однозначно связана с шириной зазора в пределах 0–0.3 мм и 0–2.5 мм при использовании проводящей пластины и пластины из поликора, соответственно. Частота последовательного резонанса от зазора не зависит, но зависит от температуры. Таким образом, частота последовательного резонанса позволяет определить температуру и сделать необходимые корректировки.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Кузнецова И.Е. «Характеристики акустических волн в анизотропном цилиндрическом волноводе из ниобата лития» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Распространение и дифракция волн", с. 2-9 (2014). 74 с.

В настоящее время хорошо исследованы акустические волны, распространяющиеся в изотропных цилиндрических волноводах, а также в волноводах, изготовленных из пьезокерамики. Ранее было показано, что некоторые компрессионные моды в пьезокерамических волноводах обладают высоким коэффициентом электромеханической связи, что делает их привлекательными для создания различных акустоэлектронных устройств. Однако пьезокерамика для изготовления данных волноводов должна обладать продольной электрической поляризацией, что затрудняет изготовление достаточно длинных волноводов. Более технологичным представляется изготовление цилиндрических волноводов из пьезоэлектрических кристаллов, например, ниобата лития. Однако в этом кристалле отсутствуют направления с аксиальной симметрией, что существенно усложняет проведение расчетов. В работе проведено теоретическое исследование акустических волн, распространяющихся в цилиндре из ниобата лития, кристаллографическая ось Z которого совпадает с осью цилиндра. Для решения данной задачи в работе применяется метод конечных элементов, который позволил определить собственные частоты колебаний цилиндра. Рассчитаны фазовые скорости волн различных порядков в исследуемом волноводе. Проведено сравнение с результатами, полученными полуаналитическим методом, в котором материал ниобата лития полагался поперечно-изотропным, дана оценка погрешности, к которой приводит отсутствие учета анизотропии материала волновода. Предсказано существование пьезоактивных акустических волн с преимущественно тангенциальной поляризацией, что было бы невозможно без учета анизотропии.

Зайцев В.Ю., Назаров В.Е., Таланов В.И., Есипов И.Б., Рыбак С.А., Серебряный А.Н., Преображенский В.Л. «Объединенная научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук и Объединенного физического общества Российской Федерации „Нелинейная акустическая диагностика“ (28 сентября 2005 г.)» Успехи физических наук, 176, № 1, с. 97 (2006)

28 сентября 2005 г. состоялась Объединенная научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук и Объединенного физического общества Российской федерации «Нелинейная акустическая диагностика». На сессии были заслушаны доклады: Руденко О.В. Гигантские нелинейности структурно неоднородных сред и основы методов нелинейной акустической диагностики; Зайцев В.Ю., Назаров В.Е., Таланов В.И. "Неклассические" проявления микроструктурно-обусловленной нелинейности: новые возможности для акустической диагностики; Есипов И.Б., Рыбак С.А., Серебряный А.Н. Нелинейная акустическая диагностика земных пород и океана; Преображенский В.Л. Волны с параметрически обращенным фронтом: применение в нелинейной акустоскопии и диагностике.

Зайцев В.Ю., Назаров В.Е., Таланов В.И. «"Неклассические“ проявления микроструктурно-обусловленной нелинейности: новые возможности для акустической диагностики» Успехи физических наук, 176, № 1, с. 97-102 (2006)

Копьев В.Ф., Беляев И.В., Величко С.А., Зайцев М.Ю., Копьев В.А., Фараносов Г.А. «Создание системы активного управления волнами неустойчивости в дозвуковой турбулентной струе» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 2-7 (2014)

Волны неустойчивости в слое смешения высокоскоростной турбулентной струи, как известно, являются значительными источниками шума, что делает их подавление важным для авиационной промышленности. В исследовании мы использовали различные виды воздействия для управления волнами неустойчивости в слое смешения. Возможность подавления искусственной гидродинамической волны неустойчивости в турбулентной струе внешним воздействием, предсказанная теоретически, продемонстрирована в эксперименте. Разработана автоматическая система активного управления волнами неустойчивости в турбулентной струе. Этот результат может быть использован для снижения шума струи с помощью активной системы управления.

Фараносов Г.А., Беляев И.В., Бычков О.П., Зайцев М.Ю., Карабасов С.А., Каравосов Р.К., Копьев В.Ф., Семилетов В.А. «Исследование аэроакустического взаимодействия реактивной струи и крыла» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 15-19 (2014)

Представлены результаты экспериментальных, теоретических и численных исследований шума взаимодействия двухконтурной струи и участка стреловидного крыла с убранной механизацией. Проведено параметрическое исследование шума в дальнем звуковом поле в нижней полусфере. Предложена двумерная теоретическая модель усиления шума струи вблизи крыла. Также проведено численное моделирование эффекта методом LES на основе схемы КАБАРЕ. Получены спектральные характеристики дальнего звукового поля и проведено их сопоставление с экспериментальными данными.

Закупин А.С. «Широкополосные сейсмоакустические измерения в скважинах» Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета (КРСУ), 14, № 7, с. 36-40 (2014)

Представлены результаты регистрации сейсмоакустической эмиссии (САЭ) высокочастотными сейсмоприемниками в скважинах на территории Чуйской области (в 10–15 км от Бишкека, Кыргызстан). Исследована спектральная структура сигналов САЭ, в том числе и при взаимодействии трубы с сейсмическими волнами от удаленных землетрясений. Изучены особенности вариаций интенсивности САЭ в течение 5–7 дней в полевых экспериментах 2011–2012 гг.

Фесина М.И., Рогожкин В.Е., Залипаев В.И. «Анализ тенденций развития конструкций привода управления коробкой передач легкового автомобиля с точки зрения виброшумокомфорта» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 3, № S, с. 26-29 (2007)

Анализируются тенденции развития конструкций привода управления коробки передач легкового автомобиля с точки зрения вибро-шумо-комфорта. Исследовались виброакустические характеристики легкового автомобиля класса В и С, использующие различные типы приводов управления коробки передач: шарнирно-рычажный с наружным и внутренним делительным механизмом, электрический и тросовые приводы управления коробки передач.

Фесина М.И., Рогожкин В.Е., Залипаев В.И. «О некоторых способах подавления резонансных колебаний элементов привода управления коробкой передач легкового автомобиля» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 3, № S, с. 30-33 (2007)

Представлены результаты экспериментальных исследований различных способов (устройств) подавления резонансных колебаний элементов привода управления коробки передач легкового автомобиля класса В.

Замтфорт Б.С. «Влияние ужесточения требований к допустимым уровням шумасамолетов на изменение облика авиационных двигателей» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 24-28 (2014)

Как известно, постоянное ужесточение допустимых уровней шума самолетов на местности требует для их выполнения снижения шума основных источников двигателя. Так первая модификация существующих двигателей была связана с введением норм 3 главы приложения 16 тома 1 ИКАО: для снижения шума реактивной струи были увеличены степень двухконтурности (до m=2–3), диаметр вентилятора (Д_в) и внедрены звукопоглощающие конструкции. Следующее поколение двигателей имело более высокие параметры термодинамического цикла(m, П_к, Т_г), что позволило уменьшить удельный расход топлива и уровни шума. Для этих двигателей потребовалось значительное увеличение m=5–6, Дв и оптимизация по шуму облика вентилятора. Появление норм главы 4, сниженных суммарно на 10 EPNдБ по отношению к главе 3, привело к необходимости дальнейшего повышения m до 8–10. Однако у этих двигателей основная мощность передается из внутреннего контура во внешний (от струи к вентилятору). Чтобы не увеличивать уровни шума при его приводе с ограниченной окружной скоростью (U_в) необходима 6–7 ступенчатая турбина вентилятора (Т_в). Наличие такой турбины привело к значительному росту массы и длины двигателя. В связи с предстоящим введением норм главы 14, уменьшенных суммарно еще на 7 EPNдБ по отношению к главе 4, необходимо дальнейшее увеличение m до 12–17, что невозможно в двигателях прямого привода из-за роста числа ступеней Т_в. Решение этой проблемы – в переходе к двигателю с редуктором, позволяющем «развязать» валы вентилятора и Т_в. Вентилятор вращается с ограниченной U_в , а Т_в – с максимально возможной (при этом число ступеней Т_в снижается до 2–3). Учитывая введение в дальнейшем следующих за 14 главой норм, рассматривается возможность дальнейшего увеличения m – создание двигателя с открытым ротором. Такой двигатель позволит существенно снизить удельный расход топлива, а, следовательно, выбросы NO_x и CO₂ (следующий нормируемый параметр – выбросы углекислого газа), но для его внедрения необходимого будет решить возникающие при его эксплуатации вопросы, связанные с выполнением норм по шуму в окрестностях аэропортов и в салонах самолетов.

Гассельберг В.С., Запорожец А.В. «Диагностика двигателей внутреннего сгорания автомобилей по виброакустическим параметрам» Вестник Астраханского государственного технического университета, № 2, с. 72-74 (2007)

Рассмотрен способ получения диагностической информации из виброакустического сигнала работающего двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Сигнал представлен в виде графика «амплитуда–частота–время». Для получения графика использовалось оконное преобразование Фурье. Показаны результаты применения способов увеличения разрешения полученных графиков. Рассмотрена возможность применения метода вейвлет-преобразования для обработки виброакустического сигнала.

Запрягаев В.И., Губанов Д.А., Киселев Н.П. «Влияние интенсивности микроструй, инжектируемых вблизи среза сопла, на акустическое излучение сверхзвуковой струи» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Аэроакустика", с. 8-14 (2014)

Выполнено экспериментально-численное исследование влияния вдува микроструй вблизи среза сопла основной струи на слой смешения и акустическое излучение сверхзвуковой недорасширенной струи. В результате исследования получены данные о влиянии вдува микроструй различной интенсивности на характеристики шума сверхзвуковой струи. Установлено, что вихрегенераторы приводят к снижению шума в низкочастотной области спектра и повышению в высокочастотной. Проведено сопоставление результатов акустических измерений с данными численного расчета для определения взаимосвязи между изменением толщины слоя смешения струи и акустическим излучением струи при использовании вихрегенераторов.

Зарипов Д.И., Михеев Н.И. «Амплитудно-частотные характеристики акустических колебаний в Т-образных каналах» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 629-636 (2014)

Сравниваются экспериментальные и расчетные амплитудно-частотные характеристики пульсаций давления в Т-образных каналах. При численном моделировании использовался метод, основанный на решении одномерных нестационарных уравнений газовой динамики с учетом особенностей в области разветвления каналов. Показано хорошее согласование спектров пульсаций статического давления с результатами экспериментов.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «О влиянии дисперсии на распространение поверхностных волн Рэлея» Техническая акустика, 11, № 1, http://www.ejta.org/ru/zaslavsky5 (2011)

Анализируются поверхностные рэлеевские волны на полупространстве, граница которого имеет тонкое покрытие, отличающееся от подложки плотностью и вызывающее частотную дисперсию фазовой скорости, подобную наблюдаемой у интерференционных сейсмических волн. Для указанных поверхностных волн выведено дисперсионное уравнение, на основе которого построен график частотной зависимости их фазовой скорости. Применительно к модели среды в виде слой-полупространство выведены расчетные формулы для волновых откликов на импульсное воздействие, по которым для всё более удаленных от источника приемных точек, лежащих на поверхности, построены их графики. Представленные иллюстрации показывают, что по мере роста дистанции источник-приемник происходит нарастание длительности волнового отклика на импульсное воздействие, увеличение времени задержки его прихода и спад уровня поверхностной волны.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Моделирование сейсмического отклика на воздействие дождевой капли» Акустический журнал, 61, № 1, с. 101-105 (2015)

Проведено лабораторное моделирование сейсмического отклика, вызванного воздействием на грунт падающей капли воды. Экспериментально зарегистрирован импульсный сигнал с выхода акселерометров, установленных вблизи точек падения капли на твердую поверхность. Измерен уровень и проанализирован спектр вибросигнала. Теоретические оценки уровня и спектра упруго-волнового отклика согласуются с результатами эксперимента. Результаты моделирования могут быть использованы для снижения уровня шума, вызванного осадками, а также при исследовании особенностей взаимодействия движущейся капли с твердой границей.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «О влиянии дисперсии на распространение поверхностных волн Рэлея» Техническая акустика, 11, № 1, http://www.ejta.org/ru/zaslavsky5 (2011)

Анализируются поверхностные рэлеевские волны на полупространстве, граница которого имеет тонкое покрытие, отличающееся от подложки плотностью и вызывающее частотную дисперсию фазовой скорости, подобную наблюдаемой у интерференционных сейсмических волн. Для указанных поверхностных волн выведено дисперсионное уравнение, на основе которого построен график частотной зависимости их фазовой скорости. Применительно к модели среды в виде слой-полупространство выведены расчетные формулы для волновых откликов на импульсное воздействие, по которым для всё более удаленных от источника приемных точек, лежащих на поверхности, построены их графики. Представленные иллюстрации показывают, что по мере роста дистанции источник-приемник происходит нарастание длительности волнового отклика на импульсное воздействие, увеличение времени задержки его прихода и спад уровня поверхностной волны.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Моделирование сейсмического отклика на воздействие дождевой капли» Акустический журнал, 61, № 1, с. 101-105 (2015)

Проведено лабораторное моделирование сейсмического отклика, вызванного воздействием на грунт падающей капли воды. Экспериментально зарегистрирован импульсный сигнал с выхода акселерометров, установленных вблизи точек падения капли на твердую поверхность. Измерен уровень и проанализирован спектр вибросигнала. Теоретические оценки уровня и спектра упруго-волнового отклика согласуются с результатами эксперимента. Результаты моделирования могут быть использованы для снижения уровня шума, вызванного осадками, а также при исследовании особенностей взаимодействия движущейся капли с твердой границей.

Заславский Ю.М. «К оценке сигналов при глубинном сейсмическом зондировании» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Геоакустика", с. 65-70 (2014)

Представлен теоретический анализ сейсмического поля, генерируемого центром всестороннего давления, расположенным под границей однородного упругого полупространства. Источник действует в импульсном режиме. С учетом диссипации в среде построены графики спада уровня отклика по объемной продольной волне при удалении вглубь от источника. По результатам расчета волновых сигналов показан характер нарастания предельно достижимой дальности сейсмического зондирования земных недр с ростом энергии источника.

Захаров А.В., Поликарпова Н.В., Волошинов В.Б. «Параметр Кляйна–Кука при анализе акустооптического взаимодействия в акустически анизотропных средах» Известия РАН. Серия физическая, 78, № 12, с. 1534-1538 (2014)

Представлены результаты теоретического исследования особенности акустооптического взаимодействия в акустически анизотропных средах. Предложен новый критерий для оценки раман–натовского и брэгговского режимов дифракции света на ультразвуке в акустических кристаллах. Модифицированный параметр Кляйна–Кука учитывает снос энергии ультразвуковой волны из-за упругой анизотропии среды.

Захаров В.Е., Шамин Р.В., Юдин А.В. «Энергетический портрет волн-убийц» Письма в ЖЭТФ, 99, № 9-10, с. 597-600 (2014)

С помощью вычислительных экспериментов, основанных на точных уравнениях гидродинамики идеальной жидкости, изучаются процессы концентрации энергии при образовании волн-убийц. На примере вычислительного эксперимента показано распределение аномалий волн как по высоте, так и по энергии. Установлена взаимосвязь между значениями концентраций энергии и высоты аномально больших поверхностных волн. Полученные результаты могут быть использованы для оценки опасности аномально больших поверхностных волн

Захарова Е.В., Петров П.Н. «Акустоэлектронные устройства обработки сигналов многоэлементных линейных антенных решеток» Информационно-управляющие системы, № 3, с. 47-51 (2011)

Систематизировано изложены с единых методических позиций вопросы пространственной обработки сигналов антенных решеток малоизвестным классом акустоэлектронных устройств с переизлучающей решеткой. Отмечена перспективность, с точки зрения технологичности производства, аналоговых процессоров на поверхностных акустических волнах, использующих анизотропные подложки, которые в то же время являются малоэлементными. Описаны структурные схемы акустоэлектронных устройств, служащие в качестве диаграммообразующих схем для многоэлементных антенных решеток

Фурса Т.В., Суржиков А.П., Хорсов Н.Н., Осипов К.Ю., Зацепин В.А. «Исследование взаимосвязи структурных характеристик слоистых композиционных материалов с параметрами электрического отклика на импульсное механическое возбуждение» Известия Томского политехнического университета, 308, № 7, с. 10-13 (2005)

С использованием метода физического моделирования рассмотрен процесс механоэлектрических преобразований в слоистых композиционных материалах при их упругом ударном возбуждении. Установлена взаимосвязь параметров электрического отклика на импульсное механическое возбуждение с характеристиками ударного возбуждения, соотношением геометрических размеров и количеством слоев в слоистых композиционных материалах.

Зверев А.Я. «Технологии снижения шума в салоне самолета» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Шумы и вибрации", с. 11-19 (2014)

Значительный прогресс в материаловедении, химии, электронике, который наблюдается в науке и промышленности все последние годы, привел к существенному изменению в составе и технологии применения материалов и конструкций по сравнению с теми, которые использовались в самолетостроении 15–20 лет назад. В статье дается обзор мировых тенденций в развитии методов и подходов к снижению шума в салоне самолета. Обсуждаются технологии активного контроля шума и вибраций, применения «умных» и инновационных материалов, новые подходы к созданию всех составляющих элементов бортовой фюзеляжной конструкции (обшивки, ТЗИ, панели интерьера) и другие перспективные технологии снижения шума в салоне самолета.

Зверев А.Я., Черных В.В. «Исследование влияния новых вибродемпфирующих материалов и способов крепления панели интерьера на звукоизолирующую способность фюзеляжной панели» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Шумы и вибрации", с. 35-40 (2014)

Проведен ряд поисковых экспериментальных исследований по увеличению звукоизолирующей способности фюзеляжной панели. Определены оптимальные варианты размещения вибродемпфирующих материалов на фюзеляжной конструкции с точки зрения снижения шума в салоне самолёта. Получены результаты, демонстрирующие существенное увеличение звукоизолирующей способности фюзеляжной панели при определённом способе крепления панели интерьера в широком диапазоне частот. Отработаны методики проведения таких исследований в реверберационных камерах.

Зверев А.Я., Черных В.В. «Исследование влияния новых вибродемпфирующих материалов и способов крепления панели интерьера на звукоизолирующую способность фюзеляжной панели» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146302 (2014)

Проведен ряд поисковых экспериментальных исследований по увеличению звукоизолирующей способности фюзеляжной панели. Определены оптимальные варианты размещения вибродемпфирующих материалов на фюзеляжной конструкции с точки зрения снижения шума в салоне самолёта. Получены результаты, демонстрирующие существенное увеличение звукоизолирующей способности фюзеляжной панели при определённом способе крепления панели интерьера в широком диапазоне частот. Отработаны методики проведения таких исследований в реверберационных камерах.

Петронюк Ю.С., Мороков Е.С., Левин В.М., Зеленов В.И. «Акустическая микроскопия многослойных кристаллов микроэлектроники» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 41-45 (2014)

Одним из последних достижений современной микроэлектроники является производство многослойных кристаллических чипов, при котором электронный модуль формируется в виде стопки электрически связанных кристаллов. Для данной технологии важным оказывается отсутствие дефектов в электронном соединении и, так называемые, скрытые дефекты – механические дефекты кристаллической укладки, сборки и упаковки. Применение многослойных модулей в составе системы управления космических аппаратов и станций предъявляет особенные требования к качеству сборки. Дефекты сборки не обнаруживаются с помощью электрических тестов, поэтому ультразвуковые методы высокого разрешения оказываются одними из лучших для неразрушающего контроля многослойных микросхем. Возможность обнаружения скрытых дефектов была показана методами импульсной акустической микроскопии. Предложенные методы позволили обнаруживать дефекты адгезии, на границе между кристаллами, дефекты ультразвуковой пайки контактов, распределение теплоотводящего слоя (полиимидной сетки), скрытые внутренние трещины кристаллов. Применение фокусированного высокочастотного излучения и высокий показатель преломления звука в кремниевом кристалле позволяет выполнять акустическую визуализацию на глубине не более, чем стопка из трех-четырех кристаллов, каждый из которых толщиной 690 мкм.

Петронюк Ю.С., Мороков Е.С., Левин В.М., Зеленов В.И. «Акустическая микроскопия многослойных кристаллов микроэлектроники» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145335 (2014)

Показано, что методами импульсной акустической микроскопии, можно обнаруживать скрытые дефекты при производстве многослойных кристаллических чипов в процессе постепенного наращивания системы микрокристаллов. Предложенные методы позволяют выявлять дефекты адгезии, на границе между кристаллами, дефекты ультразвуковой пайки контактов, распределение и деформацию теплоотводящего слоя (полиимидной сетки), скрытые внутренние трещины кристаллов. Рабочая частота 50–100 МГц позволяет уверенно выполнять акустическую визуализацию с разрешением 30–50 мкм на глубине двух кристаллических слоев (2×690 мкм). Отображение структуры на большей глубине затруднительно из-за сильного преломления в кремнии наклонных компонент зондирующего фокусированного пучка, а также из-за многочисленных элементов внутренней структуры, образующих тень на изображениях нижерасположенных слоев.

Зеленый Л.М., Арманд Н.А. «Владимир Александрович Котельников и исследования Солнечной системы» Успехи физических наук, 179, № 2, с. 208-216 (2009)

Кратко рассказывается об основных этапах деятельности в советских кеосмических исследованиях В.А. Котельникова, выдающегося ученого, инженера, политика и руководителя.

Зинин П.В., Пракапенка В., Вургесс К., Великовский Д.Ю. «Экспериментальное изучение генерации и распространения коротких наносекундных акустических импульсов при высоких давлениях в алмазных наковальнях методом лазерного ультразвука» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146314 (2014)

Рассматривается новый метод измерения скоростей продольных и поперечных волн в непрозрачном слое железа в ячейке алмазной наковальни DAC (diamond anvil cell) при высоких давлениях методом лазерного ультразвука LU (laser ultrasonics) в конфигурации «точечный источник - точечный приемник». Главное преимущество метода в конфигурации «точечный источник–точечный излучатель» для непрозрачных аморфных твердых тел и расплавов в том, что не требуется никаких дополнительных данных для измерения упругих свойств твердых тел под давлением (например, сведений о толщине образца под высоким давлением). Представлены результаты по изучению спектральных особенностей генерации и приема сдвиговых и продольные волн в железе под высоким давлением в LU-DAC установке.

Дегтярев В.В., Остапенко В.В., Ковыркина О.А., Золотых А.В. «Сравнение теории и эксперимента при моделировании разрушения плотины в прямоугольном канале, имеющем скачок площади сечения» Прикладная механика и техническая физика, 55, № 6, с. 107-113 (2014)

Приведены результаты сравнения теории и лабораторного эксперимента при моделировании волновых течений, возникающих в результате разрушения плотины на скачке площади сечения в прямоугольном канале, ширина которого в верхнем бьефе больше, чем в нижнем. На основе первого приближения пространственно одномерной теории мелкой воды получены точные автомодельные решения, содержащие эвристический параметр, зависящий от величины полной энергии потока, теряемой на скачке площади сечения. Показано, что теоретические решения достаточно хорошо согласуются с результатами лабораторных экспериментов по возможным типам волн, скорости их распространения и асимптотическим значениям глубины за их фронтами.

Кудрявцев Е.М., Зотов С.Д., Лебедев А.А., Ляховицкий М.М., Покрасин М.А., Рощупкин В.В. «О влиянии предварительного импульсно-лазерного облучения на акустическую эмиссию никеля при высокотемпературном отжиге» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 102-104 (2014)

Выполненные эксперименты показывают, что сделанное предположение о возможности повышения эффективности высокотемпературного отжига образцов за счёт вспомогательного лазерного облучения, – имеет все основания быть справедливым. Для окончательного прояснения проблемы необходимы дополнительные исследования.

Зубарев Н.М., Кочурин Е.А. «Взаимодействие сильно нелинейных волн на свободной поверхности непроводящей жидкости в горизонтальном электрическом поле» Письма в ЖЭТФ, 99, № 9-10, с. 729-734 (2014)

Рассмотрена нелинейная динамика свободной поверхности идеальной диэлектрической жидкости со значительной проницаемостью в сильном горизонтальном электрическом поле. Продемонстрировано, что взаимодействие встречных уединенных волн произвольной геометрии является упругим: они сохраняют свою энергию и импульс. С использованием конформных переменных осуществлено численное моделирование взаимодействия волн. Показано, что в результате взаимодействия волны деформируются, причем для волн относительно малой амплитуды этот эффект является слабым: для встречных волн одинаковой формы деформация определяется четвертой степенью их амплитуды. При многократном столкновении сильно нелинейных волн наблюдается тенденция к формированию особенностей – точек со значительной плотностью энергии поля.

Горкунов Э.С., Вавилов В.П., Зусман Г.В., Кольцов В.Н., Кузелев Н.Р., Матвеев В.И., Туробов Б.В. «Одиннадцатая Европейская конференция по неразрушающему контролю. ECNDT 2014» Контроль. Диагностика, № 12, с. 9-15 (2014)

Представлена краткая информация об 11-й Европейской конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике (НК и ТД), которая прошла с 6 по 10 октября 2014 г. в Праге (Чехия) одновременно с выставкой приборов и средств НК и ТД. Подведены итоги деятельности Европейской федерации по неразрушающему контролю за прошедшие с времени предыдущей Европейской конференции в Москве четыре года. Показаны результаты развития различных методов неразрушающего контроля и технической диагностики: рентгеновского, магнитного, ультразвукового, вихретокового, оптического, теплового, радиоволнового и др. Дано краткое изложение докладов руководителей федерации, Чешского общества по неразрушающему контролю, основных специалистов по методам, приведены отчеты о работе секций.

Зусман Г.В. «Технология вибрационного мониторинга подшипников качения и коробок передач» Контроль. Диагностика, № 12, с. 34-38 (2014)

Представлен новый метод, позволяющий измерять высокочастотную вибрацию датчиками со щупом в любой точке объекта и без подготовки поверхности. Традиционно считается, что измерение вибрации контактом через щуп датчика и вибрирующей поверхности объекта ограничено сверху по частоте на уровне 1 кГц. Такое положение зафиксировано в международных и российских стандартах. Компенсацией линейной зависимости чувствительности частотной характеристики с помощью электроники и конструкции датчика удалось получить стабильную и ровную частотную характеристику, что позволяет надежно измерять вибрацию в рабочем диапазоне на любых металлических поверхностях без их специальной подготовки. Зарезонансная передаточная характеристика точечного контакта металл–металл линейна в логарифмических координатах амплитуда – частота вибрации и прямо пропорциональна до определенных уровней силе прижатия в контакте. Эти свойства позволили создать метод и сконструировать приборы для широкополосного измерения вибрации датчиками со щупом без подготовки поверхности.

Доброленский Ю.С., Волошинов В.Б., Зюрюкин Ю.А. «Влияние невзаимного эффекта на работу коллинеарного акустооптического фильтра» Квантовая электроника, 38, № 1, с. 46-50 (2008)

На примере коллинеарного акустооптического взаимодействия в двулучепреломляющем кристалле проведены теоретические и экспериментальные исследования невзаимного эффекта. Показано, что на частотах ультразвука ∼1 ГГц и выше этот эффект существенно сказывается на параметрах современных акустооптических приборов, в частности перестраиваемых акустооптических фильтров. Получены оценки невзаимного эффекта для различных акустооптических материалов.

Артемьев Э.А., Зязин Г.А. «Волноводный акустоимпедансный преобразователь уровня жидких сред» Вестник Астраханского государственного технического университета, № 1, с. 61-67 (2005)

Рассматривается работа волноводного акустоимпедансного преобразователя (ВАП) уровня жидких сред, который обладает высокой надежностью, имеет линейную шкалу (выходным сигналом является интервал времени, пропорциональный уровню) и расширенный интервал преобразования уровня. Повышение надежности и расширение диапазона преобразования ВАП при измерении уровня невязких жидкостей достигается за счет возбуждения и считывания в акустическом волноводе продольных ультразвуковых волн нулевого порядка двумя разнесенными магнитострикционными электроакустическими преобразователями и за счет применения при обработке сигналов считывания экспоненциального развертывающего преобразования «амплитуда–временной интервал», вследствие чего ВАП имеет линейную шкалу.