Халецкий Ю.Д., Почкин Я.С. «Снижение шума вентилятора авиадвигателя путем наклона лопаток спрямляющего аппарата» Акустический журнал, 61, № 1, с. 106-113 (2015)

Приведены результаты экспериментального исследования акустических характеристик вентилятора авиадвигателя, в конструкции которого лопатки спрямляющего аппарата наклонены в окружном направлении. Получено, что конфигурация спрямляющего аппарата с наклоном лопаток по вращению рабочего колеса приводит к снижению шума вентилятора относительно конфигурации с прямыми лопатками спрямляющего аппарата, а конфигурация спрямляющего аппарата с наклоном лопаток против вращения рабочего колеса – к его повышению.

Миронов А.И., Халявкин А.А. «Экспериментальная установка для исследования поперечных колебаний многоопорных стержней с нестационарными и стационарными связями» Вестник Астраханского государственного технического университета, № 2, с. 22-24 (2007)

Приведены принципиальная схема и описание экспериментальной установки универсального характера, которая позволяет исследовать поперечные колебания стержня как на «точечных», так и протяженных опорах, а при установке дополнительной измерительной аппаратуры – и продольно-поперечные колебания. Колебания возбуждаются периодически изменяющейся продольной силой, моделирующей возникающий на гребном винте судов упор, переменный во времени. Первые две опоры заменяемые, что позволяет экспериментально изучать влияние разных факторов на процесс колебания стержня: отрыв стержня от опоры, износ подшипника в процессе вращения вала, механические характеристики материала вкладышей подшипника и др.

Шакин О.В., Хансуваров Р.А., Колосков М.И. «Методы инженерного расчета схемы электрического согласования акустооптического модулятора» Информационно-управляющие системы, № 5, с. 9-12 (2013)

Представлена методика расчетов параметров элементов акустооптического модулятора. С ее помощью рассчитаны электрооптическая частотная характеристика акустооптического модулятора, параметры электрической эквивалентной схемы пьезопреобразователя по методу Фано, определены геометрические размеры электрода пьезопреобразователя. Приведены расчеты амплитудно-частотной характеристики согласующей цепи, частотной характеристики изотропного акустооптического взаимодействия и затухания акустической волны в светозвукопроводе. Эти величины используются в расчете электрооптической частотной характеристики акустооптического модулятора. При его разработке параметры указанной характеристики являются одним из основных требований.

Казанский Н.Л., Серафимович П.Г., Харитонов С.И. «Итеративный алгоритм расчета скорости и затухания трубных волн по данным акустического каротажа» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 3, № 1, с. 99-103 (2001)

Предложен новый итеративный алгоритм расчета скорости и затухания трубной акустической волны, измеренной малым количеством приемников. Особенностью алгоритма является то, что оптимизация оцениваемых параметров производится и во временной, и в частотной плоскостях. Это, с одной стороны, обеспечивает высокую устойчивость алгоритма к шумам, а с другой стороны позволяет выполнять дисперсионный анализ волновых мод, например, волны Стоунли. Приведено сравнение нового алгоритма с гомоморфным алгоритмом.

Харламов А.С. «Деформации поперечных сечений балки при ее конечном чистом изгибе» Известия Тульского государственного университета. Естественные науки, № 3, с. 138-147 (2014)

Рассмотрены деформации поперечных сечений свободной балки в процессе ее конечного чистого изгиба. В рамках теории упругости получены поля перемещений точек балки в случае конечных поворотов срединной линии, а также была проведена линеаризация для сравнения полученного решения с уже известными результатами.

Панасенко Н.Н., Хахов А.А. «Исследование колебаний автомобильных кранов в транспортном состоянии» Вестник Астраханского государственного технического университета, № 1, с. 211-212 (2006)

Показаны основные принципы построения математических моделей автомобильных стреловых самоходных кранов в транспортном состоянии. Описан алгоритм динамического анализа автомобильных стреловых самоходных кранов с телескопическими стрелами методом конечных элементов. Представлены матричные дифференциальные уравнения вынужденных колебаний конструкций кранов. Приведен пример построения расчетно-динамической модели автомобильного крана КС-35715. Рассмотрен один из способов описания возмущающего воздействия дороги. Представлены вероятностные характеристики дорожной поверхности и статистические характеристики профиля в продольном сечении дорожного полотна. Описан способ приложения возмущающего кинематического воздействия опорной поверхности дороги к конечноэлементной модели автомобильного крана.

Хахов А.А. «Методы исследования колебаний автомобильных кранов в транспортном состоянии» Вестник Астраханского государственного технического университета, № 2, с. 17-21 (2007)

Показаны основные принципы построения математических моделей автомобильных стреловых самоходных кранов в транспортном состоянии. Описан алгоритм динамического анализа автомобильных стреловых самоходных кранов с телескопическими стрелами методом конечных элементов. Представлены матричные дифференциальные уравнения вынужденных колебаний конструкций кранов. Приведен пример построения расчетно-динамической модели автомобильного крана КС-35715. Рассмотрен один из способов описания возмущающего воздействия дороги. Описан способ приложения возмущающего кинематического воздействия опорной поверхности дороги к конечно-элементной модели автомобильного крана. Рассмотрен метод акселерометрирования расчетных узлов металлоконструкций автомобильных кранов. Описан принцип работы интегрального акселерометра и экспериментальной установки, предназначенной для определения линейных ускорений исследуемых узлов металлоконструкций автомобильных кранов.

Руденко О.В., Хедберг К.М. «Дифракция интенсивного поля в фокальной области как динамика нелинейной системы с низкочастотной дисперсией» Акустический журнал, 61, № 1, с. 30-39 (2015)

Описаны стационарные формы профиля нелинейной акустической волны, распространяющейся в пределах фокальной области. Использованы модели, следующие из уравнения Хохлова–Заболотской с тремя независимыми переменными: 1 – упрощенное одномерное уравнение Островского–Вахненко, 2 – система уравнений для параксиального разложения акустического поля в ряд по поперечной координате и 3 – уравнение Хохлова–Заболотской, редуцированное к двум независимым переменным. Структура последнего аналогична уравнению Вестервельта. Показана возможность его линеаризации с помощью преобразования Лежандра и сведения к хорошо изученному уравнению Эйлера–Трикоми. Стационарные профили при больших интенсивностях сфокусированных акустических волн оказываются периодическими последовательностями дугообразных участков с особенностями производной в точках их сшивания, существование которых подчеркнуто Маковым. Такие профили возникают во многих нелинейных системах с низкочастотной дисперсией. Профили с разрывами (ударными фронтами) изменяют свою форму при прохождении через фокальную область и не являются стационарными. Оценка максимальных давлений и интенсивностей в фокусе согласуется с полученными ранее данными компьютерных расчетов и экспериментальных измерений.

Хилько А.И., Смирнов И.П., Машошин А.И., Шафранюк А.В., Хилько А.А. «Структура бистатической силы цели в океанических волноводах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика океана", с. 33-37 (2014). 146 с.

Предложены методы расчета бистатической силы цели (БСЦ) в океанических волноводах в высокочастотном и низкочастотном приближении. Показано, что в волноводе БСЦ является функцией не только частоты и вектора углов радения и рассеяния звука, но и взаимного расположения источника, тела и приемной точки. Обсуждается ключевая роль БСЦ при проектировании и оценке эффективности мультистатических систем подводного наблюдения.

Раевский М.А., Хилько А.И. «О горизонтальной анизотропии динамических шумов в океанических волноводах» Акустический журнал, 60, № 6, с. 633-637 (2014)

Проведено теоретическое исследование горизонтальной анизотропии динамических шумов океана. Предполагается, что анизотропное распределение поля океанических шумов возникает вследствие эффекта его рассеяния на ветровом волнении. Рассмотрена степень анизотропии шумов в зависимости от вида углового спектра ветровых волн.

Раевский М.А., Хилько А.И. «Трехмерно-анизотропная модель низкочастотных океанических шумов» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика океана", с. 22-27 (2014). 146 с.

Рассматривается теоретическая модель динамических шумов в плоскослоистых волноводах. С использованием модового представления поля дипольных ветровых источников, анализируются эффекты, как генерации шуми, так и дальнейшего его рассеяния развитом ветровом волнении. Исследуется вертикальная анизотропия (модовый состав) шумового поля, а также его горизонтальная анизотропия, обусловленная анизотропным характером эффектов рассеяния акустических мод на ветровом волнении с различными аппроксимациями его углового спектра. Приводятся результаты численного моделирования для типичных условий мелкого моря.

Хилько А.И., Смирнов И.П., Коваленко В.В., Мареев Е.А., Малеханов А.И., Лучинин А.Г. «Адаптированное к изменчивости среды мультистатическое ГА [гидроакустическое] наблюдение в океане» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика океана", с. 28-32 (2014). 146 с.

Анализируются физические основы сетецентрического многопозиционного гидроакустического наблюдения с использованием зондирующих сигналов и пространственно-частотных фильтров приемных систем, адаптированных к параметрам нестационарных и пространственно-неоднородных волноводов. Рассмотрены методы адаптивного управления мультистатической системой наблюдения в ВЧ и НЧ диапазонах, удовлетворяющие требованиям экологической безопасности и эффективности.

Хилько А.И., Смирнов И.П., Машошин А.И., Шафранюк А.В., Хилько А.А. «Структура бистатической силы цели в океанических волноводах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика океана", с. 33-37 (2014). 146 с.

Предложены методы расчета бистатической силы цели (БСЦ) в океанических волноводах в высокочастотном и низкочастотном приближении. Показано, что в волноводе БСЦ является функцией не только частоты и вектора углов радения и рассеяния звука, но и взаимного расположения источника, тела и приемной точки. Обсуждается ключевая роль БСЦ при проектировании и оценке эффективности мультистатических систем подводного наблюдения.

Ганигин С.Ю., Ибатуллин И.Д., Калашников В.В., Керов А.В., Кобякина О.А., Мурзин А.Ю., Ненашев М.В., Письменный П.В., Хлыстова И.Е., Чеботаев А.А. «Использование акустических колебаний для качественного и количественного анализа ударно-волновых процессов, порождаемых детонацией взрывчатых веществ, газовых смесей и аэрозолей» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 13, № 1-2, с. 355-360 (2011)

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния свойств взрывчатых материалов на параметры акустических колебаний, обсуждаются вопросы оценки фугасности взрывчатых веществ по параметрам ударных волн, и определения качества газовых детонирующих смесей, используемых в процессе детонационного напыления.

Хмелёв В.Н., Шалунов А.В., Голых Р.Н., Шалунова А.В. «Выявление оптимальных режимов и условий ультразвукового воздействия для распыления вязких жидкостей» Техническая акустика, 11, № 1, http://www.ejta.org/ru/khmelev9 (2011)

Исследуется процесс кавитационного низкочастотного (до 130 кГц) ультразвукового распыления вязких жидкостей в слое с подведением акустической энергии в рабочей зоне через жидкость. Для выявления оптимальных режимов (частота и амплитуда колебаний) и условий (толщина слоя распыляемой жидкости) ультразвукового воздействия в зависимости от физических свойств распыляемой жидкости (вязкость, поверхностное натяжение и т.д.) предложена и разработана модель, описывающая поэтапное преобразование энергии механических колебаний ультразвуковой частоты в энергию капиллярных волн, обеспечивающих образование капель. Полученные результаты могут быть положены в основу проектирования специализированных ультразвуковых распылителей жидкостей повышенной вязкости.

Цыганов М.А., Бикташев В.Н., Бриндли Дж., Холден А.В., Иваницкий Г.Р. «Волны в кросс-диффузионных системах – особый класс нелинейных волн» Успехи физических наук, 177, № 3, с. 275-300 (2007)

Представлен обзор работ по исследованию возбудимых пространственно распределенных систем с кросс-диффузией компонентов. Особое внимание уделено характерным для этих систем новым волновым явлениям, таким как квазисолитонное и полусолитонное взаимодействие волн возбуждения помимо стандартного несолитонного взаимодействия, сопровождающегося взаимной аннигиляцией волн. Показана связь различных режимов взаимодействия с вариациями формы профиля волн. Примером кросс-диффузионных систем являются популяционные системы с таксисом. На основании исследований математических моделей и экспериментов с бактериальными популяциями волны в возбудимых кросс-диффузионных системах можно выделить в особый класс нелинейных волн.

Хусравбеков Л., Холов А., Чарная Е.В. «Акустические исследования кристаллов двойного молибдата и вольфрамата натрия висмута при высоких температурах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 74-79 (2014)

Кристаллы двойных молибдатов и вольфраматов NaBi(MoO₄)₂ и NaBi(WO₄)₂ являются перспективными материалами для применения в акустооптике и в твердотельных лазерах. В работе представлены результаты исследований акустических свойств этих кристаллов в области температур выше комнатной до 350 К. Исследования проводились фазово-импульсным методом в режиме медленного нагрева и охлаждения на частотах от 3 до 7 МГц. Измерялись температурные зависимости относительной скорости и затухания продольных и поперечных ультразвуковых волн, распространяющихся вдоль различных кристаллографических направлений. Исследуемые кристаллы выращивались методом Чохральского из расплавов, предварительно синтезированных из оксидных компонентов. Обнаружены изменения скорости и затухания ультразвука, свидетельствующие о существовании ранее неизвестных фазовых переходов. Отсутствие заметного температурного гистерезиса акустических свойств при повышении и понижении температуры позволяет утверждать, что наблюдаемые фазовые переходы являются либо переходами 2 рода, либо переходами 1 рода, близкими ко второму. Для кристаллов NaBi(MoO₄)₂ и NaBi(WO₄)₂ фазовый переход наблюдался вблизи 309 и 319 К, соответственно. Предполагается, что фазовые переходы связаны с упорядочением ионов Na⁺ и Bi³⁺ по катионным узлам. Обнаруженные аномалии упругих свойств и затухания звука допускают интерпретацию на основе феноменологической теории Ландау. Различный характер акустических аномалий при фазовых переходах в зависимости от направления распространения и поляризации ультразвуковых волн показывает различный тип связи парамеров порядка, ответственных за фазовые переходы, с деформациями в волне (линейно-линейный и квадратично-линейный). Дополнительные исследования выявили сильную зависимость величины акустических аномалий в области фазовых переходов от тепловой предыстории кристаллов, что свидетельствует о влиянии тепловой обработки кристаллов на порядок замещения в катионной подрешетке и, соответственно, на пространственную симметрию кристаллической структуры. Обсуждается влияние условий роста кристаллов на характер упорядочения замещения.

Холодовский В.Е., Мачихина И.О. «Принцип длинных волн и фононные спектры кубических кристаллических решёток» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, № 22, с. 97-104 (2009)

Получена и решена система уравнений, описывающая колебания моноатомных ОЦК и ГЦК решеток при силовом взаимодействии, имеющем ван-дер-ваальсовскую природу. Показано, что данная система позволяет реализовать принцип длинных волн, согласно которому уравнения колебаний кристаллической решетки должны сводиться к уравнениям распространения волн упругих деформаций в кристалле как в сплошной среде. Сравнение полученных и классических уравнений позволило выразить силовые константы динамической модели через упругие константы рассматриваемого вещества и произвести расчеты фононных спектров некоторых кристаллов с ОЦК и ГЦК решеткой.

Хорев А.А. «Контроль защищённости речевой информации от её утечки по техническим каналам» Специальная техника, № 4, http://www.ess.ru/sites/default/files/files/annotations/2014-4.pdf (2014)

Рассмотрены вопросы, связанные с контролем защищенности речевой (акустической) информации от ее утечки по техническим каналам. Проведен анализ средств, используемых при проведении акустических и вибрационных измерении. Приведены методики контроля защищенности речевой информации от ее утечки по прямому акустическому, акустовибрационному и акустооптическому каналам.

Хорев А.А. «Контроль защищённости вспомогательных технических средств и систем от утечки по акустоэлектрическим каналам» Специальная техника, № 6, http://www.ess.ru/sites/default/files/files/annotations/2014-6.pdf (2014)

Рассмотрены вопросы, связанные с контролем защищенности вспомогательных технических средств и систем (ВТСС) от утечки речевой информации по акусто-электрическим каналам. Проведен анализ средств, используемых для контроля подверженности ВТСС акустоэлектрическим преобразованиям. Приведены методики контроля защищенности ВТСС от утечки речевой информации по акустоэлектрическим каналам.

Хорев А.А. «Классификация электронных устройств перехвата информации» Специальная техника и связь, № 1, с. 46-49 (2009)

Систематизированы показатели классификации и классификационные признаки для основных видов закладных устройств. Предложенная классификация позволяет обосновывать требования, предъявляемые к методам и средствам поиска закладных устройств. Приведена классификация электронных устройств перехвата акустической речевой информации (акустических закладок)

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.

Фесина М.И., Рогожкин В.Е., Горбунов С.В., Хорт Ю.В. «Анализ тенденций применения передних подрамников в конструкции легковых автомобилей для улучшения показателей их виброакустического комфорта» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 3, № S, с. 21-25 (2007)

Приведен сравнительный анализ виброакустических характеристик конструкций подвесок силовых агрегатов с применением переднего подрамника автомобилей различных моделей, различных классов, различных производителей, различных периодов изготовления автомобиля. Такой анализ позволяет не только выявлять и обобщать эффективные и неэффективные конструктивные решения с точки зрения виброакустики, но и проследить тенденции развития конструкций и технологий производства и, при необходимости, учесть их в собственных разработках перспективных моделей автомобилей.

Росницкий П.Б., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Определение параметров ультразвукового излучателя для обеспечения определенной амплитуды ударного фронта в фокусе» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 53-60 (2014)

Во многих современных медицинских приложениях мощного сфокусированого ультразвука используется нелинейный акустический эффект образования ударных фронтов (или разрывов) в профиле волны в фокусе. Например, этот эффект используется при механическом разрушении опухолей высокоамплитудными ударными импульсами – гистотрипсии. Амплитуда ударного фронта при этом зависит от рабочей частоты и геометрии излучателя; а ее оптимальная величина для различных приложений будет различной. Таким образом, стоит задача определения параметров излучателя, позволяющих получить определенное значение амплитуды фронта в фокусе, необходимое для конкретного приложения. Основное предположение развитого в данной работе подхода состоит в том, что главным параметром излучателя, определяющим амплитуду разрыва, является его угловая апертура. Проверка этого предположения и определение характерных параметров ударно-волнового профиля в зависимости от параметров фокусированного излучателя были проведены на основе многопараметрических численных расчетов полей, создаваемых такими излучателями. Моделирование проводилось на основе уравнения Хохлова–Заболотской. Предложен метод выделения профиля с полностью развитым разрывом, создаваемым излучателем с заданными параметрами. Развит подход для определения амплитуды разрыва между временными точками профиля, соответствующими задаваемому уровню временной производной от волнового профиля относительно его максимума. При этом величина уровня определяется путем сравнения мощности тепловых источников в фокусе, рассчитанной численно и аналитически с использованием значения амплитуды разрыва. На основе полученных данных проведён расчет характерных значений амплитуды разрыва для излучателей, работающих на частоте 1 МГц в диапазоне угловых апертур от 0.8 до 2. Показано, что для создания разрывов амплитудой порядка 80 МПа, необходимых для гистотрипсии, оптимальными являются излучатели с угловой апертурой, близкой к единице.

Росницкий П.Б., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Определение параметров ультразвукового излучателя для обеспечения определенной амплитуды ударного фронта в фокусе» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145314 (2014)

Во многих современных медицинских приложениях мощного сфокусированого ультразвука используется нелинейный акустический эффект образования ударных фронтов (или разрывов) в профиле волны в фокусе. Например, этот эффект используется при механическом разрушении опухолей высокоамплитудными ударными импульсами – гистотрипсии. Амплитуда ударного фронта при этом зависит от рабочей частоты и геометрии излучателя; а ее оптимальная величина для различных приложений будет различной. Таким образом, стоит задача определения параметров излучателя, позволяющих получить определенное значение амплитуды фронта в фокусе, необходимое для конкретного приложения. Основное предположение развитого в данной работе подхода состоит в том, что главным параметром излучателя, определяющим амплитуду разрыва, является его угловая апертура. Проверка этого предположения и определение характерных параметров ударно-волнового профиля в зависимости от параметров фокусированного излучателя были проведены на основе многопараметрических численных расчетов полей, создаваемых такими излучателями. Моделирование проводилось на основе уравнения Хохлова–Заболотской. Предложен метод выделения профиля с полностью развитым разрывом, создаваемым излучателем с заданными параметрами. Развит подход для определения амплитуды разрыва между временными точками профиля, соответствующими задаваемому уровню временной производной от волнового профиля относительно его максимума. При этом величина уровня определяется путем сравнения мощности тепловых источников в фокусе, рассчитанной численно и аналитически с использованием значения амплитуды разрыва. На основе полученных данных проведён расчет характерных значений амплитуды разрыва для излучателей, работающих на частоте 1 МГц в диапазоне угловых апертур от 0.8 до 2. Показано, что для создания разрывов амплитудой порядка 80 МПа, необходимых для гистотрипсии, оптимальными являются излучатели с угловой апертурой, близкой к единице.

Филоненко Е.А., Хохлова В.А. «Моделирование тепловых процессов в биологических тканях при воздействии сфокусированным ультразвуком» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 29-31 (1999)

Руденко О.В., Хохлова В.А. «О расчете статистических характеристик дифрагирующего акустического шума большой интенсивности» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 31-35 (1986)

Руденко О.В., Хохлова В.А. «О статистических характеристиках дифрагирующего акустического шума большой интенсивности» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 53-56 (1987)

Руденко О.В., Хохлова В.А. «Кинетическое уравнение одномерной акустической турбулентности» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 4, с. 64-69 (1989)

Кащеева С.С., Хохлова В.А. «Нелинейная эволюция импульса с ударным фронтом в среде со степенным частотным законом поглощения» Известия РАН. Серия физическая, 62, № 12, с. 2375-2378 (1998)

Карзова М.М., Юлдашев П.В., Хохлова В.А., Оливье С., Блан-Бенон Ф. «Использование интерферометра Маха–Цендера для экспериментального исследования образования "ножки" Маха при отражении ударноволновых импульсов от жесткой поверхности» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 26-30 (2014)

Образование пространственной структуры типа «ножки» Маха – хорошо известное явление, возникающее при взаимодействии двух ударных фронтов и наблюдаемое обычно при отражении сильных ударных волн (акустические числа Маха M_а > 0.4) от жесткой поверхности. Возможность наблюдения и описания данного явления в рамках нелинейной акустики, когда акустические числа Маха составляют всего лишь 10^–3–10^–2, до недавнего времени оставалась неясной. Целью данной работы являлось экспериментальное исследование отражения нелинейной N-волны, создаваемой искровым источником в воздухе, от плоской жесткой поверхности. Профиль давления N-волны восстанавливался по оптическим измерениям, выполненным с помощью интерферометра Маха–Цендера. В эксперименте наблюдалось нерегулярное отражение; исследована эволюция «ножки» Маха и измерена траектория тройной точки по мере распространения N-волны вдоль поверхности.

Гаврилов Л.Р., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Мощные двумерные терапевтические решётки с плотной "упаковкой" элементов» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 54-61 (2014)

В последние годы активно ведутся разработки мощных двумерных терапевтических решёток для применения в ультразвуковой хирургии. В нескольких зарубежных лабораториях изготовлены опытные образцы подобных устройств, проведены исследования на тканях ex vivo, показана возможность их клинического использования. Общим для этих фокусирующих систем является квазислучайное расположение элементов на поверхности решётки, что позволяет минимизировать уровень лепестков решётки и других вторичных максимумов интенсивности в излученном ею поле. Однако появление новых методов применения мощного ультразвука в медицине, основанных на использовании нелинейных полей и ударно-волновых режимов воздействия, требует существенного повышения мощности таких решёток. Предложено обоснование целесообразности создания нового поколения подобных решёток, основанных на применении плотно «упакованных» элементов решётки с сохранением рандомизации их расположения на поверхности. Приведены примеры возможных конструкций подобных решёток.

Юлдашев П.В., Максвелл А., Крайдер В., Сапожников О.А., Бэйли М., Крам Л., Хохлова В.А. «Моделирование и измерение поля мощного многоэлементного терапевтического излучателя в широком диапазоне интенсивностей вплоть до проявления эффекта насыщения в фокусе» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 67-70 (2014)

Во многих современных приложениях мощного фокусированного ультразвука (HIFU) в неинвазивной хирургии, например, при гистотрипсии, возникает необходимость генерации мощных ультразвуковых полей с амплитудой ударного фронта в фокусе до 120 МПа на значительной глубине в ткани. Для экспериментального исследования возможности создания таких полей и генерации механических разрушений в ткани был создан прототип системы, состоящий из усилителя и излучателя с рабочей частотой 1 МГц. Излучатель состоит из семи отдельных элементов круглой формы, расположенных на сферической чашке диаметром 14.7 см и радиусом кривизны (фокусным расстоянием) 14 см. Цель настоящей работы состояла в характеризации поля указанного излучателя в воде с помощью гидрофонных измерений и численного моделирования. Моделирование поля было выполнено на основе трехмерного уравнения Вестервельта с начальными условиями, полученными экспериментально методом акустической голографии. В эксперименте профили волны в фокусе были измерены оптоволоконным гидрофоном. Измерения проводились при различной амплитуде акустического давления на поверхности источника, вплоть до уровня, соответствующего 30% от максимально достижимой амплитуды. Было показано, что результаты измерений и расчетов хорошо согласуются между собой. Проведение измерений при амплитуде волны на источнике выше указанного уровня было невозможным из-за возникновения кавитации на поверхности гидрофона. Однако в расчетах такой проблемы не возникает, и поэтому профили в фокусе были получены вплоть до максимальной амплитуды волны на источнике в рабочем диапазоне мощностей усилителя. Было показано, что при больших амплитудах проявляются эффекты нелинейного насыщения поля в фокусе. Найдены максимально достижимые значения для пиковых давлений и амплитуды ударного фронта. Таким образом, в работе было показано, что численное моделирование на основе трехмерного уравнения Вестервельта является важным инструментом для прогнозирования характеристик ультразвуковых полей, создаваемых мощными терапевтическими HIFU излучателями.

Славнов А.А., Хохлова В.А. «Численное моделирование нелинейных волн с особенностями типа «разрыв» и «разрыв производной»» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 28-31 (2000)

Андреев В.Г., Руденко О.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Подавление нелинейного затухания звуковой волны в среде, содержащей резонансный поглотитель с конечной шириной линии» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 3, с. 58-62 (1985)

Хохлова В.А., Сапожников О.А., Кащеева С.С., Лоттон П., Гусев В.Э., Джоб С., Брюно М. «Эффекты нелинейного насыщения при распространении акустических волн в среде с частотно-зависимым усилением» Известия РАН. Серия физическая, 64, № 12, с. 2334-2337 (2000)

Хохлова В.А., Филоненко Е.А. «Тепловые явления при фокусировке мощного ультразвукового пучка в двухслойной среде типа вода-биологическая ткань» Известия РАН. Серия физическая, 64, № 12, с. 2338-2343 (2000)

Руденко О.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Нелинейная акустика в медицине» Медицинская физика, № 11, с. 31-32 (2001)

Руденко О.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Нелинейная акустика в медицине» Медицинская физика, № 1, с. 31-32 (2011)

Ильин С.А., Гаврилов Л.Р., Хохлова В.А. «Особенности применения ультразвуковых фазированных решеток с различным количеством элементов при облучении тканей в присутствии ребер» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 19-24 (2014)

Во многих современных медицинских приложениях мощного фокусированного ультразвука необходимо принимать во внимание потери энергии на естественных преградах в виде ребер. В связи с этим в данной работе было проведено исследование целесообразности применения фазированных решеток с увеличенным количеством элементов для уменьшения перегрева костей при фокусировке через грудную клетку. Проанализировано влияние количества элементов решетки на величину потерь мощности фокусированного пучка на ребрах и уровень интенсивности в области фокуса за ребрами при использовании геометрического подхода к отключению элементов решетки, находящихся в тени ребер.

Хохлова В.А., Wang Y.-N., Буравков С.В., Maxwell A.D., Khokhlova T.D., Lin D.W., Сапожников О.А., Bailey M.R., Schade G.R. «Гистологичесий анализ механических разрушений в ex-vivo почках человека и свиньи под действием высокоинтенсивного фокусированного ультразвука» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 38-45 (2014)

Большинство современных клинических приложений высокоинтенсивного фокусированного ультразвука в неинвазивной хирургии (HIFU) основано на быстром нагревании среды за счет поглощения энергии ультразвуковой волны, ведущем к тепловой денатурации ткани в области фокуса. Недавно, учеными университета штата Вашингтон и МГУ был разработан новый метод, позволяющий механически разрушать ткани при импульсно-периодическом воздействии сфокусированными волнами с высокоамплитудными ударными фронтами. Используются импульсы миллисекундной длительности, вызывающие сверхбыстрый нагрев ткани в фокусе и ее взрывное вскипание в течение каждого из импульсов. Взаимодействие ударных фронтов с образующейся паро-газовой полостью миллиметрового размера приводит к механической дезинтеграции ткани на субклеточные фрагменты. Работоспособность метода уже была показана на еx-vivo тканях говяжьей печени и сердца, а также свиной почке in-vivo. В работе механические разрушения были получены в еx-vivo тканях человеческой и свиной почки. Приводится описание проведенных экспериментов, обсуждаются результаты сравнительного анализа и гистологических исследований полученных разрушений.

Ильин С.А., Гаврилов Л.Р., Хохлова В.А. «Особенности применения ультразвуковых фазированных решеток с различным количеством элементов при облучении тканей в присутствии ребер» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145342 (2014)

Во многих современных медицинских приложениях мощного фокусированного ультразвука необходимо принимать во внимание потери энергии на естественных преградах в виде ребер. В связи с этим в данной работе было проведено исследование целесообразности применения фазированных решеток с увеличенным количеством элементов для уменьшения перегрева костей при фокусировке через грудную клетку. Проанализировано влияние количества элементов решетки на величину потерь мощности фокусированного пучка на ребрах и уровень интенсивности в области фокуса за ребрами при использовании геометрического подхода к отключению элементов решетки, находящихся в тени ребер.

Хохлова В.А., Ванг Я.Н., Буравков С.В., Максвелл А.Д., Хохлова Т.Д., Лиин Д.В., Сапожников О.А., Бэли М.Р., Шейд Дж.Р. «Гистологический анализ механических разрушений в ex-vivo почках человека и свиньи под действием высокоинтенсивного фокусированного ультразвука» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145343 (2014)

Большинство современных клинических приложений высокоинтенсивного фокусированного ультразвука в неинвазивной хирургии (HIFU) основано на быстром нагревании среды за счет поглощения энергии ультразвуковой волны, ведущем к тепловой денатурации ткани в области фокуса. Недавно, учеными университета штата Вашингтон и МГУ был разработан новый метод, позволяющий механически разрушать ткани при импульсно-периодическом воздействии сфокусированными волнами с высокоамплитудными ударными фронтами. Используются импульсы миллисекундной длительности, вызывающие сверхбыстрый нагрев ткани в фокусе и ее взрывное вскипание в течение каждого из импульсов. Взаимодействие ударных фронтов с образующейся паро-газовой полостью миллиметрового размера приводит к механической дезинтеграции ткани на субклеточные фрагменты. Работоспособность метода уже была показана на еx-vivo тканях говяжьей печени и сердца, а также свиной почке in-vivo. В работе механические разрушения были получены в еx-vivo тканях человеческой и свиной почки. Приводится описание проведенных экспериментов, обсуждаются результаты сравнительного анализа и гистологических исследований полученных разрушений.

Ильин С.А., Юлдашев П.В., Хохлова В.А., Гаврилов Л.Р., Росницкий П.Б., Сапожников О.А. «Применение аналитического метода для оценки качества акустических полей при электронном перемещении фокуса многоэлементных терапевтических решеток» Акустический журнал, 61, № 1, с. 57-64 (2015)

Представлен аналитический подход для расчета и анализа качества трехмерных акустических полей многоэлементных фазированных решеток, использующихся в устройствах неинвазивной ультразвуковой хирургии. При вычислении поля решетки использовалось аналитическое решение для дальнего поля каждого из ее элементов. Указанный метод позволяет рассчитывать поля многоэлементных фазированных решеток намного быстрее, чем традиционный метод прямого численного интегрирования, при сохранении высокой точности результатов. На основе развитого подхода рассчитано излучение типичных фазированных решеток и проанализировано качество их динамической фокусировки. Рассмотрены возникающие при этом нежелательные эффекты, состоящие в уменьшении амплитуды в основном максимуме и появлении побочных решеточных максимумов. Проведено сравнение качества динамической фокусировки акустических полей двух практически интересных решеток с квазислучайным расположением элементов, состоящих из 256 и 1024 элементов, а также регулярной решетки из 256 элементов. Исследовано влияние размеров элементов решетки и их расположения на размеры областей, в которых возможно осуществление динамической фокусировки без возникновения сильных побочных максимумов и значительного уменьшения амплитуды давления в основном фокусе.

Юлдашев П.В., Максвелл А., Крайдер В., Сапожников О.А., Бэйли М., Крам Л., Хохлова В.А. «Моделирование и измерение поля мощного многоэлементного терапевтического излучателя в широком диапазоне интенсивностей вплоть до проявления эффекта насыщения в фокусе» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145346 (2014)

Во многих современных приложениях мощного фокусированного ультразвука (HIFU) в неинвазивной хирургии, например, при гистотрипсии, возникает необходимость генерации мощных ультразвуковых полей с амплитудой ударного фронта в фокусе до 120 МПа на значительной глубине в ткани. Для экспериментального исследования возможности создания таких полей и генерации механических разрушений в ткани был создан прототип системы, состоящий из усилителя и излучателя с рабочей частотой 1 МГц. Излучатель состоит из семи отдельных элементов круглой формы, расположенных на сферической чашке диаметром 14.7 см и радиусом кривизны (фокусным расстоянием) 14 см. Цель настоящей работы состояла в характеризации поля указанного излучателя в воде с помощью гидрофонных измерений и численного моделирования. Моделирование поля было выполнено на основе трехмерного уравнения Вестервельта с начальными условиями, полученными экспериментально методом акустической голографии. В эксперименте профили волны в фокусе были измерены оптоволоконным гидрофоном. Измерения проводились при различной амплитуде акустического давления на поверхности источника, вплоть до уровня, соответствующего 30% от максимально достижимой амплитуды. Было показано, что результаты измерений и расчетов хорошо согласуются между собой. Проведение измерений при амплитуде волны на источнике выше указанного уровня было невозможным из-за возникновения кавитации на поверхности гидрофона. Однако в расчетах такой проблемы не возникает, и поэтому профили в фокусе были получены вплоть до максимальной амплитуды волны на источнике в рабочем диапазоне мощностей усилителя. Было показано, что при больших амплитудах проявляются эффекты нелинейного насыщения поля в фокусе. Найдены максимально достижимые значения для пиковых давлений и амплитуды ударного фронта. Таким образом, в работе было показано, что численное моделирование на основе трехмерного уравнения Вестервельта является важным инструментом для прогнозирования характеристик ультразвуковых полей, создаваемых мощными терапевтическими HIFU излучателями.

Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Мощный фокусированный ультразвук и его применение для экстракорпорального разрушения тканей и гемостазиса» Медицинская физика, № 11, с. 32 (2001)

Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Мощный фокусированный ультразвук и его применение для экстракорпорального разрушения тканей и гемостазиса» Медицинская физика, № 1, с. 32 (2011)

Хохлова Т.Д., Пеливанов И.М., Сапожников О.А., Соломатин В.С., Карабутов А.А. «Оптико-акустическая диагностика теплового воздействия высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука на биологические ткани: оценка возможности её применения и модельные эксперименты» Квантовая электроника, 36, № 12, с. 1097-1102 (2006)

Исследована возможность применения оптико-акустического (ОА) метода в мониторинге высокоиптенсивной ультразвуковой терапии. Измерены оптические свойства образцов сырой и вареной печени, использовавшихся в качестве моделей неповрежденной и разрушенной ультразвуком тканей соответственно. Проведены эксперименты с образцами, состо.чвшими из нескольких чередующихся слоев сырой и вареной печени различной толщины. Образцы исследовались ОА методом: по временной форме ОА сигналов были определены положение и поперечный размер разрушенной области. Результаты измерений сравнивались с истинными размером и положением разрушенной области, определенными по последующим разрезам образца. Показано, что ОА метод дает принципиальную возможность диагностировать изменения в биотканях при их ультразвуковой терапии.

Пеливанов И.М., Белов С.А., Соломатин В.С., Хохлова Т.Д., Карабутов А.А. «Прямое измерение пространственного распределения интенсивности лазерного излучения в биологических средах in vitro оптико-акустическим методом» Квантовая электроника, 36, № 12, с. 1089-1096 (2006)

Рассмотрена задача оптико-акустической (ОА) диагностики светорассеяния и светопоглощения биологических сред. В качестве исследуемых объектов использовались молоко, говяжья печень, свиная печень и говяжья мышечная ткань. В экспериментах применялись схемы прямой и косвенной регистрации акустических сигналов. Для каждой биологической среды по временному профилю возбуждаемого ОА импульса измерено пространственное распределение интенсивности света и определены оптические характеристики (коэффициент поглощения и приведенный коэффициент рассеяния). Для возбуждения ОА сигналов использовалось излучение основной гармоники импульсного Nd:YAG-лазера (λ = 1064 нм), а также излучение перестраиваемого Ti:сапфирового лазера (λ = 779 нм). Показано, что предложенный метод может быть применен для получения априорной информации о биологической среде в задачах оптической и ОА томографии.

Хохлова В.А., Ванг Я.Н., Буравков С.В., Максвелл А.Д., Хохлова Т.Д., Лиин Д.В., Сапожников О.А., Бэли М.Р., Шейд Дж.Р. «Гистологический анализ механических разрушений в ex-vivo почках человека и свиньи под действием высокоинтенсивного фокусированного ультразвука» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145343 (2014)

Большинство современных клинических приложений высокоинтенсивного фокусированного ультразвука в неинвазивной хирургии (HIFU) основано на быстром нагревании среды за счет поглощения энергии ультразвуковой волны, ведущем к тепловой денатурации ткани в области фокуса. Недавно, учеными университета штата Вашингтон и МГУ был разработан новый метод, позволяющий механически разрушать ткани при импульсно-периодическом воздействии сфокусированными волнами с высокоамплитудными ударными фронтами. Используются импульсы миллисекундной длительности, вызывающие сверхбыстрый нагрев ткани в фокусе и ее взрывное вскипание в течение каждого из импульсов. Взаимодействие ударных фронтов с образующейся паро-газовой полостью миллиметрового размера приводит к механической дезинтеграции ткани на субклеточные фрагменты. Работоспособность метода уже была показана на еx-vivo тканях говяжьей печени и сердца, а также свиной почке in-vivo. В работе механические разрушения были получены в еx-vivo тканях человеческой и свиной почки. Приводится описание проведенных экспериментов, обсуждаются результаты сравнительного анализа и гистологических исследований полученных разрушений.

Миронов Д.В., Мазанко В.Ф., Прокопенко Г.И., Мордюк Б.Н., Герцрикен Д.С., Богданов С.Е., Храновская Е.Н., Миронова Т.В. «Диффузия в условиях одновременного действия постоянного магнитного поля, квазистатической и импульсной деформаций и ультразвуковых колебаний при комнатной и повышенных температурах» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 14, № 4-1, с. 74-85 (2012)

С помощью ряда методов физико-химического анализа исследованы диффузия различных элементов в медь, железо и его сплавы, их локализация в диффузионной зоне, изменение фазового состава, механические свойства и структурная перестройка при ультразвуковых воздействиях. Применялись три схемы обработки: знакопеременные деформации с ультразвуковой частотой при повышенных температурах, ультразвуковая ударная обработка, сочетающая ультразвуковые колебания с импульсным пластическим деформированием, и одновременное действие ультразвуковых колебаний, постоянного магнитного поля и квазистатической деформации, осуществляемая без нагрева. Определены подвижности и распределение атомов, особенности фазообразования, механизмы миграции при примененных обработках.

Верлань А.Ф., Худаяров Б.А., Файзибоев Э.Ф., Юлдашев З.У. «Компьютерное моделирование флаттера вязкоупругих ортотропных пластин в сверхзвуковом потоке газа» Вестник Национального технического университета Харьковский политехнический институт. Серия: Информатика и моделирование, № 62, с. 8-17 (2012)

Рассматривается нелинейный флаттер вязкоупругих ортотропных пластин в сверхзвуковом потоке газа. Уравнения движения получены на основе наиболее общей теории пластин Фёппля-Кармана в перемещениях, для которых справедливы гипотезы Кирхгоффа. Аэродинамическое давление учитывается согласно поршневой теории А.А. Ильюшина. При помощи метода Бубнова–Галеркина, основанного на многочленной аппроксимации перемещений, задача сведена к исследованию системы обыкновенных интегро-дифференциальных уравнений (ИДУ), где независимой переменной является время. Решение ИДУ находится численным методом, основанным на использовании квадратурных формул. Разработаны методика и алгоритм численного решения интегро-дифференциальных уравнений. Определены критические скорости флаттера ортотропных пластин в потоке газа.

Худзинский Л.Л. «О наведенной микросейсмичности в условиях Эльбрусского центра флюидно-магматической активности» Геофизические исследования, 15, № 4, с. 64-72 (2014)

Перечислены известные случаи наведенной сейсмичности, вызванной эндогенными и техногенными воздействиями большой мощности. На примере Эльбрусского центра флюидно-магматической активности рассмотрены различные варианты изменения уровня микросейсмического фона, связанные с техногенным воздействием существенно меньшей энергии. Наблюдения проводились в штольне Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН на расстоянии 1500 м от ее устья, где уровень внешних помех крайне низок. Велась непрерывная трехкомпонентная одноточечная регистрация микросейсмических колебаний в диапазоне частот 10–120 Гц с осреднением амплитуд в интервалах 5 с. В качестве источника техногенного воздействия рассматривались движущиеся по штольне вагонетки. Проанализированы различные варианты их влияния (по терминологии А.В. Николаева, инициирование и возбуждение) на интенсивность излучения крупных и мелких флюидно-магматических очагов в зависимости от их ориентации по отношению к штольне.

Хусаинов И.Г. «Воздействие акустическим полем на насыщенную жидкостью пористую среду» Современные проблемы науки и образования, № 6, http://www.science-education.ru/pdf/2014/6/4.pdf (2014)

В работе рассматривается пористая среда, насыщенная жидкостью. На границе среды действует источник гармонических волн давления. Под воздействием гармонических волн давления жидкость совершает колебательное движение относительно твердого скелета. За счет сил трения между жидкостью и скелетом энергия волны переходит в тепло и происходит нагрев пористой среды и жидкости. В описании исследуемого процесса используются: закон сохранения массы жидкости, уравнения движения и состояния жидкости. Решение системы уравнений волновой задачи ищется в виде бегущих волн. Мощность диссипируемой энергии акустического поля в единице объема пористой среды равна мощности объемной силы трения. Температурное поле в пористой среде описывается с помощью уравнения теплопроводности. Построены графики зависимости фазовой скорости и коэффициента затухания от круговой частоты. Построены графики зависимости температуры от координаты в пористой среде после воздействия акустическим полем при разных значениях частоты и параметров пористой среды.

Хусравбеков Л., Холов А., Чарная Е.В. «Акустические исследования кристаллов двойного молибдата и вольфрамата натрия висмута при высоких температурах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 74-79 (2014)

Кристаллы двойных молибдатов и вольфраматов NaBi(MoO₄)₂ и NaBi(WO₄)₂ являются перспективными материалами для применения в акустооптике и в твердотельных лазерах. В работе представлены результаты исследований акустических свойств этих кристаллов в области температур выше комнатной до 350 К. Исследования проводились фазово-импульсным методом в режиме медленного нагрева и охлаждения на частотах от 3 до 7 МГц. Измерялись температурные зависимости относительной скорости и затухания продольных и поперечных ультразвуковых волн, распространяющихся вдоль различных кристаллографических направлений. Исследуемые кристаллы выращивались методом Чохральского из расплавов, предварительно синтезированных из оксидных компонентов. Обнаружены изменения скорости и затухания ультразвука, свидетельствующие о существовании ранее неизвестных фазовых переходов. Отсутствие заметного температурного гистерезиса акустических свойств при повышении и понижении температуры позволяет утверждать, что наблюдаемые фазовые переходы являются либо переходами 2 рода, либо переходами 1 рода, близкими ко второму. Для кристаллов NaBi(MoO₄)₂ и NaBi(WO₄)₂ фазовый переход наблюдался вблизи 309 и 319 К, соответственно. Предполагается, что фазовые переходы связаны с упорядочением ионов Na⁺ и Bi³⁺ по катионным узлам. Обнаруженные аномалии упругих свойств и затухания звука допускают интерпретацию на основе феноменологической теории Ландау. Различный характер акустических аномалий при фазовых переходах в зависимости от направления распространения и поляризации ультразвуковых волн показывает различный тип связи парамеров порядка, ответственных за фазовые переходы, с деформациями в волне (линейно-линейный и квадратично-линейный). Дополнительные исследования выявили сильную зависимость величины акустических аномалий в области фазовых переходов от тепловой предыстории кристаллов, что свидетельствует о влиянии тепловой обработки кристаллов на порядок замещения в катионной подрешетке и, соответственно, на пространственную симметрию кристаллической структуры. Обсуждается влияние условий роста кристаллов на характер упорядочения замещения.