Вилков Е.А., Шавров В.Г., Шевяхов Н.С. «Параметрическое преобразование в ферромагнетике сдвиговой поверхностной волны движением удерживающей доменной границы» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 3, № 1, с. 162-167 (2001)

Рассмотрено параметрическое преобразование в кубическом ферромагнетике сдвиговой поверхностной волны равномерным движением 180° доменной границы.

Шагапов В.Ш., Сарапулова В.В. «Особенности преломления и отражения звука на границе пузырьковой жидкости» Акустический журнал, 61, № 1, с. 40-48 (2015)

Изучены особенности отражения и преломления при косом падении акустической волны на границу раздела между чистой и пузырьковой водой. На основе анализа полученных аналитических решений установлено, что в случае падения волны на границу раздела со стороны пузырьковой жидкости существует критический угол падения, зависящий от частоты и параметров дисперсной системы, при углах больше которого волна полностью отражается от границы.

Шагапов В.Ш., Сарапулова В.В. «Особенности преломления звука в атмосфере при тумане» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 50, № 6, с. 683-691 (2014)

Рассматривается отражение и преломление акустических волн на границе раздела между воздухом и туманом. Вычислены фазовая скорость и коэффициент затухания звука для тумана, а также коэффициенты отражения и преломления при нормальном и косом падении волны. Изучена зависимость угла преломления от частоты и угла падения акустической волны на границу раздела “воздух–туман”. На основе полученных аналитических выражений и анализа численных расчетов установлено, что в случае, когда волна падает со стороны тумана на границу раздела, существует критический угол падения, такой что при больших углах происходит полное внутреннее отражение. Показано, что полное внутреннее отражение не происходит, когда волна падает со стороны воздуха на границу раздела “воздух–туман”.

Шайдуров Г.Я., Кудинов Д.С., Романова Г.Н. «О параметрических эффектах взаимодействия электромагнитных и акустических волн в морской воде» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика океана", с. 17-21 (2014). 146 с.

Изучению взаимодействия физических полей разного происхождения в однородных и неоднородных средах с ионной проводимостью посвящено достаточно много работ. Представляет интерес изучение сейсмоэлектрических и акустоэлектрических явлений, т.е. процессов, возникающих при одновременном возбуждении в среде упругих и электромагнитных полей. Несмотря на то, что эти процессы анализируются уже почти 100 лет, до сих пор соответствующие технологии не вышли из стадии отдельных экспериментов, что можно объяснить недостаточным развитием их теоретико-экспериментальных основ. Видимо, первой работой на эту тему был патент Блау и Стэхема (W. Blau, L. Statham, USA, Pat. No 2054067, 1936), которые описали изменение силы тока, проходящего через среду при наличии постоянной разности потенциалов между двумя электродами, под действием упругих колебаний. Это явление названо J-эффектом, или эффектом первого рода. J-эффект обусловлен изменением электрического сопротивления среды под влиянием упругих колебаний. Рассматриваются явления взаимодействия электромагнитных и акустических волн в сплошной проводящей среде, и на границе раздела вода–воздух применительно к задачам радиосвязи с подводными морскими объектами.

Шайдуров Г.Я., Кудинов Д.С., Романова Г.Н. «Эффекты параметрического взаимодействия электромагнитных и акустических волн в морской воде» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146332 (2014)

Изучению взаимодействия физических полей разного происхождения в однородных и неоднородных средах с ионной проводимостью посвящено достаточно много работ. Представляет интерес изучение сейсмоэлектрических и акустоэлектрических явлений, т.е. процессов, возникающих при одновременном возбуждении в среде упругих и электромагнитных полей. Несмотря на то, что эти процессы анализируются уже почти 100 лет, до сих пор соответствующие технологии не вышли из стадии отдельных экспериментов, что можно объяснить недостаточным развитием их теоретико-экспериментальных основ. Видимо, первой работой на эту тему был патент Блау и Стэхема (W. Blau,L. Statham, USA, Pat. No 2054067, 1936), которые описали изменение силы тока, проходящего через среду при наличии постоянной разности потенциалов между двумя электродами, под действием упругих колебаний. Это явление названо J-эффектом, или эффектом первого рода. J-эффект обусловлен изменением электрического сопротивления среды под влиянием упругих колебаний. Рассматриваются явления взаимодействия электромагнитных и акустических волн в сплошной проводящей среде, и на границе раздела вода–воздух применительно к задачам радиосвязи с подводными морскими объектами.

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.

Панин С.В., Бяков А.В., Любутин П.С., Сундер Р., Гренке В.В., Шакиров И.В., Башков О.В. «Стенд для исследований усталостного разрушения комбинацией методов акустической эмиссии, картирования деформации на поверхности и тензометрии» Известия Томского политехнического университета, 325, № 2, с. 72-80 (2014)

На базе серийной сервогидравлической испытательной машины разработан лабораторный стенд для изучения поведения образцов конструкционных материалов при циклических испытаниях, включающий in situ регистрацию данных тензометрии, картирования деформации на поверхности и акустической эмиссии. С учетом специфики циклического приложения нагрузки предложены алгоритмы регистрации информации, обеспечивающие синхронизацию фотографирования с нагружением, а также выделения из потока данных только полезных сигналов АЭ. В основу принципа функционирования стенда положено выделение и совместный анализ характерных стадий изменения информативных параметров: интенсивности деформации сдвига, активности акустической эмиссии и удлинения образца как функции количества циклов нагружения. Проведено тестирование разработанного стенда при циклическом растяжении образцов сплава В96. Показано, что изменение всех трех информативных параметров (регистрируемых от различных датчиков) во времени характеризуется тремя выраженными стадиями, причем начало стадии III (распространение трещины) четко совпадает по времени для всех проанализированных зависимостей. Несоответствие по времени начала стадии II наиболее вероятно обусловлено двумя причинами: для картирования деформации на поверхности это невысокое разрешение оптической системы, что не позволяет выявить развитие деформации на малых пространственных масштабах; для метода АЭ – чувствительность метода к механизмам деформации только микромасштабного уровня, а также высокая интенсивность деформации в начале циклического нагружения, что при конечной чувствительности АЭ аппаратуры не позволяет фиксировать все «полезные» АЭ сигналы. Дальнейшее развитие предложенного подхода и стенда для его реализации предполагает использование нескольких датчиков акустической эмиссии для решения задач локации и идентификации источников, использование более высокого разрешения оптической системы для повышения чувствительности оценки деформации оптическим методом.

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.

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.

Мотова М.И., Шалфеев В.Д. «От теории колебаний – к нелинейной динамике» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 22, № 1, с. 93-103 (2014)

Дан ретроспективный взгляд на университетский курс лекций по теории колебаний и его эволюции за семидесятилетний период на примере лекций, читавшихся для студентов-радиофизиков в Нижегородском университете.

Шалыбков Д.А. «Гидродинамическая и гидромагнитная устойчивость течения Куэтта» Успехи физических наук, 179, № 9, с. 971-993 (2009)

Рассмотрена устойчивость неидеального течения Куэтта в линейном приближении. Изучены условия возникновения и свойства неустойчивости течения. Акцент сделан на свойствах неустойчивости при наличии магнитного поля и неоднородной плотности. Сравнение теоретических и экспериментальных данных даёт хорошее (в пределах нескольких процентов) согласие для параметров неустойчивости.

Шамаев А.С., Шумилова В.В. «Прохождение плоской звуковой волны через слоистый композит с компонентами из упругого и вязкоупругого материалов» Акустический журнал, 61, № 1, с. 10-20 (2015)

Рассматривается задача о прохождении плоской звуковой волны через плоский слой композита конечной толщины. Предполагается, что композит состоит из взаимно чередующихся слоев упругого и вязкоупругого изотропных материалов, причем все слои композита либо параллельны, либо перпендикулярны фронту падающей волны. Кроме того, толщина каждого отдельного слоя композита считается много меньше как длины акустической волны, так и толщины композита. Для исследования поставленной задачи применяется усредненная модель композита, с помощью которой находятся коэффициенты отражения и прозрачности, а также изменение уровня интенсивности звука при прохождении его через слой композита.

Шамаев А.С., Шумилова В.В. «Отражение плоской акустической волны от границы раздела упругого материала и слоистой упруго-жидкой среды» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 45-53 (2014)

Рассмотрена гетерогенная среда, состоящая из изотропного упругого материала и вязкой сжимаемой жидкости. Одна половина такой среды состоит из сплошного упругого материала, а другая – из взаимно чередующихся слоев упругого материала и жидкости. С помощью усредненной модели гетерогенной среды исследована задача об отражении плоской акустической волны от плоской границы раздела сплошного упругого материала и слоистой среды. Найдены амплитуды отраженной и прошедшей волн для среды, слои которой параллельны или перпендикулярны фронту волны.

Красненко Н.П., Шаманаева Л.Г. «Характеристики распространения звуковых волн над земной поверхностью в пределах прямой видимости» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Атмосферная акустика", с. 26-34 (2014)

Представлен оригинальный метод акустического зондирования атмосферной турбулентности. Предложен и реализован замкнутый итерационный алгоритм обработки содарных данных с учетом турбулентного ослабления звука по трассе распространения до зондируемого объема и обратно, позволяющий впервые одновременно восстанавливать вертикальные профили структурных характеристик полей температуры и скорости ветра и исследовать их взаимосвязь. Анализируется пространственно-временная динамика трех компонентов скорости ветра, продольных и поперечных структурных функций поля скорости ветра, структурных характеристик температуры и скорости ветра, скорости диссипации кинетической энергии турбулентности, и внешних масштабов температурной и динамической турбулентности. Результаты содарных измерений показали, что поперечная структурная функция значительно меньше продольной, что указывает на сильную анизотропию атмосферных флуктуаций в продольном и поперечном направлении и сдавливании мелкомасштабной турбулентности в вертикальном направлении. При этом вертикальные профили структурных характеристик скорости ветра, рассчитанные с использованием продольной и поперечной структурных функций, хорошо согласуются между собой и описываются предсказанной теорией z^–2/3 зависимостью от высоты. В течение суток значения скорости диссипации изменяются на 2 порядка, при этом она минимальна в утренние часы, затем увеличивается, достигая максимума в вечерние часы (21 час по местному времени), а затем вновь уменьшается примерно на порядок в ночные часы. С ростом высоты, скорость диссипации вначале уменьшается, а затем остается практически постоянной. В реальном масштабе времени визуализирована структура как температурной, так и ветровой турбулентности в пограничном слое атмосферы, что может быть использовано для повышения безопасности взлета и посадки самолетов. Эффективность метода подтверждена сравнением полученных результатов с данными лидарного зондирования и согласием полученных результатов с имеющимися теоретическими оценками.

Красненко Н.П., Шаманаева Л.Г. «Характеристики распространения звуковых волн над земной поверхностью в пределах прямой видимости» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146306 (2014)

Представлен оригинальный метод акустического зондирования атмосферной турбулентности. Предложен и реализован замкнутый итерационный алгоритм обработки содарных данных с учетом турбулентного ослабления звука по трассе распространения до зондируемого объема и обратно, позволяющий впервые одновременно восстанавливать вертикальные профили структурных характеристик полей температуры и скорости ветра и исследовать их взаимосвязь. Анализируется пространственно-временная динамика трех компонентов скорости ветра, продольных и поперечных структурных функций поля скорости ветра, структурных характеристик температуры и скорости ветра, скорости диссипации кинетической энергии турбулентности, и внешних масштабов температурной и динамической турбулентности. Результаты содарных измерений показали, что поперечная структурная функция значительно меньше продольной, что указывает на сильную анизотропию атмосферных флуктуаций в продольном и поперечном направлении и сдавливании мелкомасштабной турбулентности в вертикальном направлении. При этом вертикальные профили структурных характеристик скорости ветра, рассчитанные с использованием продольной и поперечной структурных функций, хорошо согласуются между собой и описываются предсказанной теорией z^–2/3 зависимостью от высоты. В течение суток значения скорости диссипации изменяются на 2 порядка, при этом она минимальна в утренние часы, затем увеличивается, достигая максимума в вечерние часы (21 час по местному времени), а затем вновь уменьшается примерно на порядок в ночные часы. С ростом высоты, скорость диссипации вначале уменьшается, а затем остается практически постоянной. В реальном масштабе времени визуализирована структура как температурной, так и ветровой турбулентности в пограничном слое атмосферы, что может быть использовано для повышения безопасности взлета и посадки самолетов. Эффективность метода подтверждена сравнением полученных результатов с данными лидарного зондирования и согласием полученных результатов с имеющимися теоретическими оценками.

Расулова Н.Б., Шамилова Г.Р. «Распространение волн в прямоугольном брусе, подверженном действию ударных касательных сил» Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 3, № 7, с. 26-30 (2013)

Исследуется процесс распространения нестационарных волн в упругом полубесконечной прямоугольном брусе, подверженном действию ударных сдвиговых сил, действующих в торцевой площадке. Найдено асимптотическое решение задачи для начальных стадий процесса, при выборе своеобразных граничных условий боковых поверхностей бруса

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

Шанин А.В., Корольков А.И. «Отражение волны от дифракционной решетки, составленной из поглощающих экранов. описание в рамках метода Винера–Хопфа–Фока» Акустический журнал, 60, № 6, с. 587-595 (2014)

Рассматривается двумерная задача отражения волны от дифракционной решетки при скользящем падении. Длина волны предполагается малой. Дифракционная решетка имеет ячейку периодичности, состоящую из двух полубесконечных поглощающих экранов, перпендикулярных краю решетки. Известно, что в случае решетки с ячейкой из одного экрана коэффициент отражения стремится к –1 при стремлении угла падения к нулю. Показано, что этот же результат остается верным и для периода из двух экранов. Рассмотрение проводится в рамках метода Винера–Хопфа–Фока. Ставится матричная задача факторизации, решение которой неизвестно и в данной работе не строится. Для исследования предельного коэффициента отражения без построения решения используется прием, предложенный Л.А. Вайнштейном.

Корольков А.И., Шанин А.В., Алешкин В.М. «Анализ возбуждения бильярдных мод в волноводе с уширением» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Распространение и дифракция волн", с. 17-22 (2014). 74 с.

В работе [Shabalina E.D, Shirgina N.V., Shanin A.V. High-Frequency Modes in a Two-Dimensional Rectangular Room with Windows. Acoustical Physics, 2010, V. 56, No. 4] показано, что в прямоугольных комнатах с окнами могут возникать моды, представляющие замкнутые лучевые траектории. Такие моды называются бильярдными. В силу того факта, что бильярдные моды являются высокодобротными, они могут существенно сказываться на акустике помещений. В настоящем исследовании рассматривается простейшая система, допускающая существование бильярдных мод – волновод с уширением. С помощью численного моделирования на основе метода конечных элементов строится явный вид бильярдных мод, возникающих в волноводе. Кроме того, в рамках параболического уравнения развивается техника, позволяющая рассчитывать коэффициент прохождения через данную систему. Производится сравнение численного и аналитического выражения для коэффициента прохождения. В дальнейшем в рамках развитой техники авторами планируется исследование более сложных систем.

Шанин А.В. «Краевые функции Грина на многолистной поверхности. Асимптотики решений координатных и спектральных уравнений» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 342, с. 233-256 (2007)

Задачи дифракции на полосе или системе полос с идеальными граничными условиями, а также некоторые другие, с помощью метода отражений могут быть сведены к задачам распространения на многолистных поверхностях. Дальнейшее упрощение задачи сводится к применению формул расщепления, в результате чего решение задачи с падающей плоской волной выражается через краевые функции Грина, т.е. поля, создаваемые точечными дипольными источниками, помещенными в точки ветвления многолистной поверхности. Настоящая работа посвящена отысканию краевых функций Грина. Для решения данной задачи выводятся две системы дифференциальных уравнений, а именно координатные и спектральные уравнения. Исследуются свойства решений данных систем уравнений.

Шанин А.В. «Краевые функции Грина на многолистной поверхности. Постановка задачи определения неизвестных констант» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 354, с. 220-244 (2008)

Настоящая работа есть продолжение (А.В. Шанин, “Краевые функции Грина на многолистной поверхности. Асимптотики решений координатных и спектральных уравнений”, Зап. науч. сем. ПОМИ, 342, 2007, 233-256), где были выведены координатные и спектральные уравнения для определения краевых функций Грина на многолистной поверхности с точками ветвления второго порядка. В коэффициенты уравнений входят неизвестные константы; для определения этих констант необходимо сформулировать ограничения, которым должны удовлетворять решения этих уравнений. После этого отыскание неизвестных констант станет возможным, например, в результате численной процедуры отыскания нулей невязок. Настоящая работа посвящена постановке задачи об определении констант. Рассмотрение проводится на примере многолистной поверхности, соответствующей уголковому отражателю со щелью. В результате использования достаточно тонких свойств спектрального уравнения (симметрии, связанной с теоремой взаимности) удается построить систему ограничений, в которой количество ограничений равно количеству неизвестных независимых параметров.

Крит Т.Б., Андреев В.Г., Шанин А.В., Голубкова И.И. «Упругие свойства полимерного слоя при одноосном сжатии в цилиндрической геометрии» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Нелинейная акустика", с. 90-95 (2014)

Исследуются линейные и нелинейные упругие модули полимерного материала пластисола. Материал полимеризован между двумя твердотельными соосными цилиндрами. В процессе полимеризации в цилиндрической геометрии внутри материала создаются механические напряжения. Определить величину этих напряжений можно сравнивая измеренные значения упругих параметров материала, полимеризованного между цилиндрами, со значениями, измеренными при одноосном сжатии этого материала, полимеризованного между плоскими параллельными твердотельными пластинами. Измерения, как в плоской, так и в цилиндрической геометрии были проведены методом статической деформации. В плоской геометрии к одной из границ, между которыми находится пластисол, прикладывалось известное напряжение, создававшее в пластисоле сдвиговую деформацию. В то же время вторая граница была закреплена таким образом, чтобы она не могла смещаться в направлении сдвиговой деформации. Вместе с тем, крепления позволяли этой границе смещаться в направлении, перпендикулярном направлению сдвиговой деформации пластисола. Сдвиговая деформация, возникающая при различных величинах одноосного сжатия и различных значениях сдвигового напряжения, измерялась при помощи микрометрического индикатора. Второй микрометрический индикатор служил для измерения толщины пластисола, соответствующей различным значениям одноосного напряжения. В цилиндрической геометрии сдвиговая деформация создавалась путём поворота одного из двух соосных цилиндров, к которому по касательной к боковой поверхности прикладывалось известное напряжение. Сдвиговая деформация, как в случае измерений в плоской геометрии, так и при измерениях в цилиндрической геометрии, достигала 0.4–0.6 толщины. При таких деформациях проявляются нелинейные эффекты, как в отсутствие одноосного сжатия, так и при его наличии, что позволяет оценить вклад нелинейности в проявляемые материалом упругие свойства и оценить нелинейные параметры Ландау. Одновременно при указанных деформациях угол поворота одного цилиндра относительно другого не превышает 20°, а угол сдвиговой деформации слоя не превышает 70°. Диаметры цилиндров 30 мм и 40 мм в несколько раз больше толщины слоя 5 мм. Характер зависимости напряжения от деформации и измеренный статический модуль сдвига в цилиндрической геометрии и в плоской геометрии при одинаковой толщине пластисола существенно различаются. Параметр Ландау A, измеренный в плоской геометрии с приложением одноосного сжатия, равен –392±4 кПа.

Крит Т.Б., Андреев В.Г., Шанин А.В., Голубкова И.И. «Упругие свойства полимерного слоя при одноосном сжатии в цилиндрической геометрии» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145318 (2014)

Исследуются линейные и нелинейные упругие модули полимерного материала пластисола. Материал полимеризован между двумя твердотельными соосными цилиндрами. В процессе полимеризации в цилиндрической геометрии внутри материала создаются механические напряжения. Определить величину этих напряжений можно сравнивая измеренные значения упругих параметров материала, полимеризованного между цилиндрами, со значениями, измеренными при одноосном сжатии этого материала, полимеризованного между плоскими параллельными твердотельными пластинами. Измерения, как в плоской, так и в цилиндрической геометрии были проведены методом статической деформации. В плоской геометрии к одной из границ, между которыми находится пластисол, прикладывалось известное напряжение, создававшее в пластисоле сдвиговую деформацию. В то же время вторая граница была закреплена таким образом, чтобы она не могла смещаться в направлении сдвиговой деформации. Вместе с тем, крепления позволяли этой границе смещаться в направлении, перпендикулярном направлению сдвиговой деформации пластисола. Сдвиговая деформация, возникающая при различных величинах одноосного сжатия и различных значениях сдвигового напряжения, измерялась при помощи микрометрического индикатора. Второй микрометрический индикатор служил для измерения толщины пластисола, соответствующей различным значениям одноосного напряжения. В цилиндрической геометрии сдвиговая деформация создавалась путём поворота одного из двух соосных цилиндров, к которому по касательной к боковой поверхности прикладывалось известное напряжение. Сдвиговая деформация, как в случае измерений в плоской геометрии, так и при измерениях в цилиндрической геометрии, достигала 0.4–0.6 толщины. При таких деформациях проявляются нелинейные эффекты, как в отсутствие одноосного сжатия, так и при его наличии, что позволяет оценить вклад нелинейности в проявляемые материалом упругие свойства и оценить нелинейные параметры Ландау. Одновременно при указанных деформациях угол поворота одного цилиндра относительно другого не превышает 20°, а угол сдвиговой деформации слоя не превышает 70°. Диаметры цилиндров 30 мм и 40 мм в несколько раз больше толщины слоя 5 мм. Характер зависимости напряжения от деформации и измеренный статический модуль сдвига в цилиндрической геометрии и в плоской геометрии при одинаковой толщине пластисола существенно различаются. Параметр Ландау A, измеренный в плоской геометрии с приложением одноосного сжатия, равен –392±4 кПа.

Андреев В.Г., Шанин А.В., Дёмин И.Ю. «Движение группы жестких микрочастиц в вязкоупругой среде под действием акустической радиационной силы» Акустический журнал, 60, № 6, с. 673-678 (2014)

Теоретически и экспериментально обосновывается метод обнаружения микрокальцификатов в ткани молочной железы. Соли кальция откладываются в мягких тканях, чаще всего образуя кластеры из отдельных микрочастиц. Изучается движение твердых микрочастиц, распределенных в вязкоупругой среде. Смещение частиц вызывается радиационной силой, возникающей вследствие рассеяния и поглощения энергии ультразвукового пучка, сфокусированного в область с частицами. Радиационная сила действует в течение 200 мкс, после чего среда с распределенными частицами релаксирует в исходное состояние. Движение среды вместе с частицами измеряется кросс-корреляционным методом с использованием коротких зондирующих импульсов, следующих с частотой 5 кГц. Наличие твердых микрочастиц приводит к изменению характера движения среды после импульсного ультразвукового воздействия. Амплитуда и длительность смещений возрастают по сравнению с однородной средой, при этом сам характер движений значительно усложняется.

Шанин А.В. «Дифракция высокочастотной волны на решетке со сложным периодом при скользящем падении» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 409, с. 212-239 (2012)

Исследуется двумерная задача дифракции плоской волны при распространении на многолистной поверхности, имеющей периодическую систему точек ветвления (эта система выполняет роль дифракционной решетки). Период решетки содержит две точки ветвления. Предполагается, что падающая волна распространяется в скользящем направлении по отношению к краю решетки. Рассмотрение производится в параболическом приближении, при этом в качестве оси распространения выбирается край решетки. Вводятся краевые функции Грина задачи, т.е. волновые поля, порожденные точечными источниками, расположенными вблизи точек ветвления. Доказывается формула расщепления, выражающая искомые коэффициенты генерации дифракционных порядков через диаграммы направленности краевых функций Грина. Далее для диаграмм направленности краевых функций Грина строится спектральное уравнение. Последнее представляет собой обыкновенное дифференциальное уравнение, коэффициент которого неизвестен. Для отыскания коэффициента строится ОЕ-уравнение.

Корольков А.И., Шанин А.В. «Дифракция на решетке из поглощающих экранов разной высоты. Новые уравнения» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 422, с. 62-89 (2014)

Изучается задача дифракции плоской волны на дифракционной решетке, состоящей из поглощающих экранов разной “высоты”. Предполагается, что волна падает под малым углом к краю решетки. Задача рассматривается в параболическом приближении. Экраны предполагаются идеально поглощающими. Вводятся краевые функции Грина задачи. Для краевых функций Грина выводится формула расщепления и спектральное уравнение. Для коэффициента спектрального уравнения строится OE-уравнение, которое решается численно. Выводится эволюционное уравнение, описывающее поведение краевых функций Грина и коэффициента спектрального уравнения при изменении геометрического параметра задачи (высоты экранов). С помощью эволюционного уравнения строится асимптотика коэффициента генерации основного дифракционного максимума.

Шанин А.В. «Асимптотики волнового поля при дифракции на конусе и дифракционный ряд на сфере» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 393, с. 234-258 (2011)

Исследуется дифракция плоской гармонической скалярной волны на конусе с идеальными граничными условиями. В качестве рассеивателя выбирается плоский конус или круговой конус. Известно, что дифракционное поле содержит разнородные компоненты: сферическую волну, геометрически отраженную волну, многократно рассеянные цилиндрические волны (в случае кругового конуса), волны соскальзывания (в случае кругового цилиндра). Ставится задача отыскания равномерной асимптотики этих волновых компонент. Задача решается с помощью интегрального представления, использованного в работах В.М. Бабича и В.П. Смышляева. Это представление содержит функцию Грина для задачи на сфере с вырезом. Данная функция Грина представляется в виде дифракционного ряда. Показано, что различные члены этого ряда соответствуют разным вкладам в волновое поле конической задачи. Получена простая формула, связывающая главные асимптотики членов ряда для функции Грина на сфере с главными асимптотиками компонент волнового поля. Рассмотрен ряд важных частных случаев.

Шанин А.В. «Формула расщепления для электромагнитной задачи дифракции» Записки научных семинаров ПОМИ. Математические вопросы теории распространения волн, 324, с. 247-261 (2005)

Формулы расщепления – мощный инструмент, позволяющий понизить размерность пространства переменных дифракционной задачи. Пусть рассеиватель представляет собой бесконечно тонкий плоский проводящий экран конечных размеров или несколько таких экранов, параллельных друг другу. Идея метода заключается в том, что вместо падающей плоской волны строится краевая функция Грина, т.е. решается задача о возбуждении волны источником, расположенным у края рассеивателя. Формула расщепления – интегральное соотношение, связывающее решение исходной задачи с краевыми функциями Грина. Ранее формулы расщепления строились для акустических задач и задач теории упругости. В работе строится формула расщепления для электромагнитной задачи.

Андреев В.Г., Шанин А.В., Демин И.Ю. «Визуализация смещений твердых микрочастиц в вязкоупругой среде под действием ультразвукового давления» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 25-30 (2014)

Задача визуализации твердых микрочастиц в вязкоупругой среде тесно связана с задачей обнаружения микрокальцификатов в мягких биологических тканях. Наличие микрокальцификатов является важным признаком для диагностики заболеваний, например, молочной железы, и создание метода обнаружения микрокальцификатов в рамках ультразвукового обследования позволило бы в ряде случаев отказаться от рентгеновской маммографии с очевидными преимуществами такого решения. К сожалению, микрокальцификаты не визуализируются при обычном ультразвуковом сканировании. Альтернативная возможность заключается в обнаружении их по косвенным признакам, а именно по картине смещений среды, возникающих под действием радиационной силы. Показано, что при наличии контрастных включений картина смещений заметно искажается. Характерные искажения могут служить диагностическим признаком при поиске микрокальцификатов.

Еленевский Д.С., Шапошников Ю.Н. «Исследование процессов звукоизлучения конструкций методами электронной спекл-интерферометрии» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 3, № 2, с. 232-237 (2001)

Разработан метод исследования процесса звукоизлучения машин и механизмов, позволяющий с помощью электронной спекл-интерферометрии визуализировать поле амплитуд колебаний конструкции. Проведены виброакустические исследования дисковых тормозных механизмов автомобилей ВАЗ, направленные на выявление источника повышенного шума в процессе торможения.

Паймушин В.Н., Газизуллин Р.К., Шарапов А.А. «Математическое моделирование и экспериментальное исследование прохождения звуковой волны сквозь деформируемую пластину, находящуюся между двумя камерами» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 156, № 2, с. 102-119 (2014)

Дано численное решение плоской задачи о прохождении звуковой волны, формирующейся источником звука в камере высокого давления, сквозь деформируемую тонкую пластину и о формировании в камере низкого давления излученной пластиной звуковой волны. Данная задача связана с математическим моделированием экспериментального определения звукоизолирующих свойств тонкостенных элементов конструкций методом смежных реверберационных камер в акустических испытательных лабораториях. На основе использования волновых уравнений в двумерном приближении исследуются две постановки задачи, различающиеся способом задания источника звука в камере высокого уровня давления. Показано, что обе рассмотренные постановки приводят к практически одинаковым результатам при определении параметров звукоизоляции пластины. Результаты теоретических исследований сравниваются с данными экспериментальных исследований.

Кузнецов О.Л., Чиркин И.А., Дыбленко В.П., Шарифуллин Р.Я. «Особенности спектральных характеристик акустической эмиссии нефтенасыщенных горных пород» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Воздействие на флюиды", с. 30-36 (2014)

Выводы: 1. Волны АЭ и МСЭ имеют высокую геологическую информативность об исследуемой среде. 2. Проведены экспериментальные лабораторные исследования особенностей АЭ на образцах, а также экспериментальные полевые наблюдений АЭ, создана новая методика и программы обработки временных рядов АЭ, получены результаты, объясняющие наблюдаемые особенности излучения АЭ в нефтегазонасыщенных средах, и их сходство и повторяемость в различных масштабах. 3. Результаты выполненных экспериментальных исследований позволили установить новые неизвестные ранее природные явления: во-первых, закономерности повторяемости АЭ и МСЭ в зависимости от уровня сигналов, что соответствует закону Гутенберга–Рихтера, и, во-вторых, доминантное влияние лунно-солнечных твердотельных приливов на активность сейсмоакустической эмиссии. 4. Необходимо расширить экспериментальные исследования сейсмоакустической эмиссии для создания высокоэффективных технологий поиска, разведки, разработки месторождений углеводородного сырья и других полезных ископаемых, а также для контроля результатов различных техногенных воздействий в геологической среде и профилактики землетрясений.

Кузнецов О.Л., Чиркин И.А., Дыбленко В.П., Шарифуллин Р.Я., Ризанов Е.Г. «Особенности спектральных характеристик акустической эмиссии нефтенасыщенных горных пород» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146319 (2014)

Проведены лабораторные и полевые сейсмоакустические исследования по влиянию внешних статистических и волновых возмущений на параметры акустических излучений из геологических сред. В ходе экспериментов осуществлялась непрерывная запись и компьютерная обработка сигналов акустической и сейсмоакустической эмиссии, возникающих в горной среде. Данные сигналы являются информативными параметрами напряженно-деформационного состояния среды и его изменения, с развитием новых полей трещиноватости и новых фильтрационных полей. Установлено существенное влияние флюида-порозаполнителя на характер и степень развития на микроуровне процессов трещинообразования, а также частотный спектр акустической эмиссии в горной среде. Нефтенасыщенная среда выделяет в ходе нагружения меньше энергии в виде излучения – как бы «аккумулируя» ее. Данный процесс сопровождается образованием скачкообразных метастабильных состояний, при этом в различных временных масштабах возникают циклы активности, в начале которых в короткие периоды «затишья» система находится в узловых точках «бифуркации». В них определяется дальнейший путь эволюции системы – либо с тенденцией нарастания упорядоченности и накоплением энергии, либо с нарастанием хаотичности и выделением внутренней энергии. Полученные результаты могут стать основой создания новых высокоэффективных инновационных технологий изучения и разведки недр Земли, а также сейсмоакустического воздействия на продуктивные пласты с целью повышения продуктивности скважин и увеличения нефтеотдачи пластов.

Анискин В.М., Леманов В.В., Маслов Н.А., Мухин К.А., Терехов В.И., Шаров К.А. «Экспериментальное исследование течения дозвуковых плоских мини- и микроструй воздуха» Письма в Журнал технической физики, 41, № 1, с. 94-101 (2015)

Изложены результаты экспериментального исследования дозвуковых затопленных струй воздуха, истекающих из плоских мини- и микросопел с характерным размером от 22 до 600 μm в диапазоне чисел Рейнольдса 70–2600. На основе визуализации течения определена точка положения ламинарно-турбулентного перехода – дальнобойность струи. Показано, что дальнобойность микроструй может достигать 100–300 калибров сопла. Число Рейнольдса перехода к турбулентности в плоских мини- и микроструях принимает большие значения (1000–2600), что на 2–3 порядка превышает числа Рейнольдса потери устойчивости (3–10). Проведено сопоставление с известными опытными данными для газовых микроструй. Представлено обобщение опытных данных при использовании числа Рейнольдса, определенного по линейному размеру–дальнобойности.

Моченов С.В., Шаронов М.А., Ахметгалеев Р.Р., Бортник Д.В. «Применение быстрого преобразования фурье для выделения языковых объектов речевого сигнала» Вестник Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ), № 3, с. 160-163 (2014)

Рассматриваются вопросы разделения речевого участка на отдельные сегменты с целью выделения наиболее информативных частей, связанных с определенным звуком и соответствующей ему фонемой. В процессе дихотомического деления фрагмента речи и выявления на основе спектрального анализа зон стабилизации осуществляется выделение языковых объектов и определение порядка их следования в речевой цепочке.

Шатров М.Г., Яковенко А.Л. «Исследование виброакустических характеристик ДВС при изменении его конструктивных параметров» Вестник Астраханского государственного технического университета, № 5, с. 98-103 (2008)

Согласно методике расчета структурного шума двигателя внутреннего сгорания (ДВС), используемой в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете), для определения его уровня помимо прочих параметров необходимо знать массово-габаритные показатели ДВС. Для этого используются параметрические трехмерные модели конструкции ДВС. Применение параметризации позволяет оперативно отслеживать результаты внесения изменений в конструкцию деталей двигателя. Задача определения виброакустических и массово-габаритных характеристик ДВС решена с использованием компонентов CALS-технологий. На их основе разрабатывается САПР ДВС. Было выполнено исследование влияния коэффициента короткоходности K на уровень шума ДВС. В исследовании использовалась модель дизеля 8ЧН 12/12 при условии постоянства рабочего объема и ряда других факторов на номинальном режиме работы. При увеличении K от 0,8 до 1,2 масса уменьшилась на 6,2%, площадь поверхности – на 4,4%. При этом длина ДВС уменьшилась на 7%, высота – на 1,3%, ширина увеличилась на 1,3%, Уровень акустической мощности снизился на 2,7 дБ.

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.

Шахматов Е.В., Прокофьев А.Б. «Виброакустическая модель прямолинейного неоднородного трубопровода при его силовом возбуждении пульсациями рабочей жидкости» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2, № 1, с. 135-140 (2000)

Представлена математическая модель поперечных вибраций прямолинейного неоднородного участка трубопровода при его силовом возбуждении пульсациями давления и скорости рабочей жидкости. Определены общие подходы к решению дифференциального уравнения четвертого порядка в частных производных с переменными коэффициентами, лежащего в основе модели. Представлены пути развития исследований.

Макарьянц Г.М., Прокофьев А.Б., Шахматов Е.В. «Моделирование виброакустических характеристик трубопровода с использованием метода конечных элементов» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 4, № 2, с. 327-333 (2002)

Разработана методика моделирования виброакустических характеристик трубопровода, нагруженного пульсирующим потоком рабочей среды, с использованием современной системы инженерных расчётов ANSYS, базирующейся на методе конечных элементов. Проведены расчёты вибропараметров трубопровода коленообразной формы для двух различных случаев динамической нагрузки присоединённой гидравлической цепи.

Макарьянц Г.М., Крючков А.Н., Шахматов Е.В., Берестовицкий Э.Г., Гладилин Ю.А., Фёдоров А.Е. «Подавление гидродинамического шума в испытательном стенде» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 15, № 6-1, с. 201-209 (2013)

Рассматриваются вопросы акустической изоляции измерительного участка испытательного гидравлического стенда от гидродинамического шума, распространяющегося по рабочей жидкости. Для этой цели были разработаны специальные устройства – гасители колебаний давления. Они были расположены во входном и выходном сечении измерительного участка. В ходе проверки выяснилась их низкая эффективность. Было показано, что гаситель сам может являться источником гидродинамического шума. Определены элементы гасителя, вызывающие интенсификацию гидродинамического шума в рабочей жидкости.

Леньшин В.В., Макарьянц Г.М., Шахматов Е.В. «База даных по выбору материалов для акустической отделки помещений» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 1, № 1, с. 137-140 (1999)

Рассмотрена проблема выбора современных отделочных материалов для обеспечения оптимальных акустических характеристик помещений на основе созданной базы данных. Описаны критерии выбора и даны рекомендации по применению материалов для акустической отделки помещений.

Шахпаронов В.М. «Уравнения колебаний с учетом нелинейности до седьмой степени при расположении притягивающих масс на линии равновесия весов» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 4, с. 27-34 (2014)

Проанализирована точность расчета гравитационной постоянной G по методике, разработанной на основе численного интегрирования уравнений колебаний, а также методике, основанной на теории нелинейных колебаний. Учет более высокой седьмой степени при амплитуде 80 мрад в 47 раз уменьшил погрешность расчета момента сил притяжения. Это привело к снижению погрешности при расчете G c 15 до 0.3 ppm.

Иванов Н.И., Шашурин А.Е. «Основные направления и проблемы экологической акустики» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Шумы и вибрации", с. 2-10 (2014)

Показана актуальность проблемы борьбы с шумом, масштабы акустического загрязнения. Проанализировано состояние этой проблемы в ЕС и РФ, в том числе нормативная база. Рассмотрены источники шума в городах и методы защиты от шума. Описаны перспективы снижения шума автомобильного, железнодорожного и авиационного транспорта. Подробно проанализированы причины высоких акустических нагрузок, а также меры по снижению шума транспорта.

Шашурин А.Е. «Процессы образования внутреннего шума на строительно-дорожных машинах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Шумы и вибрации", с. 63-67 (2014)

Приведены результаты экспериментальных исследований внутреннего (в кабинах) и внешнего шума строительно-дорожных машин (СДМ). Приведены характеристики шума, проанализированы процессы шумообразования, показаны величины требуемого шумоглушения. Установлена связь шума с мощностью двигателей внутреннего сгорания, типом СДМ. Показано, что основной эффективной мерой защиты от шума является звукоизоляция (звукоизолирующие кабины и капоты, малые акустические экраны).

Беляев Т.М., Швед Г.М. «Известия российской академии наук. физика атмосферы и океана короткопериодные собственные колебания атмосферы» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 50, № 6, с. 639-648 (2014)

Впервые рассчитаны частоты гравитационно-инерционных собственных колебаний атмосферы (СКА) в диапазоне периодов ∼1–5 ч. Расчет проводился в рамках классической линейной теории планетарных волн. СКА с одинаковой суммой зонального числа и меридионального индекса тесно сгруппированы в частотных интервалах, разделенных интервалами, где СКА нет. С ростом указанной суммы длина последних интервалов возрастает за счет уменьшения длины первых. Частотное распределение колебаний атмосферы, наблюдаемое в рассматриваемом диапазоне периодов, показывает периодичность с теоретически предсказуемым периодом ∼7 мкГц, что подтверждает реальность короткопериодных СКА.

Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г., Алехин С.Г., Суворов В.А. «Ультразвуковой низкочастотный сканер-топограф A1050 Planescan» Контроль. Диагностика, № 12, с. 49-51 (2014)

Дано описание прибора, предназначенного для обнаружения дефектов обшивки воздушных судов, принцип его действия, процесс обработки полученных сигналов, результаты анализа принимаемых при сканировании объекта контроля колебаний. Приведены результаты анализа принимаемых при сканировании объекта контроля (ОК) колебаний от каждой точки поверхности ОК с определенной дискретностью в направлении сканирования. В памяти аппаратуры сохраняется три информативных параметра от каждой пары соседних элементов антенной решетки. Каждая пара элементов антенной решетки дает строку изображения, состоящую из точек, в которых будет тем или иным способом отображаться информация о свойствах зоны ОК. Принятое конструктивное решение обеспечивает устойчивую установку моноблока прибора всеми четырьмя колесами на поверхность ОК не только цилиндрической формы вдоль образующей, но и под острым углом к ней, а также на поверхности конической, сферической и более сложной формы, но с локальным минимально допустимым радиусом кривизны.

Денисюк Е.А., Шевелев С.П. «Пути использования эффекта гидродинамической кавитации при обработки жидких пищевых сред» Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического института, 2, № 1, с. 30-41 (2011)

Рассмотрены и проанализированы гидродинамические и акустические навигации. Определена сфера целесообразности применения различных типов кавитации. Рассмотрены схемы конструкций гидродинамических теплогенераторов и область их применения в мясном, молочном производстве и в технологиях переработки продукции растениеводства.

Дегтев А.И., Шевляков Е.А., Малых К.М., Дубынин В.А. «Опыт оценки численности молоди и производителей тихоокеанских лососей гидроакустическим методом на путях миграции в пресноводных водоемах» Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра), 170, с. 113-135 (2012)

Информация о численности нерестовых заходов нерки в р. Озерную (оз. Курильское) эффективно используется для оперативного регулирования промысла, обеспечивая его рациональное ведение. Учет производителей нерки здесь с 1940 г. и по настоящее время выполняют на рыбоучетном заграждении, оборудованном специальными проходами ("окнами") для счета лососей. В 2010–2011 гг. проведены сравнительные исследования по определению количества зашедших на нерест производителей и мигрировавшей в море покатной молоди для нерки стада р. Озерной гидроакустическим методом и традиционным методом визуального учета. Для работ применен гидроакустический комплекс "NetCor", разработанный ООО "Промгидроакустика". Исследования показали, что в период рунного хода производителей нерки в наблюдаемом сечении реки не имелось значимой суточной неравномерности прохождения рыбы, но при малой численности проходящих производителей отмечено, что основное число особей прошло в период с часа ночи до четырех часов утра. Результаты учета производителей гидроакустическим методом и традиционного визуального счета достаточно хорошо согласовывались, хотя отмечен временной сдвиг между данными учетов этими двумя методами. Сдвиг объясняется тем, что место размещения гидроакустического комплекса находилось на р. Озерной в 3,5 км ниже по течению от рыбоучетного заграждения.

Марапулец Ю.В., Ларионов И.А., Мищенко М.А., Щербина А.О., Солодчук А.А., Шевцов Б.М. «Отклик высокочастотной геоакустической эмиссии на активизацию пластических процессов в сейсмоактивном регионе» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Геоакустика", с. 13-19 (2014)

Излагаются результаты исследований геоакустической эмиссии, которые, начиная с 1999 г. проводятся в сейсмоактивном регионе на полуострове Камчатка. Особенностью экспериментов является использование для регистрации эмиссии широкополосных пьезокерамических гидрофонов, установленных в воде у дна природных и искусственных водоемов. Применение приемников такого типа позволило, по сравнению со стандартными геофонами, расширить частотный диапазон регистрации до 0.1–11000 Гц. В ходе исследований выявлена связь между активизацией деформационных процессов в приповерхностных осадочных породах и высокочастотными аномалиями в геоакустических сигналах. Наиболее ярко она проявляется на заключительной стадии подготовки землетрясений.

Марапулец Ю.В., Ларионов И.А., Мищенко М.А., Щербина А.О., Солодчук А.А., Шевцов Б.М. «Отклик высокочастотной геоакустической эмиссии на активизацию пластических процессов в сейсмоактивном регионе» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146311 (2014)

Излагаются результаты исследований геоакустической эмиссии, которые, начиная с 1999 г. проводятся в сейсмоактивном регионе на полуострове Камчатка. Особенностью экспериментов является использование для регистрации эмиссии широкополосных пьезокерамических гидрофонов, установленных в воде у дна природных и искусственных водоемов. Применение приемников такого типа позволило, по сравнению со стандартными геофонами, расширить частотный диапазон регистрации до 0.1–11000 Гц. В ходе исследований выявлена связь между активизацией деформационных процессов в приповерхностных осадочных породах и высокочастотными аномалиями в геоакустических сигналах. Наиболее ярко она проявляется на заключительной стадии подготовки землетрясений.

Кузнецов М.Ю., Шевцов В.И., Поляничко В.И. «Характеристики гидроакустического шума научно-исследовательских судов ТИНРО-центра [Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра]» Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра), 177, с. 235-256 (2014)

Основой статьи послужили результаты измерения гидроакустического шума двух научно-исследовательских судов ТИНРО-центра типа СТМ проекта «Атлантик-833»: НИС «ТИНРО» и «Профессор Кагановский», выполняющих тралово-акустические съемки биологических ресурсов в дальневосточных морях. Описаны инструментальные средства сбора и обработки данных и методика проведения измерений подводного шума этих судов при их прохождении измерительными галсами мимо калиброванной гидрофонной системы. Приводятся диаграммы пространственного распределения, амплитудно-временные и спектрально-энергетические характеристики шума, их сравнение с рекомендуемыми ИКЕС и с аналогичными характеристиками других судов. Максимальный уровень шума зарегистрирован вблизи траверса судов. Наблюдается интерференция звука в приповерхностном слое в пограничных с траверсом зонах галсов. Характеристика направленности шумового поля на частотах между 600 и 2000 Гц в приповерхностном слое имеет классическую форму «бабочки». Спектр шума сосредоточен в полосе частот ниже 2000 Гц с концентрацией энергии до 500 Гц и тенденцией спада спектральной плотности 3 дБ/октаву на частотах свыше 200 Гц. Шумы обоих судов в 1/3-октавных полосах частот превышают рекомендуемый ИКЕС уровень для научно-исследовательских судов, ведущих учет численности рыб, на 20–22 дБ в диапазоне частот ниже 200 Гц и на 10 дБ на частотах выше 500 Гц. В диапазоне частот максимальной слуховой чувствительности рыб НИС «ТИНРО» и «Профессор Кагановский» по уровню излучаемого шума занимают промежуточное положение между судном типа РТМС проекта «Прометей» и НИС «Миллер Фримен» (США) и превышают шум НИС «Оскар Дайсон» (США) с дизель-электрическим приводом на 18–24 дБ (полоса 1 Гц). Оценены дистанции реагирования массовых видов промысловых рыб на шумовые поля. Суда ТИНРО-центра имеют вторую после РТМС зону реакции на них трески и минтая, а НИС «Миллер Фримен» – второй по дистанции избегания его тихоокеанской сельдью. Расстояния реагирования лососей на шумы НИС ТИНРО-центра не превышают рекомендованные ИКЕС 20 м во всем диапазоне частот.

Шевцов С.Е., Рубин Л.С. «Акустика Московского Государственного Театра Эстрады» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Архитектурная и строительная акустика", с. 13-20 (2014)

Представлены результаты акустического исследования зала Московского Государственного Театра Эстрады, проведенные по стандарту ISO3382. Создана компьютерная трехмерная модель, в которую внесены существующие на данный момент акустические условия и проведена акустическая реставрация первоначального облика зала.

Шевченко В.В. «Прямые и обратные волны: три определения, их взаимосвязь и условия применимости» Успехи физических наук, 177, № 3, с. 301-306 (2007)

Рассмотрены три известные формулировки, определяющие понятия прямых и обратных волн, распространяющихся в различных средах и волноводах. Они основаны на разных свойствах волн. Введены критерии для распознавания указанных типов волн соответственно рассматриваемым определениям. Показано, что в ряде случаев одновременное применение этих критериев приводит к противоречиям: противоположным результатам. Указаны условия и области применимости критериев и самих определений прямых и обратных волн. Рассмотрение проведено на примере электромагнитных волн и волноводов.

Васильев А.В., Шевченко Ю.Н. «Особенности гибридного акустического наддува» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 7, № S1, с. 204-208 (2005)

Рассмотрены новые возможности практического использования принципа динамического наддува. Предложен способ гибридного акустического наддува. Проанализированы возможности многофункционального использования устройств гибридного акустического наддува.

Ельмешкин О.Ю., Шевяхов Н.С. «Электрозвуковые волны, удерживаемые движущимся полосовым доменом в сегнетоэлектрическом кристалле» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 1, № 2, с. 224-228 (1999)

Обсуждаются особенности распространения междоменной щелевой электрозвуковой волны вдоль поперечно смещающегося в тетрагональном сегнетоэлектрике с постоянной скоростью полосового домена. В нерелятивистском квазистатическом приближении показано, что под влиянием движения полосового домена электрозвуковая волна из волны чисто поверхностного типа модифицируется в волну комбинированного подтекающе-оттекающего типа. Отмечается неодинаковый характер изменения параметров симметричной и антисимметричной моды электрозвуковой волны в результате движения полосового домена, проявляемый наиболее заметным образом в низкочастотной области спектра. Установлено, что в сегнетоэлектриках с высокой электромеханической связью масштаб локализации электрозвуковой волны в окрестности движущегося полосового домена не превышает нескольких длин волн, свидетельствуя об осуществимости трансляционного переноса электрозвуковой волны перемещающимся полосовым доменом.

Вилков Е.А., Шавров В.Г., Шевяхов Н.С. «Параметрическое преобразование в ферромагнетике сдвиговой поверхностной волны движением удерживающей доменной границы» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 3, № 1, с. 162-167 (2001)

Рассмотрено параметрическое преобразование в кубическом ферромагнетике сдвиговой поверхностной волны равномерным движением 180° доменной границы.

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.

Приходько В.М., Шеина А.Е., Юдаков Е.Г. «Использование координатной обработки для интенсификации процесса ультразвуковой очистки» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 94-98 (2014)

В двигателях внутреннего сгорания загрязнениям подвергаются детали различных размеров, формы и конструкции. Особую сложность представляет очистка от загрязнений корпусных изделий, что объясняется их крупными габаритами, наличием большого количества отверстий, карманов и других труднодоступных мест. Одним из наиболее эффективных способов очистки деталей является ультразвуковой. Рассмотрены технология и оборудование для автоматизированной ультразвуковой очистки корпусных деталей перемещающимся излучателем.

Приходько В.М., Шеина А.Е., Юдаков Е.Г. «Использование координатной обработки для интенсификации процесса ультразвуковой очистки» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145340 (2014)

В двигателях внутреннего сгорания загрязнениям подвергаются детали различных размеров, формы и конструкции. Особую сложность представляет очистка от загрязнений корпусных изделий, что объясняется их крупными габаритами, наличием большого количества отверстий, карманов и других труднодоступных мест. Одним из наиболее эффективных способов очистки деталей является ультразвуковой. Рассмотрены технология и оборудование для автоматизированной ультразвуковой очистки корпусных деталей перемещающимся излучателем.

Шелковников Н.К. «Волны-убийцы в океане» Известия РАН. Серия физическая, 78, № 12, с. 1621-1625 (2014)

Рассмотрены вопросы, связанные с возможными механизмами формирования волн-убийц в океане под действием ветра. Приведены данные о формировании уединенных волн (волн-убийц) в кольцевом аэрогидроканале.

Красненко Н.П., Раков А.С., Раков Д.С., Шендрик Д.А. «Содар на ПЛИС технологиях» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Атмосферная акустика", с. 20-25 (2014)

Рассмотрена реализация акустического локатора (содара) для дистанционного зондирования атмосферы, на основе ПЛИС технологий. Описано построение содара, конструкция. Показаны преимущества использования ПЛИС технологий при построении содара. Применение ПЛИС-технологии позволило исключить из состава содара АЦП–ЦАП и модуль приемо-передачи, как отдельных устройств. Приведены результаты предварительных испытаний содара и дано сравнение с характеристиками ранее разработанных содаров.

Дегтярев В.А., Шерстянкин П.П., Мельник Н.Г. «Особенности распределения омуля (Coregonus autumnalis migratorius) в разных районах озера Байкал по акустическим данным» Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра), 152, с. 58-63 (2008)

По данным акустической съемки, проведенной в мае–июне 2003 г., выполнены расчеты соотношения биомассы омуля Coregonus autumnalis migratorius в разноглубинных районах Байкала. Использованы результаты эхоинтегрирования с интервалом 0,5 морской мили в слое воды 10–300 м, а в мелководных районах – до дна. Эхоинтегрирование выполнено с применением программного обеспечения "Echoview". Биомасса омуля рассчитана для 2010 разрезов водной толщи, принадлежащих 70 поперечным и продольным галсам. Определено, что соотношение биомассы омуля в районах, расположенных над различными глубинами, практически одинаково в южном, среднем и северном Байкале: 68–76% – в глубоководной зоне; 13–26 – в нижней части берегового склона, над глубинами 200–400 м; 4–11% – над глубинами менее 200 м, в верхней части берегового склона и над мелководной платформой. В Селенгинском районе распределение омуля кардинально отличается: соответственно 10, 18, 72%. Доказано, что исключение открытого глубоководного Байкала из весеннего акустического учета омуля является потенциальной причиной существенного недоучета его запасов в озере.

Ашоккумар М., Ринк Р., Шестаков С. «Гидродинамическая кавитация – альтернатива ультразвуковой при производстве пищевых продуктов» Техническая акустика, 11, № 1, http://www.ejta.org/ru/ashokkumar1 (2011)

Представлен подробный анализ физико-химических эффектов акустической кавитации, используемых в пищевой промышленности. Механизм взаимодействия между кавитацией и пищевыми средами обсуждается в деталях. Приведен обзор и анализ различных исследований. Отмечено, что доступные на рынке кавитационные реакторы не обладают подходящей для пищевой промышленности производительностью, несмотря на положительные результаты, полученные в лабораторных экспериментах. Учитывая новый подход к теории кавитации в роторных машинах, высказано предположение, что гидродинамическая кавитация может быть альтернативой акустической кавитации в процессах пищевой промышленности, где обработке подвергаются большие объемы продукта. Описана разработанная модель роторного аппарата, которая подходит для создания нового поколения роторных кавитационных дезинтеграторов.

Шленская Т.В., Баулина Т.В., Красуля О.Н., Шестаков С.Д., Ринк Р. «Сонохимический реактор с симметричной колебательной системой акустической ячейки и непараметрическим (фазовым) управлением излучателями» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 80-93 (2014)

Кратко изложены основные положения концепции пищевой сонохимии, которая принята в настоящее время в России. Описан кавитационный реактор с симметричной колебательной системой акустической ячейки, специально разработанный и изготовленный в Эстонии на основе модели многопузырьковой кавитации и теории подобия кавитационных процессов. Приведен анализ его конструкции в сравнении с известными реакторами, подходящими для сонохимических исследований в пищевой промышленности. Реактор содержит два одинаковых излучателя герметично закрепленных посредством эластичных прокладок и фланцев в узлах колебательных смещений акустических трансформаторов на противоположных торцах корпуса. Они встречно испускают в обрабатываемый раствор когерентные плоско-упругие волны. Показано, что такая конструкция сонохимического реактора обеспечивает повышение его производительности и уменьшает потери акустической энергии. Описывается также возможность фазового управления излучателями этого реактора при обработке также истинных и коллоидных водных растворов и дисперсных систем с удельными акустическими сопротивлениями не как у химически чистой воды. Такие реакторы будут эффективны в пищевой сонохимии при обработке растворов NaCl различной концентрации. Разработка позволяет в растворе с любым удельным акустическим сопротивлением получить наивысшую рассеиваемую на кавитации акустическую мощность и максимальную производительность обработки без увеличения подводимой электрической мощности. Расстояние между излучающими торцами трансформаторов в реакторе кратно числу полуволн их колебаний в химически чистой воде, а фазы излучателей задаются в зависимости от этого числа и длины волны колебаний обрабатываемой жидкости.

Шибаев С.С., Волик Д.П., Помазанов А.В. «Увеличение разрешающей способности акустооптических процессоров» Журнал технической физики, 85, № 4, с. 90-92 (2015)

Обсужден вопрос увеличения разрешения акустооптических средств обработки информации в рамках общей задачи совершенствования параметров подобных устройств. На рассмотрение представлен способ повышения разрешения акустооптического процессора, использующий в своей основе доплеровский сдвиг частоты дифрагированного пучка света.

Шилова А.И., Вильдеман В.Э., Лобанов Д.С. «Применение метода акустической эмиссии к изучению механизмов разрушения углеродного композиционного материала» Математическое моделирование в естественных науках, 1, с. 317-320 (2014)

Изучается поведение углеродного композиционного материала с разными типами наполнителя в процессе механических испытаний на растяжение и сжатие с непрерывной записью сигналов акустической эмиссии (АЭ). По результатам испытаний строятся графики зависимостей нагрузки и параметров АЭ от перемещений. Проводится сравнительный анализ процесса накопления повреждений в зависимости от типа используемого наполнителя на основании данных АЭ.

Седиги Х.М., Ширази К.Х. «Исследование поперечных колебаний балки на упругом основании на основе нелинейной теории пятого порядка с использованием точного выражения для кривизны балки» Прикладная механика и техническая физика, 55, № 6, с. 186-194 (2014)

Предложена новая формулировка задачи о колебаниях балки на упругом основании на основе нелинейной теории пятого порядка, построенной с использованием точного выражения для кривизны балки. Проведено исследование мод поперечных колебаний балки, которые определяются собственными частотами системы. С помощью аналитического метода разложения по параметру решено частотное уравнение. Показано, что для описания колебаний балки на упругом основании достаточно использовать первый член в разложении. Выполнена оценка точности предложенного метода путем сравнения полученных на его основе результатов с результатами численного решения.

Ширгина Н.В., Кокшайский А.И., Коробов А.И. «Влияние статических и динамических воздействий на упругие свойства флюидонасыщенной гранулированной неконсолидированной среды» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Воздействие на флюиды", с. 23-29 (2014)

Приводятся результаты исследования упругих свойств флюидонасыщенной гранулированной неконсолидированной среды (ФГНС). В качестве модели среды использовалась система плотно упакованных металлических шаров диаметром 2 и 4 мм, пространство между которыми заполнялось жидкостями с различными упругими свойствами – этиловым спиртом, глицерином и минеральным моторным маслом SAE 10W-30. Исследовалось влияние статических (внешнее давление) и динамических воздействий (амплитуда зондирующей волны) на линейные и нелинейные упругие свойства ФГНС. Линейные упругие свойства ФГНС исследовались импульсным методом, нелинейные упругие свойства среды исследовались спектральным методом. Экспериментально исследованы зависимости скорости упругих волн от величины внешнего давления и амплитуды зондирующего сигнала, а также зависимости амплитуды второй гармоники от амплитуды сигнала основной частоты. Результаты анализируются на основании теорий Герца и Био.

Ширгина Н.В., Кокшайский А.И., Коробов А.И. «Влияние статических и динамических воздействий на упругие свойства флюидонасыщенной гранулированной неконсолидированной среды» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146318 (2014)

Приводятся результаты исследования упругих свойств флюидонасыщенной гранулированной неконсолидированной среды (ФГНС). В качестве модели среды использовалась система плотно упакованных металлических шаров диаметром 2 и 4 мм, пространство между которыми заполнялось жидкостями с различными упругими свойствами – этиловым спиртом, глицерином и минеральным моторным маслом SAE 10W-30. Исследовалось влияние статических (внешнее давление) и динамических воздействий (амплитуда зондирующей волны) на линейные и нелинейные упругие свойства ФГНС. Линейные упругие свойства ФГНС исследовались импульсным методом, нелинейные упругие свойства среды исследовались спектральным методом. Экспериментально исследованы зависимости скорости упругих волн от величины внешнего давления и амплитуды зондирующего сигнала, а также зависимости амплитуды второй гармоники от амплитуды сигнала основной частоты. Результаты анализируются на основании теорий Герца и Био.

Преображенский В.Л., Ширковский П.Н., Pernod P. «Когерентное обратное рассеяние фазовосопряженных ультразвуковых волн в дисперсных системах» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146326 (2014)

Экспериментально и теоретически исследованы процессы распространения ультразвуковых волн с обращенным фронтом в неподвижных и движущихся случайных средах, содержащих микровключения в виде пузырьков газа и твердых микросфер. Обращение волнового фронта звука на частоте 10 МГц осуществлялось методом запорогового параметрического преобразования. Экспериментально установлено качественное различие статистических свойств рассеянного и обращенного акустических полей. В отличие от регистрируемых стохастических сигналов рассеянных волн, сигналы обращенных волн носят регулярный характер и более информативны при определении концентрации и характеристик рассеивателей. Построена теоретическая модель, описывающая наблюдаемые особенности когерентного обратного рассеяния фазосопряженных волн.

Григорьев А.И., Федоров М.С., Ширяева С.О. «О влиянии вязкости на поверхностные и внутренние волны в двухслойной жидкости со свободной поверхностью» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 37-44 (2014)

Для двухслойной жидкости в асимптотике малых кинематических вязкостей выведены аналитические выражения для декрементов затухания поверхностных (на свободной границе) и внутренних (на границе раздела) волн. Обнаружено, что декременты затухания внутренних волн примерно на два порядка меньше декрементов поверхностных волн, что объясняется разницей в частотах при прочих равных условиях. Величина декрементов зависит от кинематических вязкостей обеих сред, но при малом значении вязкости одной из сред определяется в основном вязкостью другой среды, что позволяет пользоваться моделью контакта вязкой среды с невязкой. Частоты капиллярных поверхностных и внутренних волн в капиллярном аналоге эффекта "мертвой воды" сильно различаются по величине, что сказывается на наличии большой разницы в величинах декремента.

Шифрин Б.М. «Пример изучения колебаний пневмошасси» Технологический аудит и резервы производства, 6, № 3, с. 45-46 (2012)

Описан пример применения теории поликомпонентного сухого трения для изучения колебаний механической системы с пневмоколесом. Колебания обусловлены зависимостью нормальной реакции опорной поверхности от времени.

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%.

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.

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.

Алексеева Н.А., Васильев А.В., Шишкин В.А., Пимкин В.В. «Мониторинг акустического загрязнения на территории Самарской области и методы его снижения» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, № S, с. 11-14 (2007)

Проанализированы источники городского шума и степень воздействия шума на жителей. Авторами проведены инструментальные измерения акустического загрязнения на территории Самарской области, в том числе на территории жилой застройки наиболее крупных городов области (Самара, Тольятти, Сызрань, Жигулевск), а также на территории Северного промышленного узла г.Тольятти и ряде производственных площадок. Всего было проведено более 200 измерений. По результатам проведенных исследований сделан вывод, что для ряда участков территории Самарской области наблюдается акустическое загрязнение.

Шишкин В.А., Васильев А.В., Суходолов Е.В. «Исследование воздействия шума и вибрации на рабочих местах ОАО "ЗПБО"» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, № S, с. 227-235 (2007)

Описаны результаты исследований уровней шума и вибрации на рабочих местах ОАО Завод по переработке твердых бытовых отходов (ЗПБО). Полученные данные инструментальных измерений шума и вибрации позволяют сделать заключение, что для ряда рабочих мест наблюдается превышение установленных гигиенических норм.

Гаврилов С.Н., Шишкина Е.В. «О возникновении включения новой фазы при столкновении двух нестационарных волн» Доклады академии наук, 459, № 4, с. 423-427 (2014)

DOI: 10.7868/S0869565214340106. См. также Гаврилов C.Н., Шишкина Е.В. О возникновении включения новой фазы при нтерференции двух нестационарных волн. http://sovetgv.com/index5.files/Page368.htm.

Котов В.М., Шкердин Г.Н., Шкердин Д.Г., Котов Е.В. «Число отражающих слоев как доминирующий фактор влияния акустической решетки на степень когерентности оптического поля» Квантовая электроника, 38, № 7, с. 678-680 (2008)

Проанализировано влияние двух основных режимов анизотропной брэгговской акустооптической (АО) дифракции на степень когерентности оптического поля с точки зрения числа слоев акустической решетки, пересекаемых оптическим пучком. На базе АО взаимодействия в монокристалле ТеО₂ показано, что несмотря на значительное различие (примерно в 5 раз) между акустическими частотами, используемыми в режимах больших и малых углов падения света относительно фронта акустической волны, характер спекл-структуры в них практически одинаков.

Котов В.М., Шкердин Г.Н., Шкердин Д.Г., Котов Е.В. «Число отражающих слоев как доминирующий фактор влияния акустической решетки на степень когерентности оптического поля» Квантовая электроника, 38, № 7, с. 678-680 (2008)

Проанализировано влияние двух основных режимов анизотропной брэгговской акустооптической (АО) дифракции на степень когерентности оптического поля с точки зрения числа слоев акустической решетки, пересекаемых оптическим пучком. На базе АО взаимодействия в монокристалле ТеО₂ показано, что несмотря на значительное различие (примерно в 5 раз) между акустическими частотами, используемыми в режимах больших и малых углов падения света относительно фронта акустической волны, характер спекл-структуры в них практически одинаков.

Шленская Т.В., Баулина Т.В., Красуля О.Н., Шестаков С.Д., Ринк Р. «Сонохимический реактор с симметричной колебательной системой акустической ячейки и непараметрическим (фазовым) управлением излучателями» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 80-93 (2014)

Кратко изложены основные положения концепции пищевой сонохимии, которая принята в настоящее время в России. Описан кавитационный реактор с симметричной колебательной системой акустической ячейки, специально разработанный и изготовленный в Эстонии на основе модели многопузырьковой кавитации и теории подобия кавитационных процессов. Приведен анализ его конструкции в сравнении с известными реакторами, подходящими для сонохимических исследований в пищевой промышленности. Реактор содержит два одинаковых излучателя герметично закрепленных посредством эластичных прокладок и фланцев в узлах колебательных смещений акустических трансформаторов на противоположных торцах корпуса. Они встречно испускают в обрабатываемый раствор когерентные плоско-упругие волны. Показано, что такая конструкция сонохимического реактора обеспечивает повышение его производительности и уменьшает потери акустической энергии. Описывается также возможность фазового управления излучателями этого реактора при обработке также истинных и коллоидных водных растворов и дисперсных систем с удельными акустическими сопротивлениями не как у химически чистой воды. Такие реакторы будут эффективны в пищевой сонохимии при обработке растворов NaCl различной концентрации. Разработка позволяет в растворе с любым удельным акустическим сопротивлением получить наивысшую рассеиваемую на кавитации акустическую мощность и максимальную производительность обработки без увеличения подводимой электрической мощности. Расстояние между излучающими торцами трансформаторов в реакторе кратно числу полуволн их колебаний в химически чистой воде, а фазы излучателей задаются в зависимости от этого числа и длины волны колебаний обрабатываемой жидкости.

Шмелева С.М., Лыткин А.П., Карабутов А.А., Симонова В.А., Ларичев А.В. «Разработка метода оптоакустического контроля лазерного воздействия при фотокоагуляции сетчатой оболочки глаза» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Биомедицинские приложения", с. 74-79 (2014)

В настоящее время фотокоагуляция является наиболее широко используемой технологией для лечения ряда заболеваний сетчатки. В работе разработан акустический датчик для контроля лазерного воздействия при фотокоагуляции. Одновременно с облучением сетчатки фотокоагулирующим лазером осуществляется ее зондирование импульсным лазером. Зондирующие импульсы при поглощении в пигментном эпителии сетчатки создают акустистическую волну вследствие оптоакустического эффекта. Амплитуда акустической волны регистрируется специально разработанным датчиком, помещенным на склеру глаза. Проведена калибровка акустического датчика для определения температуры сетчатки по амплитуде акустического импульса.

Шпак С.А. «О возникновении демаскирующего спектрального вально-лопастного ряда при реализации интерференционного обнаружителя подводного объекта» Специальная техника, № 6, http://www.ess.ru/sites/default/files/files/annotations/2014-6.pdf (2014)

Рассмотрена возможность возникновения демаскирующего спектрального вально-лопастного ряда за счет модуляции излученного высокочастотного гидроакустического сигнала при отражении его от вращающегося гребного винта при реализации интерференционного обнаружителя. Приведены результаты экспериментальных исследований, проведенные в гидроакустическом бассейне, по выделению спектрального вально-лопастного ряда от вращающегося гребного винта.

Шпынев Б.Г., Ойнац А.В., Лебедев В.П., Черниговская М.А., Орлов И.И., Белинская А.Ю., Грехов О.М. «Проявление гравитационных приливов и планетарных волн в долговременных вариациях геофизических параметров» Геомагнетизм и аэрономия, 54, № 4, с. 540-552 (2014)

Исследованы долговременные вариации параметров верхней атмосферы Земли и параметров геофизической активности на основе текущих спектров. Рассмотрены основные источники квазипериодических колебаний в атмосфере, включая вариации солнечного излучения, геомагнитной активности и силы тяжести. Показано, что наиболее устойчивые квазигармонические вариации связаны с приливными гравитационными колебаниями и планетарными волнами Россби, которые имеют устойчивый спектральный состав. Эти колебательные процессы вносят существенный вклад в динамику средней и верхней атмосферы, а также проявляются в ионосферных параметрах.

Андреева Е.В., Магдич Л.Н., Мамедов Д.С., Руенков А.А., Шраменко М.В., Якубович С.Д. «Перестраиваемый полупроводниковый лазер с акустооптическим фильтром во внешнем оптоволоконном резонаторе» Квантовая электроника, 36, № 4, с. 324-328 (2006)

Исследован перестраиваемый полупроводниковый лазер, в котором в качестве активного элемента использовался лазерный усилитель на основе двухпроходного суперлюминесцентного диода, а в качестве спектрально-селективного элемента – акустооптический фильтр во внешнем оптоволоконном резонаторе. Получена непрерывная спектральная перестройка в полосе шириной до 60 нм с центральной длиной волны 845 нм и "мгновенной" шириной линии генерации менее 0.05 нм. Частота свипирования в полном диапазоне перестройки достигала 200 Гц. Непрерывная выходная мощность автоматически поддерживалась постоянной и достигала 1.5 мВт при выводе излучения через одномодовый световод.

Цукерников И.Е., Шубин И.Л., Тихомиров Л.А., Невенчанная Т.О. «Разработка национального стандарта на требования к качеству и критериям тестирования программного обеспечения для расчетов уровня шума на местности» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Шумы и вибрации", с. 49-55 (2014)

В настоящее время в России для ускорения и упрощения акустических расчетов внешнего шума используются разнообразные программные продукты как отечественной, так и зарубежной разработки. Зачастую при применении этих программных продуктов не представляется возможным проверить корректность реализации алгоритмов расчетов и правильность полученных результатов. В связи с этим в международной организации по стандартизации в 2012 г. поставлена тема по разработке стандарта, устанавливающего требования к качеству данных программных продуктов и регламентирующего критерии их тестирования. Аналогичная тема включена в план национальной стандартизации на 2013–2014 гг. В ее рамках разработан проект стандарта, который, позволял бы оценить способ реализации в программном обеспечении используемых на территории Российской Федерации расчетных методик, и сделать сами расчеты максимально открытыми и прозрачными. В настоящем докладе описаны результаты выполненной работы, рассмотрены основные положения проекта стандарта. Рассмотрен также вопрос создания единого формата данных, который позволял бы синхронизировать и осуществлять перенос результатов и исходных данных между различными программными средствами.

Цукерников И.Е., Шубин И.Л., Тихомиров Л.А., Невенчанная Т.О. «Разработка национального стандарта на требования к качеству и критериям тестирования программного обеспечения для расчетов уровня шума на местности» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146303 (2014)

В настоящее время в России для ускорения и упрощения акустических расчетов внешнего шума используются разнообразные программные продукты как отечественной, так и зарубежной разработки. Зачастую при применении этих программных продуктов не представляется возможным проверить корректность реализации алгоритмов расчетов и правильность полученных результатов. В связи с этим в международной организации по стандартизации в 2012 г. поставлена тема по разработке стандарта, устанавливающего требования к качеству данных программных продуктов и регламентирующего критерии их тестирования. Аналогичная тема включена в план национальной стандартизации на 2013–2014 гг. В ее рамках разработан проект стандарта, который, позволял бы оценить способ реализации в программном обеспечении используемых на территории Российской Федерации расчетных методик, и сделать сами расчеты максимально открытыми и прозрачными. В докладе описаны результаты выполненной работы, рассмотрены основные положения проекта стандарта. Рассмотрен также вопрос создания единого формата данных, который позволял бы синхронизировать и осуществлять перенос результатов и исходных данных между различными программными средствами.

Козлов Н.В., Шувалова Д.А. «Экспериментальное измерение инерционных колебаний границы раздела несмешивающихся жидкостей в горизонтальной цилиндрической полости при вращении» Современные проблемы науки и образования, № 6, http://www.science-education.ru/pdf/2014/6/1396.pdf (2014)

Экспериментально изучается динамика границы раздела двух несмешивающихся жидкостей различной плотности в горизонтальной цилиндрической полости при вращении. Под действием центробежной силы жидкости распределяются в виде вложенных цилиндров – столб легкой жидкости занимает устойчивое положение вдоль оси вращения полости. В системе отсчета полости вектор силы тяжести вращается, что приводит к колебаниям внутренней жидкости. При этом ось столба легкой жидкости движется по окружности. На границе раздела при этом распространяется инерционная волна малой амплитуды, которая генерирует медленное отстающее движение. Волна проявляет себя в радиальном смещении столба легкой жидкости относительно оси полости. Это смещение стационарно в лабораторной системе отсчета. При повышении интенсивности дифференциального вращения наблюдается возрастание амплитуды колебаний столба легкой жидкости. По достижении критической скорости вращения на границе развивается возмущение в виде гребней, вытянутых вдоль оси вращения. Рассматривается методика измерения амплитуды колебаний границы раздела. Изучено влияние скорости вращения полости на амплитуду волны, которая возбуждается на цилиндрической границе раздела. Проводится сравнение экспериментальных значений амплитуды с теоретическими.

Шулейкин В.Н. «Шумы Земли и атмосферное электричество» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Геоакустика", с. 20-25 (2014)

В ходе комплексных наблюдений акустических шумов в диапазоне 1–10 кГц и атмосферного электрического поля – АЭП Камчатские исследователи зафиксировали спад поля со сменой знака после увеличения уровня шумов на порядки. По мере удаления от источника техногенных сейсмических шумов – маневровые железнодорожные пути, – наблюдался уверенный рост АЭП на величину ∼200 В/м. У железной дороги колебания ощущались «ногами», т.е. имели амплитуду до десятых долей миллиметра. При регистрации полярных проводимостей почвенного воздуха над линией метро с глубиной заложения ∼30 м наблюдался рост сигнала на 30–40% от фонового уровня при прохождении поезда. Анализ результатов режимных наблюдений глобальных океанических микросейсм Северной Атлантики периодов 4–9 с и АЭП показал наличие связей между рассматриваемыми параметрами в периоды микросейсмических бурь, когда амплитуда микроколебаний возрастала на порядок. При наблюдениях полярных проводимостей воздуха отношение контролируемых параметров выше и ниже работающего контрафорса, установленного у торца аварийного здания, составляет порядок. Полученные результаты позволяет утверждать, что микроколебания Земли в диапазоне от 10 кГц до десятых долей Гц неизбежно приводят к интенсификации воздухообмена почва-атмосфера; с уменьшением частоты колебаний эффективность воздействия растет, достигая своего максимума при деформациях. На территории газохранилища проложено два профиля сейсмических и атмосферно-электрических наблюдений. Частотный диапазон используемых сейсмоприемников делился на несколько поддиапазонов 10–20, 20–40, 40–80, 80–160, 160–320 Гц. Максимальные коэффициенты корреляции АЭП и сейсмических шумов были получены в поддиапазонах 40–80 и 80–160 Гц.

Шульгина Ю.В., Солдатов А.И., Солдатов Д.А., Шульгин Е.М. «Определение временного положения эхоимпульса методом двухчастотного зондирования» Контроль. Диагностика, № 13, с. 152-154 (2014)

Шульгина Ю.В., Солдатов А.И., Солдатов Д.А., Шульгин Е.М. «Определение временного положения эхоимпульса методом двухчастотного зондирования» Контроль. Диагностика, № 13, с. 152-154 (2014)

Гуревич С.Ю., Петров Ю.В., Голубев Е.В., Шульгинов А.А. «Экспериментальная установка для регистрации импульсных электромагнитных полей, возбуждаемых волнами Лэмба в магнитополяризованной металлической пластине» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, № 34, с. 146-149 (2012)

Экспериментально исследован процесс регистрации ультразвука, возбуждаемого лазером в металлических пластинах с помощью широкополосного ЭМА-приемника. Результаты исследований можно использовать для создания бесконтактных методов и средств ультразвукового контроля листовых металлоизделий.

Шамаев А.С., Шумилова В.В. «Прохождение плоской звуковой волны через слоистый композит с компонентами из упругого и вязкоупругого материалов» Акустический журнал, 61, № 1, с. 10-20 (2015)

Рассматривается задача о прохождении плоской звуковой волны через плоский слой композита конечной толщины. Предполагается, что композит состоит из взаимно чередующихся слоев упругого и вязкоупругого изотропных материалов, причем все слои композита либо параллельны, либо перпендикулярны фронту падающей волны. Кроме того, толщина каждого отдельного слоя композита считается много меньше как длины акустической волны, так и толщины композита. Для исследования поставленной задачи применяется усредненная модель композита, с помощью которой находятся коэффициенты отражения и прозрачности, а также изменение уровня интенсивности звука при прохождении его через слой композита.

Шамаев А.С., Шумилова В.В. «Отражение плоской акустической волны от границы раздела упругого материала и слоистой упруго-жидкой среды» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 45-53 (2014)

Рассмотрена гетерогенная среда, состоящая из изотропного упругого материала и вязкой сжимаемой жидкости. Одна половина такой среды состоит из сплошного упругого материала, а другая – из взаимно чередующихся слоев упругого материала и жидкости. С помощью усредненной модели гетерогенной среды исследована задача об отражении плоской акустической волны от плоской границы раздела сплошного упругого материала и слоистой среды. Найдены амплитуды отраженной и прошедшей волн для среды, слои которой параллельны или перпендикулярны фронту волны.

Буров В.А., Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Муханов П.Ю., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Выделение мод из шумового поля мелкого моря одиночными донными гидрофонами для целей пассивной томографии» Акустический журнал, 60, № 6, с. 611-622 (2014)

Рассматривается возможность выделения мод, распространяющихся между двумя пространственно разнесенными точками наблюдения, без использования вертикальных антенн и низкочастотных излучателей. Выделение мод происходит из взаимной функции корреляции шумов, принимаемых одиночными гидрофонами. Показано, что основной вклад в взаимную функцию корреляции шумов дают моды на частотах вблизи минимумов дисперсионных зависимостей их групповых скоростей, где наблюдаются области стационарной фазы. Этот факт позволяет идентифицировать моды разных номеров, а также оценить времена их распространения между приемными гидрофонами, что может стать основой построения пассивной модовой томографии мелкого моря по данным с одиночных донных гидрофонов. Селекция мод осуществлена на основе данных натурного эксперимента, проводившегося в Баренцевом море.

Преснов Д.А., Разин А.В., Собисевич А.Л., Шуруп А.С. «Влияние неоднородых структур нижних слоев атмосферы на условия трансформации сейсмоакустических полей» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Геоакустика", с. 26-33 (2014)

Решена задача о возбуждении сейсмоакустических волн в системе однородное изотропное упругое полупространство–однородный газообразный слой–однородное газообразное полупространство при действии на поверхность упругой среды перпендикулярного к ней точечного гармонического силового источника. Данная система моделирует Землю, приземный слой воздуха с резким контрастом температуры и более высокие слои атмосферы. Получены выражения для волновых полей в виде интегралов Фурье–Бесселя. Основное внимание уделено исследованию акустических волн в газообразном полупространстве. Получено приближенное выражение для поля акустической волны в газообразном полупространстве, справедливое на больших по сравнению с длиной волны расстояниях от источника. Рассмотрен случай, когда скорость звука в слое больше скорости звука в газообразном полупространстве (при этом имеет место антиволноводное распространение акустических волн), а также случай низкоскоростного слоя, когда возникает приповерхностный рефракционный волновод. Получены интегральные выражения для средних за период волны мощностей излучения акустической волны в трех разных областях газообразного полупространства. Выполнен численный анализ мощностей излучения акустических волн в случаях высокоскоростного и низкоскоростного приземных слоев. Приведены результаты обработки данных натурных экспериментов по регистрации акустических и сейсмических сигналов при проведении промышленных взрывов в карьере Лебединского горно-обогатительного комбината.

Преснов Д.А., Разин А.В., Собисевич А.Л., Шуруп А.С. «Влияние неоднородых структур нижних слоев атмосферы на условия трансформации сейсмоакустических полей» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 146312 (2014)

Решена задача о возбуждении сейсмоакустических волн в системе однородное изотропное упругое полупространство–однородный газообразный слой–однородное газообразное полупространство при действии на поверхность упругой среды перпендикулярного к ней точечного гармонического силового источника. Данная система моделирует Землю, приземный слой воздуха с резким контрастом температуры и более высокие слои атмосферы. Получены выражения для волновых полей в виде интегралов Фурье–Бесселя. Основное внимание уделено исследованию акустических волн в газообразном полупространстве. Получено приближенное выражение для поля акустической волны в газообразном полупространстве, справедливое на больших по сравнению с длиной волны расстояниях от источника. Рассмотрен случай, когда скорость звука в слое больше скорости звука в газообразном полупространстве (при этом имеет место антиволноводное распространение акустических волн), а также случай низкоскоростного слоя, когда возникает приповерхностный рефракционный волновод. Получены интегральные выражения для средних за период волны мощностей излучения акустической волны в трех разных областях газообразного полупространства. Выполнен численный анализ мощностей излучения акустических волн в случаях высокоскоростного и низкоскоростного приземных слоев. Приведены результаты обработки данных натурных экспериментов по регистрации акустических и сейсмических сигналов при проведении промышленных взрывов в карьере Лебединского горно-обогатительного комбината.

Мельников А.В., Елисеев Л.Г., Лысенко С.Е., Перфилов С.В., Шурыгин Р.В., Крупник Л.П., Козачок А.С., Смоляков А.И. «Радиальная однородность геодезических акустических мод в омических разрядах с низким В на токамаке Т-10» Письма в ЖЭТФ, 100, № 9-10, с. 633-638 (2014)

На токамаке Т-10 (большой и малый радиусы R = 1.5 м, а = 0.3 м, тороидальное магнитное поле В = (1.5–2.5) Тл) с помощью зондирования пучком тяжелых ионов (HIBP) проведены прямые измерения колебаний электрического потенциала в горячей зоне плазмы на частотах геодезических акустических мод (GAM). В разрядах с пониженным магнитным полем В = 1.55 Тл диагностический пучок может прозондировать достаточно широкую радиальную область плазмы (0.06 < γ < 0.28 м). Это позволило исследовать радиальную структуру GAM. Показано, что в исследованном режиме частота и амплитуда GAM постоянны по радиусу во всей области наблюдения. Таким образом, экспериментально показано, что наблюдаемая частота GAM может не соответствовать предсказаниям локальной теории (f ∼ √T_e) в широком радиальном диапазоне, сравнимом с малым радиусом плазмы. Численное моделирование динамики турбулентности с помощью решения МГД (магнитной гидродинамики) уравнений Брагинского для периферийной плазмы показало формирование GAM в наблюдаемом диапазоне частот за счет нелинейного взаимодействия мод широкополосной турбулентности.