Борисюк А.О. «Study of the flow and acoustic fields in a rigid-walled channel of a circular cross-section with a local axisymmetric narrowing. Part 1. Theory» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 7, № 1, с. 19-29 (2004)

Разработан аналитически-численный метод решения задач генерации звука течениями в каналах с локальными геометрическими неоднородностями. В рамках предложенного подхода найденные поля гидродинамических параметров используются для описания источников звука, а для определения поля течения и акустического поля применяются методы функций Грина и собственных функций, а также корреляционно-спектральный анализ. Решена задача генерации звука стационарным течением в бесконечном прямом жесткостенном канале кругового поперечного сечения с локальным осесимметричным сужением. Получены аналитические выражения для расчета гидродинамических и акустических характеристик течения.

Шаманаева Л.Г. «Определение внешнего масштаба атмосферной турбулентности по данным акустических измерений» Оптика атмосферы и океана, 8, № 12, с. 1847-1850 (1995)

На базе проведенных автором исследований предложен и теоретически обоснован метод дистанционного определения внешнего масштаба L₀ атмосферной турбулентности по отношению мощностей акустического излучения, рассеянного под углом q₁ ≤ 30° и q₂ > q₁ из диапазона 30°≤ q₂ ≤ 70°. Метод позволяет производить измерения в диапазоне изменения L₀ от нескольких десятков сантиметров до 20 м с приемлемой погрешностью. Работоспособность метода иллюстрируется численным экспериментом. Оценивается точность метода, и определяются границы его применимости.

Бабкин С.И., Груша Г.В. «Влияние атмосферной турбулентности на точность определения влажности воздуха амплитудным радиоакустическим методом» Оптика атмосферы и океана, 3, № 10, с. 1064-1069 (1990)

Приведены результаты численной оценки абсолютной погрешности измерения относительной влажности воздуха, обусловленной турбулентностью атмосферы, при вертикальном двухчастотном радиоакустическом зондировании. Основными мешающими факторами в данном случае являются уменьшение масштаба поперечной когерентности в звуковой волне и действие горизонтального атмосферного ветра. Оценки выполнены для кратных звуковых частот в диапазоне 1–13,6 кГц – при зондировании в атмосферном слое 50–200 м в условиях штиля и умеренного ветра. Относительная погрешность определения относительной влажности в пределах 10–100% не превышает 10%: в штилевых условиях при зондировании на частотах 3,4–6,8 и 6,8–13,6 кГц, а при скорости ветра 5 м·с^–1 – на частотах 6,8–13,6 кГц.

Бабкин С.И., Груша Г.В. «Оценка погрешности определения влажности в турбулентной атмосфере по разности фаз при радиоакустическом зондировании» Оптика атмосферы и океана, 8, № 4, с. 589-595 (1995)

Для определения влажности воздуха двухчастотным фазовым методом при радиоакустическом зондировании получены формула восстановления влажности и численная оценка влияния атмосферной турбулентности, применимые при любых соотношениях между релаксационной и зондирующими частотами. Относительное отклонение усредненной по турбулентным флуктуациям влажности от ее значений в нетурбулентной атмосфере определено в предположении малости турбулентных флуктуаций скорости звука и разности акустических фаз двух частот, гауссовой плотности распределения этих величин. Дисперсия распределения флуктуаций разности фаз вычислена для ограниченного гауссова пучка в турбулентной среде со спектром Кармана. Для достаточно больших значений структурных характеристик температуры и скорости ветра (в конвективных условиях при умеренном ветре) относительное отклонение усредненной влажности на высотах 50–200 м в этом случае не превышает 2·10^–3% , а среднеквадратическая турбулентная погрешность измерения влажности фазовым методом – не превышает 0,6%.

Бабенко В.В., Блохин В.А., Воскобойник А.В., Турик В.Н. «Пульсации скорости в закрученной струе вихревой камеры» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 5, № 1, с. 3-12 (2002)

Представлены результаты экспериментальных исследований спектральных плотностей мощности поперечных и продольных пульсаций скорости в пристеночной струе вихревой камеры. Показан вклад различных частотных компонент спектральных плотностей в общую энергию поля пульсаций скорости при изменении углов тангенциальности струи, азимутальных углов от входного сопла и расстояний к обтекаемой поверхности вихревой камеры. Ядро закрученной струи более насыщено мелкомасштабными высокочастотными вихрями, по сравнению с пристеночной областью струи, где преобладают крупномасштабные вихревые системы. С увеличением азимутального угла входящей струи происходит укрупнение продольных масштабов вихрей в пристеночной области струи, а их вклад в общую пульсационную энергию возрастает.

Борисюк А.О. «Експериментальне дослідження пристінного тиску в трубі за стенозом» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 5, № 1, с. 13-21 (2002)

Изучено поле пульсаций пристенного давления в трубе за стенотическим сужением. Выявлен резкий рост давления в конечной области сразу за стенозом и наличие четкого максимума перед точкой присоединения отрывного течения. Получены приближенные оценки для расстояния от стеноза до точки максимума давления и значения самого давления в этой точке. Изучение поведения частотного спектра пульсаций давления позволило выявить в нем низкочастотные максимумы. Установлено, что они определяются соответствующими крупномасштабными вихрями в регионах отрывного и присоединенного течения, а их частоты – характерными частотами формирования этих вихрей. Выявленные максимумы являются основным отличием исследуемого спектра от спектра пульсаций пристеночного давления, характерного для полностью развитого турбулентного течения в трубе.

Борисюк А.О. «Експериментальне дослідження пульсацій пристінного тиску в еластичній трубі за локальним осесиметричним звуженням» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 6, № 4, с. 19-26 (2003)

Исследовано поле пульсаций пристенного давления p_t в эластичной трубе за локальным осесимметричным сужением. Выявлены резкий рост давления p_t в конечной области сразу за сужением и наличие четкого максимума давления перед точкой присоединения струи. Изучение поведения частотного спектра P(f) поля p_t позволило выявить в нем низкочастотные максимумы. Установлено, что они определяются соответствующими крупномасштабными вихревыми образованиями в регионах отрывного и присоединенного за сужением течений, а их частоты – характерными частотами формирования этих образований. Сравнительный анализ данных для жесткостенной и упругой трубок показал, что эластичность трубки вызывает изменение структуры течения и соответствующее перераспределение его энергии между вихрями. Это приводит к увеличению амплитуды пульсаций пристенного давления p_t и уровней спектра P(f) на низких частотах, а также к появлению в этой области новых частотных компонентов.

Зубин М.А., Остапенко Н.А., Чулков А.А. «Об одной особенности конических течений газа с ударными волнами и отрывом пограничного слоя» Доклады академии наук, 404, № 3, с. 339-343 (2005)

Чхетиани О.Г., Калашник М.В., Чагелишвили Г.Д. «Динамика и блокирование волн Россби в квазидвумерных сдвиговых течениях» Письма в ЖЭТФ, 101, № 2, с. 84-89 (2015)

Одно из наиболее интригующих явлений в атмосфере Земли – блокирование погодных аномалий – часто связывают с появлением неподвижных, или блокированных волн Россби в зональных течениях. Для описания волн Россби в квазидвумерных потоках традиционно используют квазигеострофическую форму уравнения переноса потенциальной завихренности – уравнение Обухова–Чарни. В работе построен класс точных решений этого уравнения, описывающий волны Россби на зональном течении с постоянным горизонтальным сдвигом. Показано, что особенности волновой динамики принципиальным образом зависят от отношения длины волны к радиусу деформации Россби. Если это отношение достаточно велико, то существует длительная квазистационарная стадия эволюции, на которой меридиональное волновое число и значение полной энергии волны (близкое к максимальному значению) практически не меняются со временем. Данный эффект реализуется в условиях преобладающего вклада деформации свободной поверхности атмосферы в потенциальную завихренность. Показано, что этот эффект может приводить к новым сценариям фазовой и амплитудной блокировки волн Россби.