Гончаров В.В., Шуруп А.С., Годин О.А., Заботин Н.А., Веденев А.И., Сергеев С.Н., Brown M.G., Шатравин А.В. «Томографическая инверсия измеренных функций взаимной корреляции шумов океана в мелкой воде с использованием лучевой теории» Акустический журнал, 62, № 4, с. 431-441 (2016)

На основе экспериментальных данных, полученных в 2012 г. во Флоридском проливе, исследуется возможность применения лучевой томографии для восстановления профилей скоростей звука и течения по измеренной двухточечной функции корреляции шумов океана. Описаны результаты численных экспериментов, которые характеризуют погрешности инверсии, обусловленные особенностями лучевой структуры в мелком море, трудностями однозначной идентификации лучевых приходов и снижением точности геометрической акустики на низких частотах. Показано, что в условиях маломодового распространения звука использование классической схемы лучевой томографии может дать лишь грубую оценку профиля скорости звука, но позволяет приближенно восстановить профиль скорости течения. Применение пассивной лучевой томографии к экспериментальным данным дает профиль скорости течения во Флоридском проливе, который согласуется в пределах погрешности инверсии с независимыми измерениями.

Заграй Н.П., Михралиева А.И., Строчан Т.П. «Экологический мониторинг по динамической характеристике нелинейного взаимодействия в упругих средах» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 12, с. 44-56 (2015)

Экологический мониторинг проводится по изменению характерных параметров контролируемой среды. Предлагается ранее не рассматривающаяся динамическая характеристика нелинейного взаимодействия акустических волн – нелинейное ускорение. Оценена возникающая при этом динамика изменений расстояний разрывов при искажении простой волны с учетом квадратичной и кубической физических нелинейностей диагностируемой среды. Показаны характерные особенности ускорения и их соответствие для квадратичной и кубической нелинейностей акустических волн в среде распространения. Поведение ускорения как динамической характеристики нелинейного взаимодействия акустических волн может быть использовано для мониторинга среды распространения. Величина кубической нелинейности вносит в ускорение наблюдаемой мощной волны несимметричность его искажения. Учитывая появляющуюся несимметричность в поведении ускорения может быть построен метод оценки вклада величины кубической нелинейности. Численными методами с помощью компьютера можно оценивать подобный вклад в нелинейный процесс. Акустическое ускорение при подробном анализе приобретает конкретный физический смысл. Оно является нелинейным ускорением при единичной силе, действующей на физическую среду при нелинейном взаимодействии акустических волн. Также рассмотрены среды с модулями упругости на растяжение и сжатие среды при деформации, называемые разномодульными средами. Для разных изменяющихся параметров приведены графические зависимости ускорения для разномодульных сред. Аналогичным методом получены зависимости ускорений для этих случаев. Несимметричность также позволяет оценивать величины вкладов кубической нелинейности. Подобный метод позволяющие проводить оценку степени различия в таких средах разномодульных средах, Это является важным результатом для практики нелинейной акустической диагностики.

Заикин О.С., Петров П.С. «Алгоритм восстановления профиля скорости звука в акустическом волноводе мелкого моря по данным модовой дисперсии» Автометрия, 52, № 3, с. 53-60 (2016)

Рассмотрена задача восстановления профиля скорости звука в водном слое волновода мелкого моря методом геоакустической инверсии по данным точечного измерения импульсного сигнала. Разработан и реализован алгоритм решения такой задачи с применением высокопроизводительных вычислительных средств. Численными экспериментами с помощью этого алгоритма показано, что восстановление профиля скорости звука в водном слое можно осуществить, используя достаточно грубые оценки геоакустических параметров дна. Если в спектре сигнала значительная часть энергии приходится на высокие частоты, то применение этих оценочных значений не приведёт к снижению точности восстановления профиля скорости звука.

Киселев С.П., Киселев В.П., Зайковский В.Н. «О механизме автоколебаний сверхзвуковой радиальной струи, истекающей в затопленное пространство» Прикладная механика и техническая физика, 57, № 2, с. 53-63 (2016)

Представлены результаты экспериментальных исследований и численного моделирования автоколебаний в сверхзвуковой радиальной струе, вытекающей из плоского радиального сопла в затопленное пространство. Показано, что в струе развиваются изгибные колебания, приводящие к ее разрушению. Установлено, что большую роль в образовании автоколебаний играет обратная связь, которая осуществляется звуковыми волнами в газе, окружающем сверхзвуковую струю.

Зайцев А.А., Руденко А.И., Матвеева Т.Ю. «Строение и характеристики нелинейных стационарных волн на поверхности горизонтального течения идеальной жидкости с линейным профилем скорости» Физические проблемы экологии (экологическая физика) № 7, с. 60-69 (2001). 160 с.

Излагается новая методика и предварительные результаты изучения строения и характеристик нелинейных стационарных волн на поверхности горизонтального сдвигового течения идеальной однородной несжимаемой жидкости бесконечной глубины с линейным профилем скорости. Анализ проводится в рамках двумерной теории.

Зайцев А.И., Пелиновский Е.Н., Куркин А.А., Костенко И.С., Ялченир А. «О возможности цунами в Охотском море при глубокофокусных землетрясениях» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 52, № 2, с. 246- (2016)

Произошедшее 24 мая 2013 г. в акватории Охотского моря землетрясение магнитудой 8.3 явилось наиболее сильным в этом регионе. Проведено моделирование возможного цунами от такого землетрясения. Расчеты подтвердили, что высоты волн достаточно малы, поскольку глубина гипоцентра землетрясения была 640 км. Дан анализ колебаний буев DART в окрестности очага землетрясения. Показано, что они не связаны с волнами цунами. Анализ имеющихся мареограмм в различных пунктах Охотского моря показал, что в одном случае (о. Итуруп) наблюдаемые колебания уровня моря с высотой около 4 см могут быть отождествлены с волнами цунами.

Гулий О.И., Зайцев Б.Д., Кузнецова И.Е., Шихабудинов А.М., Балко А.Б., Теплых А.А., Староверов С.А., Дыкман Л.А., Макарихина С.С., Игнатов О.В. «Использование метода электроакустического анализа для детекции бактериофагов в жидкой фазе» Биофизика, 61, № 1, с. 60-67 (2016)

Показана возможность детекции бактериофагов с использованием метода электроакустического анализа на примере взаимодействия бактериофагов ФAl-Sp59b с микробными клетками Azospirillum lipoferum Sp59b. В качестве биологического датчика использовали пьезоэлектрический резонатор с поперечным электрическим полем, содержащий жидкостной контейнер емкостью порядка 1 мл. Установлено, что частотные зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса такого резонатора, нагруженного суспензией микробных клеток с вирусами, значительно отличаются от зависимостей резонатора с контрольной суспензией микробных клеток без вирусов. Показано, что детекция бактериофагов ФAl-Sp59b с помощью микробных клеток возможна как в присутствии посторонних вирусных частиц, так и посторонних микробных клеток. Предложенный способ позволяет достоверно определить тип исследуемого вируса уже после 5 мин его взаимодействия с индикаторной культурой. При этом минимальная концентрация вирусов составляет пять вирусных частиц на клетку. В целом представленные результаты демонстрируют возможность регистрации специфического взаимодействия бактериофагов с микробными клетками и служат основой для разработки биологического датчика для количественной детекции вирусов непосредственно в жидкой фазе.

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Копьев В.А., Остриков Н.Н., Фараносов Г.А. «Использование акустических характеристик коронного разряда для диагностики его свойств» Акустический журнал, 62, № 4, с. 424-430 (2016)

Рассмотрена работа униполярного импульсно-периодического коронного разряда. Предложен новый способ анализа его свойств на основе рассмотрения структуры излучаемого разрядом звука. Разложение звукового поля на азимутальные компоненты позволяет связать их с силовым или тепловым воздействием коронного разряда на среду и оценить их относительный вклад в этом случае.

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Пальчиковский В.В., Храмцов И.В., Берсенев Ю.В. «Экспериментальное исследование шума турбулентных вихревых колец в заглушенной камере» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 2, с. 133-151 (2016)

Приводятся первые результаты по экспериментальной диагностике аэроакустических свойств фундаментального объекта механики жидкости и газа – турбулентного вихревого кольца, которые были получены с помощью современных методов многоканальных акустических измерений и постпроцессинга. Шум вихревого кольца удается различить на фоне помех только в специальных акустически заглушенных камерах. В данной работе регистрация шума свободно летящего вихревого турбулентного кольца проводилась в заглушенной камере размерами 10×6,7×4,1 м, недавно построенной и введенной в эксплуатацию в лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа Пермского национального исследовательского политехнического университета. В результате проведенных экспериментов удалось выделить шум кольца и получить усредненные по ансамблю реализаций узкополосные спектры звукового давления, что говорит о хорошем акустическом качестве разработанного и изготовленного генератора вихрей и введенной в эксплуатацию в ПНИПУ акустической заглушенной камеры в целом. Эти эксперименты, в свою очередь, дают возможность проведения на их основе тонких аэроакустических исследований.

Замураев В.П., Калинина А.П. «Воздействие приповерхностных энергетических импульсов на сверхзвуковое течение в канале переменного сечения» Инженерно-физический журнал, 89, № 3, с. 680-686 (2016)

Изучено влияние пристеночного импульсно-периодического подвода энергии на формирование ударно-волновых структур в плоском канале переменного сечения. Энергия подводится в секции постоянного сечения с числом Маха потока M=2. Средняя по времени подводимая мощность соответствует сгоранию водорода с коэффициентом избытка воздуха от 1 до 10. Задача решается в рамках уравнений Эйлера. Для анализа воздействия источников используется критериальный подход. Применимость полученных аналитических зависимостей подтверждается численным решением двумерных уравнений Эйлера.

Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В. Гидроакустические волны и морская поверхность. Сер. 12. Современные проблемы океанологии (2013). 132 с.

Книга знакомит читателя с основными физическими механизмами, в рамках которых происходит взаимодействие гидроакустических волн с морской поверхностью. Рассмотрены такие механизмы как: рассеяние и отражение гидроакустических волн; генерация гидроакустического шума морской поверхностью; возмущения поля поверхностных волн гидроакустическим излучением.

Солдатов Г.В., Тарасов С.П., Каевицер В.И., Захаров А.И., Смольянинов И.В. «Определения скорости звука в донных отложениях при экологическом мониторинге» Инженерный вестник Дона, 39, № 4-2, с. 30 (2015)

Основная часть загрязняющих веществ накапливается в морских осадках. Отсюда вытекает важность проблемы непрерывного мониторинга состояния дна и донных осадочных структур внутренних водоемов и морей. В работе рассмотрен метод дистанционного зондирования донного грунта с целью определения скорости звука в донном грунте. Предлагаемый метод позволяет проводить измерения при совместном расположении излучателя и приемника. В основе предлагаемого метода лежит метод лучевого параметра. Для проведения измерений по методу лучевого параметра необходимо либо обладать протяженной приемной антенной системой, способной определить направление прихода отраженных от дна акустических сигналов при простом всенаправленном излучателе, либо излучать узконаправленным источником звука и принимать относительно простой протяженной приемной антенной. С помощью параметрической антенны можно сформировать акустический луч шириной несколько градусов. Такой ширины луча достаточно для реализации метода лучевого параметра. Авторами предложено приближение метода лучевого параметра, позволяющее совместить местоположение излучателя и приемника, тем самым значительно упростив приемную антенну. Для проверки адекватности метода было проведено моделирование и проведены экспериментальные исследования. При моделировании закладывались реальные параметры морских донных слоистой структуры и приемоизлучающих систем. В результате моделирования были определены границы применимости предложенного метода при исследовании морских грунтов. Для определения скорости звука в слое морских осадков с приемлемой погрешностью нужно излучать акустические сигналы под углом не более 10°. Экспериментальные исследования в акустическом бассейне показали качественное совпадение полученных данных с теоретическими.

Каевицер В.И., Тарасов С.П., Захаров А.И., Смольянинов И.В., Солдатов Г.В. «Возможность определения изменения скорости звука в водонасыщенных средах при вертикальном гидролокационном зондировании» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 12, с. 67-77 (2015)

Рассмотрены возможности и предложены методики дистанционного зондирования донного грунта и водной толщи с целью определения их акустических свойств по фазовым измерениям эхосигналов при вертикальном акустическом зондировании узконаправленным излучением эхолотами и профилографами. Это позволит получить качественно новую информацию о неоднородностях воды и донного грунта и возможность более точной их классификации. Рассмотрен порядок получения распределения отраженного сигнала эхолота по запаздыванию. Определена разность фаз сигналов соседних отсчетов по различию во времени запаздывания сигналов. Выявлена связь разности фаз сигналов соседних отсчетов со скоростью звука в неоднородном слое. Рассмотрен применение описанного метода для получения еще одной классификационной характеристики – определение возможной дисперсии скорости звука в донных отложениях. Для реализации предлагаемого метода необходимо сформировать специальный двухчастотный сигнал. Для экспериментальной реализации когерентного двух частотного зондирования дна был применен алгоритм раздельной обработки эхо-сигналов из нижней и верхней половины спектра излучаемого ЛЧМ сигнала. Приведены экспериментальные результаты применения разработанных методик для дистанционного определения изменений скорости звука в воде и донных отложениях. Для исследования информативности фазовых характеристик эхосигналов профилографа при классификации донных отложений было проанализировано распределение по дальности приращения разности фаз сигналов отдельно для «низкочастотного» и «высокочастотного» диапазона. Получена информация о набеге по запаздыванию (производной) разности фаз между эхо-сигналами на акустических изображениях, полученных при использовании «высокочастотной» и «низкочастотной» составляющих зондирующего сигнала. Полученные результаты указывают на неслучайный характер измеряемых величин, они открывают возможность формирования с помощью статистической обработки новых устойчивых признаков для целей дистанционной классификации донных отложений. Экспериментальное применения фазовых методов для исследования вариаций скорости звука в приповерхностном слое воды позволило выявить качественное совпадение изменений скорости звука по предлагаемой методике с измерениями скорости звука с помощью специализированного погружного прибора, осуществляющего измерения контактным способом. Намечены направления дальнейших исследований для реализации разработанных методик в принципиально новых перспективных измерительных системах дистанционного зондирования водной среды и донных отложений.

Бункин Ф.В., Денисов Г.Г., Железняков В.В., Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Литвак А.Г., Мареев Е.А., Месяц Г.А., Сергеев А.М., Таланов В.И., Фортов В.Е., Хазанов Е.А. «Андрей Викторович Гапонов-Грехов (к 90-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 186, № 6, с. 687-688 (2016)

Миронов А.К., Крашенинников С.Ю., Маслов В.П., Захаров Д.Е. «Экспериментальное исследование распространения волн неустойчивости в затопленной струе при поперечном акустическом возбуждении» Акустический журнал, 62, № 4, с. 480-488 (2016)

Экспериментально исследованы особенности распространения волн неустойчивости в слое смешения турбулентной струи при возбуждении струи внешней акустической волной. Применялась техника условного фазового осреднения данных, полученных при помощи технологии Particle Image Velocimetry с использованием опорного сигнала микрофона, расположенного вблизи струи. Проведено исследование влияния частоты возбуждения на характеристики крупномасштабных структур в слое смешения. Показано, что закономерности распространения волн неустойчивости хорошо согласуются с полученными ранее данными по локализации источников звука в турбулентных струях.

Игнатьев А.А., Каракозова А.В., Игнатьев С.А., Захарченко М.Ю. «Аналитическая оценка автокорреляционной функции виброакустических колебаний в динамической системе станка. Часть 2» Вестник Саратовского государственного технического университета (СГТУ), 4, № 1, с. 89-93 (2015)

Рассматривается вывод аналитического выражения для автокорреляционной функции виброакустических колебаний динамической системы станка, включающей параллельное соединение двух колебательных звеньев, при условии, что сила резания в стационарном режиме имеет составляющую типа «белый шум».

Коновалов В.В., Игнатьев А.А., Захарченко М.Ю. «Экспериментальные исследования виброакустических колебаний динамической системы токарного станка ПАБ-350 при различных условиях резания» Вестник Саратовского государственного технического университета (СГТУ), 4, № 1, с. 94-98 (2015)

Рассмотрены результаты экспериментальных исследований виброакустических колебаний узлов токарного станка модели ПАБ-350 при обработке колец подшипников различными резцами с определением целесообразного режима резания по запасу устойчивости динамической системы.

Зверев А.Я. «Механизмы снижения шума в салоне самолета» Акустический журнал, 62, № 4, с. 474-479 (2016)

Приводится обзор мировых тенденций в развитии методов и подходов к снижению шума в салоне самолета. Обсуждаются механизмы пассивного и активного контроля шума и вибраций, применение инновационных материалов, новые подходы к созданию всех составляющих элементов конструкции фюзеляжа и другие перспективные физические направления снижения шума в салоне самолета.

Муравьев В.В., Злобин Д.В., Леньков С.В., Зверев Н.Н. «Прибор для измерений скорости акустических волн в металлах и сплавах» Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 142-146 (2016)

Описаны схема и принцип действия прибора для измерения времени распространения ультразвуковых волн на основе метода автоциркуляции с использованием современной элементной базы. Представлены схемотехнические решения, позволяющие существенно снизить погрешность измерения. Рассмотрены методы, обеспечивающие высокую точность при определении скорости ультразвуковых волн в стальных образцах. Показаны области использования прибора.

Дудников Я.А., Звонков Н.И., Рутковский Р.В. «Методика ультразвукового контроля головными волнами сплошности металла шпилек» Безопасность труда в промышленности, № 3, с. 52-55 (2016)

Лавров А.П., Зейдлиц А.А., Иванов С.И. «Исследование выходного шумового распределения в акустооптическом фильтре сжатия ЛЧМ радиосигналов» 3 Всероссийская конференция по фотонике и информационной оптике, Москва, 29–31 янв., 2014: Сборник научных трудов, с. 33-34 (2014)

Рассматривается акустооптический фильтр (АОФ) линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) радиосигналов, выполненный по схеме, предложенной Геригом и Монтагю. Целью работы является исследование поведения шумовой составляющей в отклике фильтра при разных отношениях С/Ш на входе.

Бункин Ф.В., Денисов Г.Г., Железняков В.В., Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Литвак А.Г., Мареев Е.А., Месяц Г.А., Сергеев А.М., Таланов В.И., Фортов В.Е., Хазанов Е.А. «Андрей Викторович Гапонов-Грехов (к 90-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 186, № 6, с. 687-688 (2016)

Анисимкин В.И., Воронова Н.В., Земляницин М.А., Пучков Ю.В., Пятайкин И.И. «Новые возможности термокондуктометрических датчиков акустического типа» Нелинейный мир, 14, № 3, с. 23-27 (2016)

Экспериментально исследованы изменения скорости поверхностных и пластинчатых акустических волн в нагретых (∼100°С) пьезокристаллических звукопроводах кварца, ниобата лития и силиката висмута при одновременном и раздельном воздействии физических параметров газов и скорости ламинарных газовых потоков. Разработаны способы подавления этих изменений для нежелательных газов. Каждый способ подавления продемонстрирован на конкретном примере.

Муравьев В.В., Злобин Д.В., Леньков С.В., Зверев Н.Н. «Прибор для измерений скорости акустических волн в металлах и сплавах» Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 142-146 (2016)

Описаны схема и принцип действия прибора для измерения времени распространения ультразвуковых волн на основе метода автоциркуляции с использованием современной элементной базы. Представлены схемотехнические решения, позволяющие существенно снизить погрешность измерения. Рассмотрены методы, обеспечивающие высокую точность при определении скорости ультразвуковых волн в стальных образцах. Показаны области использования прибора.

Знаменская И.А., Сысоев Н.Н., Мурсенкова И.В., Иванов И.Э., Глазырин Ф.Н. «Образование и динамика взрывных волн от наносекундного актуатора» Ученые записки физического факультета МГУ, № 3, с. 163603 (2016)

Нестационарное поле скорости течения за ударными (взрывными) волнами в воздухе исследовано методом цифровой трассерной анемометрии (Particle Image Velocimetry, PIV). Ударные волны были инициированы поверхностным скользящим разрядом наносекундной длительности (плазменным листом) при давлении воздуха (2–4)·10⁴ Па. Анализ пространственного распределения скорости потока за фронтом ударных волн показал, что импульсный энерговклад однороден вдоль разрядных каналов плазменного листа.

Знаменская И.А., Сысоев Н.Н., Коротеева Е.Ю., Новинская А.М. «Особенности спектров турбулентных пульсаций струйных затопленных течений воды» Ученые записки физического факультета МГУ, № 3, с. 163606 (2016)

В данной работе экспериментально было показано наличие двойного инерционного интервала для квазидвумерного турбулентного течения, реализованного с помощью специального дискообразного тройника при взаимодействии двух затопленных струй. Регистрация велась с помощью тепловизионной камеры с частотой кадров от 100 Гц в широком спектральном диапазоне через стенку, прозрачную для ИК-излучения.

Гувернюк С.В., Зубков А.Ф., Симоненко М.М. «Экспериментальное исследование сверхзвукового обтекания осесимметричной кольцевой каверны» Инженерно-физический журнал, 89, № 3, с. 670-679 (2016)

Представлены результаты экспериментального исследования сверхзвукового обтекания осесимметричной кольцевой каверны прямоугольного сечения на цилиндрическом теле с коническим наконечником. Исследуется эволюция обтекания каверны при непрерывном изменении ее протяженности. По параметру относительной протяженности каверны определены границы переходной области, в пределах которых возможны как открытая, так и замкнутая схемы обтекания. Показано, что режим обтекания в переходной области зависит от предыстории течения. Описаны основные стадии перестройки режимов обтекания каверны на границах переходной области.

Зубов Л.М. «Уравнения нелинейной динамики упругих оболочек в цилиндрических эйлеровых координатах» Доклады академии наук, 468, № 1, с. 29-32 (2016)

Формулируются уравнения динамики упругих оболочек, испытывающих большие деформации. За независимые переменные принимаются эйлеровы координаты на круговом цилиндре и время, а одной из неизвестных функций является расстояние от точки поверхности оболочки до оси цилиндра. Уравнения динамики нелинейно-упругих оболочек в эйлеровых координатах удобны при точной постановке задачи взаимодействия сильно деформируемых оболочек с движущимися жидкостями и газами. Полученные уравнения могут быть использованы для динамических расчетов процессов протекания жидкостей и газов в трубопроводах, кровеносных сосудах, шлангах и других нелинейно-деформируемых тонкостенных трубчатых элементах конструкций.