Марков Б.А. «Условия типа условий излучения для волновода с фланцем» Известия Челябинского научного центра УрО РАН, № 3, с. 21-30 (2000)

Условия типа условий излучения применяются для уменьшения размеров области моделирования. В данной работе построены условия типа условий излучения для полубесконечной области – полубесконечный цилиндрический волновод с плоским фланцем, прикрепленным к волноводу под прямым углом к оси волновода. Приводятся результаты расчётов с данным граничным условием для волны, движущейся по волноводу.

Марков Б.А. «Условия типа условий излучения для волновода с фланцем» Известия Челябинского научного центра УрО РАН, № 3, с. 21-30 (2001)

Условия типа условий излучения применяются для уменьшения размеров области моделирования. В данной работе построены условия типа условий излучения для полубесконечной области – полубесконечный цилиндрический волновод с плоским фланцем, прикрепленным к волноводу под прямым углом к оси волновода. Приводятся результаты расчётов с данным граничным условием для волны, движущейся по волноводу.

Овсянников В.М. «Образование волн в стационарном ламинарном течении» Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: Естественные науки, № 4, с. 51-59 (2016)

Анализируется гипотеза о возможности одновременного решения вычислительной машиной системы уравнений газовой динамики, уравнений, получающихся взятием производных от этой системы, и их линейной комбинации – волнового уравнения. Делается вывод о возможном отражении некоторых свойств решения волнового уравнения в решении газодинамической задачи в виде «паразитических осцилляций». Предложенная гипотеза требует численных иллюстраций и проверок.

Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В., Шукуров А.М. «Распространение нестационарных волн сдвига от сферического включения в упругом полупространстве» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 6, с. 62-68 (2004)

Рассмотрена нестационарная осесимметричная задача о распространении волн сдвига от сферического включения (полости или абсолютно жесткого шара) в упругом полупространстве. Использована разработанная ранее методика решения задач для аналогичных двусвязных областей. Построена разрешающая бесконечная система линейных алгебраических уравнений в пространстве преобразований Лапласа по времени, которая позволяет находить точные выражения для оригиналов. Аналогичная стационарная задача рассматривалась ранее.

Ковалев В.А., Коссович Л.Ю., Таранов О.В. «Дальнее поле волны Рэлея для упругой полуполосы при действии торцевой нагрузки» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 5, с. 89-96 (2005)

Ранее проведена классификация нестационарных напряженно-деформируемых состояний (НДС) пластин и оболочек при ударных торцевых нагружениях. Применение асимптотических методов позволило расчленить нестационарное НДС в случаях продольных воздействий тангенциального (LT) и изгибающего (LM) типов на составляющие с различными показателями изменяемости и динамичности: использовались тангенциальное и поперечное низкочастотные приближения, параболический погранслой в окрестности квазифронта (фронта двумерной волны растяжения), высокочастотные коротковолновые приближения, а также гиперболические погранслои в малой окрестности фронта волны расширения. Доказательство существования областей согласования показало полноту используемых приближений и корректность примененной схемы расчленения. Нестационарное НДС в случае нормального торцевого воздействия (NW) занимает особое место в классификации. Здесь появляется квазифронт в окрестности условного фронта поверхностной волны Рэлея, причем гиперболические уравнения теории типа Тимошенко ошибочно воспринимают этот квазифронт как фронт новой особой сдвиговой волны. Указанное свойство выделяет этот тип НДС среди вышеуказанных типов и не позволяет использовать для анализа вышеприведенную схему расчленения. Ранее сформулирована асимптотическая модель, ориентированная на выделение решения в окрестности условного фронта поверхностной волны Рэлея в классической задаче Лэмба для упругого полупространства. Эта модель предполагает на первом этапе анализ гиперболического уравнения, описывающего одномерное распространение волны Рэлея вдоль границы полуплоскости. На втором этапе определяется затухание вглубь полуплоскости путем последовательного решения двух однотипных задач Неймана. Ранее тем же самым асимптотическим методом построены уравнения дальнего поля волны Рэлея в бесконечном упругом слое. В публикуемой работе впервые асимптотическим методом построены уравнения для нахождения решения в окрестности условного фронта поверхностных волн Рэлея при торцевом воздействии нормального вида. Разработанный подход имеет общий характер и может быть использован при исследовании распространения волн в оболочках.

Ватульян А.О., Рынкова А.А. «Об одной модели изгибных колебаний пьезоэлектрических биморфов с разрезными электродами и ее приложениях» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 4, с. 114-122 (2007)

Исследованы стационарные колебания и статический изгиб биморфной пластины, состоящей из двух пьезокерамических слоев с бесконечно тонким разрезным электродом между ними. Предложена модель, учитывающая корневую особенность структуры электрического поля на границе раздела областей разрезного электрода. Для плоской задачи получено уравнение движения, сформулированы граничные условия и условия сопряжения на границе раздела областей разрезного электрода. Для пьезокерамики PZT-4 рассчитаны частоты резонанса и антирезонанса, исследована зависимость динамического коэффициента электромеханической связи от размера внутреннего электрода. Показано, что использование пластины с разрезным электродом позволяет повысить эффективность возбуждения колебаний по сравнению со случаем сплошного внутреннего электрода. В случае статического изгиба пластины-полосы определен размер внутреннего электрода, обеспечивающий значительное увеличение прогиба в центре биморфа.

Шляхин Д.А. «Вынужденные нестационарные осесимметричные колебания пьезокерамической тонкой биморфной пластины» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 77-85 (2013)

Рассматривается нестационарная осесимметричная задача для тонкой аксиально поляризованной биморфной пластины при действии на торцевых поверхностях электрического потенциала, являющегося произвольной функцией радиальной координаты и времени. На основании теории Тимошенко методом конечных интегральных преобразований построено новое замкнутое решение. Полученные расчетные соотношения позволяют исследовать напряженно-деформированное состояние пьезокерамических элементов со сплошными и разрезными круговыми электродами.

Шляхин Д.А. «Вынужденные осесимметричные колебания толстой круглой жестко закрепленной пьезокерамической пластины» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 4, с. 90-100 (2014)

Построено новое замкнутое решение осесимметричной нестационарной задачи теории электроупругости для круглой толстой пьезокерамической пластины с жестким закреплением ее внешней цилиндрической поверхности. Использование смешанных краевых условий для криволинейной плоскости позволяет получить достаточно простые расчетные соотношения. Замкнутое решение построено методом разложения по собственным вектор-функциям в форме структурного алгоритма конечных преобразований. С помощью полученных соотношений определяется частота собственных колебаний, напряженно-деформированное состояние исследуемого элемента, а также все характеристики индуцируемого электрического поля.

Еремеев В.А., Наседкин А.В. «О собственных колебаниях наноразмерных пьезоэлектрических тел с граничными условиями контактного типа» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 5, с. 15-32 (2015)

Изучены однородные задачи о колебаниях пьезоэлектрических тел наноразмеров с учетом поверхностных напряжений и электрических зарядов. Рассмотрены граничные условия, моделирующие контакт тела без трения с жесткими массивными штампами и покрытия системой разомкнутых и заземленных электродов. Приведены слабые постановки данных задач. Доказана вещественность, дискретность спектра и полнота собственных функций. Сформулированы теоремы об изменении собственных частот при учете поверхностных эффектов и при варьировании механических и электрических граничных условий и материальных характеристик. С использованием конечно-элементных аппроксимаций получены конечномерные обобщенные задачи на собственные значения. Приведены результаты конечно-элементных расчетов модельной задачи, иллюстрирующие влияние поверхностных эффектов.

Кукуджанов С.Н. «О влиянии ортотропии на собственные колебания предварительно напряженных оболочек вращения, близких к цилиндрическим» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 158-165 (1998)

Хлебцов П.А. «Численное моделирование свободных колебаний модели в трансзвуковой аэродинамической трубе» Космонавтика и ракетостроение, № 1, с. 69-73 (2016)

Представляются результаты численного моделирования свободных колебаний модели возвращаемого аппарата в трансзвуковой аэродинамической трубе при коэффициентах загрузки 0,013 и 0,002. Полученные результаты сопоставляются с данными расчёта свободных колебаний при открытых границах.

Хмелёв В.Н., Левин С.В., Абраменко Д.С., Хмелёв С.С., Цыганок С.Н., Лукаш И.К., Чигуров М.Е. «Контроль амплитуды колебаний криволинейных поверхностей многополуволновых ультразвуковых излучателей» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 180-183 (2012)

Рассмотрены предложенные авторами новые подходы к решению проблемы и практическая реализация процесса контроля амплитуды колеблющихся поверхностей многополуволновых излучателей, составляющих основу современных ультразвуковых аппаратов. Предложенный способ контроля амплитуды колебаний многополуволновых излучателей, реализующий на практике достоинства нескольких известных способов, обеспечил повышение эффективности эксплуатации ультразвуковых аппаратов различного технологического назначения.

Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Ильченко Е.В. «Исследование влияния температуры на параметры ультразвуковых колебательных систем» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 46-49 (2013)

Статья посвящена исследованию влияния температурного воздействия на ультразвуковой излучатель. Ультразвуковая колебательная система рассматривается как чувствительный элемент системы оперативного контроля свойств обрабатываемой среды. Для анализа влияния среды на ультразвуковую колебательную систему используется система электромеханических аналогий. В статье приводятся полученные результаты экспериментальных исследований, показывается влияние температурного фактора на ультразвуковые колебательные системы.

Хмелев С.С., Боброва Г.А., Карзакова К.А. «Об особенностях конечно-элементного моделирования ультразвуковых колебательных систем и их составных узлов» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 11-13 (2014)

Статья посвящена изучению необходимости использования компьютерного моделирования ультразвуковых колебательных систем, посредством использования метода конечных элементов. А именно, влияние заданных параметров конечных элементов на расчетные резонансные параметры.

Хмелев В.Н., Цыганок С.Н., Воронков А.А., Шумкова Д.Е., Демьяненко М.В. «Моделирование пьезоэлектрических элементов с помощью решателя «PIEZO»» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 15-18 (2015)

Статья посвящена проверке адекватности пьезоэлектрического анализа методом конечных элементов при моделировании ультразвуковых колебательных систем. Совпадение результатов моделирования распределения амплитуды колебаний пьезоэлемента в виде диска с данными, полученными при измерении на стенде показывают правильность предложенного подхода.

Голых Р.Н., Хмелёв В.Н., Нестеров В.А., Казанцев С.В., Доровских Р.С., Шакура В.А., Ильченко Е.В. «Выявление оптимальной конструкции ультразвукового излучателя для кавитационно-акустической интенсификации абсорбционных процессов методами компьютерного моделирования» Южно-Сибирский научный вестник, № 3, с. 9-14 (2016)

Разделение смеси газов, как существующей в природе, так и образуемой в результате той или иной химической реакции – это одна из необходимых стадий производства окислителей, инертных или горючих газов, которые применяются в промышленности, технике, медицине и системах автономного жизнеобеспечения. В статье предложен способ повышения эффективности разделения газов, основанный на применении ультразвукового воздействия для интенсификации абсорбции целевого газового компонента жидкой средой. Согласно данному способу в стекающую плёнку жидкости (абсорбента) вводятся мощные акустические или ультразвуковые (УЗ) колебания (частота 20–250 кГц) при помощи твёрдотельного излучателя. УЗ колебания создают в жидкости кавитационно-акустическое поле. Оно представляет собой кавитационные пузырьки, которые периодически расширяются и схлопываются, образуя микроскопические ударные волны с импульсами давления до 1000 атмосфер. Ударные волны приводят к образованию устойчивых капиллярных волн на поверхности раздела «жидкость–газ», что позволяет увеличить площадь межфазной границы до 4-х раз и более. Наряду с увеличением межфазной поверхности, кавитационно-акустическое воздействие способствует турбулизации местных потоков, улучшает местное перемешивание и за счёт этого в значительной степени увеличивает коэффициент диффузии отделяемого газового компонента в жидкость–абсорбент. Для обеспечения максимально эффективного воздействия на систему «жидкость–газ» разработана конструкция ультразвукового излучателя с трубчатым рабочим инструментом. Путём компьютерного моделирования выявлены оптимальные геометрические параметры данной конструкции и установлено, что максимальное звуковое давление в жидкой среде обеспечивается при диаметре утолщения в месте крепления рабочего инструмента к концентратору 60 мм.

Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Ильченко Е.В. «Принципы построения и пути развития ультразвуковых электронных генераторов» Южно-Сибирский научный вестник, № 4, с. 35-38 (2016)

Рассматриваются типовая структура современных ультразвуковых генераторов, предназначенных для работы в составе ультразвуковых технологических аппаратов, применяемых для интенсификации различных физико-химических процессов. Современный ультразвуковой генератор рассматривается не только как преобразователь электрической энергии бытовой или промышленной сети в энергию механических колебаний ультразвукового диапазона, но и как сложный объект, состоящий из ряда систем, работающих под управлением центрального микроконтроллера.

Мубассарова В.А., Богомолов Л.М., Закупин А.С., Пантелеев И.А., Наймарк О.Б. «Особенности локализации деформации и распределения очагов акустической эмиссии в образцах горных пород под воздействием одноосного сжатия и электрических импульсов» Geodynamics & Tectonophysics, 5, № 4, с. 919-938 (2014)

Представлены результаты испытаний образцов горных пород на одноосное сжатие в присутствии электромагнитного поля. Эксперименты проведены в лаборатории физических основ прочности ИМСС УрО РАН с исследованием деформации образца и регистрацией сигналов акустической эмиссии (АЭ). В процессе испытаний нагрузка изменялась ступенчато. Образцы гранита Каиндинского месторождения, Кыргызстан (однотипные с испытанными на Научной станции РАН), подвергались воздействию электрических импульсов, подаваемых на графитовые электроды, которые закреплялись на противоположных гранях образцов, при фиксированном уровне сжимающего усилия. Запись сигналов акустической эмиссии выполнялась в шестиканальном режиме многоканальной системой Amsy-5 Vallen System, что позволило определить пространственное расположение источников АЭ. Исследование деформации образца производилось при помощи оригинальных методов расчета полей деформации, основанных на корреляционном анализе оптических изображений деформированной поверхности образца (на базе системы LaVision Strain Master). Интерпретация экспериментальных данных акустической эмиссии осуществлялась на основе анализа временной зависимости акустоэмиссионной активности (количество актов АЭ в секунду), а также энергии сигналов и мест расположения их источников (дефектов). Эксперимент в ИМСС УрО РАН на установке с расширенными диагностическими возможностями (по сравнению с ранее проведенными экспериментами, которые описаны в ряде работ [Zakupin et al., 2006a, 2006b; Bogomolov et al., 2004]) способен дать новую информацию о свойствах акустоэмиссионных и деформационных откликов нагруженных породных образцов на внешнее электроимпульсное воздействие. Задача исследований также включала проверку воспроизводимости эффекта отклика скорости трещинообразования (активности АЭ) на воздействие электрических импульсов, который был ранее обнаружен авторами (НС РАН). Такая проверка имеет важное методологическое значение с точки зрения принципа рандомизации – новые эффекты (физические законы) могут считаться полностью достоверными, если они устойчивы к некоторым изменениям параметров постановки эксперимента. В небольших пределах модификация параметров может быть произвольной, отсюда – рандомизация, дополняющая распространенные критерии статистической достоверности для выборок, полученных при одних и тех же условиях. Принципу рандомизации вполне соответствует постановка экспериментов на образцах горных пород в ИМСС УрО РАН (Bogomolov et al., 2011). В связи с этим, материал образцов, режим нагружения и характеристики источника электрических импульсов выбирались сходными с экспериментами на Научной станции РАН.

Базило К.В. «Возбуждение колебаний изгиба в цилиндровых пъезоелементах» Вестник Хмельницкого государственного университета. Технические науки (Вiсник Хмельницького нацiонального унiверситету. Технiчнi науки), № 5, с. 182-184 (2014)

Работа посвящена совершенствованию пьезоэлектрических преобразователей. Особенное место пьезоэлектрические преобразователи занимают в электро и гидроакустике, где они используются для излучения и приема акустических колебаний в воздушной или водной среде. Общим заданием при совершенствовании пьезоэлектрических излучателей является увеличение дальности их действия. Для изготовления электроакустических преобразователей используются мономорфные и биморфные элементы. Описан способ возбуждения колебаний изгиба в дисковых мономорфных пьезоэлементах. Приведены схемы подключения радиально поляризуемого цилиндрового пьезоэлемента для возбуждения колебаний изгиба при разном взаимном расположении векторов электрического поля напряжения возбуждения и вектора поляризации. Создание двух контуров возбуждения в схеме пьезоэлемента позволило повысить уровень звукового давления.

Докучаев В.П., Разин А.В. «Возбуждение упругих волн в однородном полупространстве поверхностными источниками» Известия Академии наук СССР. Физика Земли, № 10, с. 81-87 (1990)

Филиппов В.Б. «Поле точечного источника вблизи вогнутой границы» Записки научных семинаров Санкт-Петербургского отделения математического института им. В.А. Стеклова РАН, 354, с. 212-219 (2007)

Рассматривается задача нахождения поля, возбужденного точечным источником, расположенным вблизи идеально отражающей вогнутой поверхности. На примере задачи Дирихле показывается, как с помощью комбинированного метода может быть получено простое представление для асимптотики решения, позволяющее получить эффективный алгоритм для численных реализаций

Шанин А.В. «Краевые функции Грина на многолистной поверхности. постановка задачи определения неизвестных констант» Записки научных семинаров Санкт-Петербургского отделения математического института им. В.А. Стеклова РАН, 354, с. 220-244 (2007)

Настоящая работа есть продолжение ранней, 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

Гусева А. «Музыкально-акустические особенности колокольного звука» Музыкальная академия, № 4, с. 162-167 (2008)

Злобин Д.В. «Моделирование звукового поля фазированной антенны» Научное обозрение, № 10-1, с. 34-36 (2014)

Рассмотрена структура звукового поля, сформированного фазированным излучателем в жидком волноводе, нагруженном на твердое упругое полупространство. Результаты аналитического и численного исследования характеристики направленности фазированной антенны показывают влияние числа элементов антенны на ширину главного максимума. Полученная модель звукового поля характеризуется наличием продольной интерференции.

Марков Б.А. «Условия типа условий излучения для волнового уравнения в некоторых плоских областях» Известия Челябинского научного центра УрО РАН, № 2, с. 23-28 (2000)

Условия типа условий излучения предназначены для переноса с бесконечности краевых условий. Без краевых условий невозможно решать уравнение численно. Ранее разными авторами был предложен ряд работ для постановки условий типа условий излучения в самых различных областях. В настоящей работе предлагается метод, позволяющий обобщить некоторые области, и находить условия типа условий излучения не для каждой области отдельно, а сразу для целого класса плоских областей.

Марков Б.А. «Некоторые свойства условий типа условий излучения для волнового уравнения в плоских областях» Известия Челябинского научного центра УрО РАН, № 1, с. 41-50 (2001)

Предложен метод построения условий типа условий излучения для различных типов волноводов. Доказан ряд утверждений, из которых является основным утверждение о достаточно быстрой сходимости ядер получающихся при построении условий типа условий излучения интегральных уравнений (1/t2). Данная методика может быть использована для численных расчётов процессов, происходящих в волноводах и открытых радиофизических системах для переноса краевых условий с бесконечности в ограниченную область.

Марков Б.А., Сухарев Ю.И. «Постановка условий типа условия излучения для двух реагирующих веществ на примере оксигидратных гелей тяжелых металлов» Известия Челябинского научного центра УрО РАН, № 1, с. 141-150 (2001)

Условия типа условий излучения построены для двух реагирующих веществ. При этом использован несколько другой способ постановки условий типа условий излучения. Если условия данного типа обычно используются для переноса краевых условий с бесконечности – чтобы ограничить расчётную область, то в настоящей статье эти условия используются для разделения в пространстве двух различных физических процессов – процесса формирования аттрактора и процесса «подачи» среды к этому аттрактору.

Марков Б.А. «Условия типа условий излучения для простейшего случая нейтральной одномерной плазмы» Известия Челябинского научного центра УрО РАН, № 2, с. 51-60 (2001)

Предлагаются условия типа условий излучения для СВЧ-ускорителя. Обычно условия типа условий излучения применяются для переноса краевых условий с бесконечности, что делает возможным решение задачи математической физики в неограниченной области. В данной работе условия типа условий излучения применяются для построения собственно решения задачи. Схема решения задачи такова: задача о динамике электронов линеаризуется с помощью преобразования Коула–Хопфа. Затем, с помощью преобразования Лапласа по полупрямой на реальной границе находится связь функции и ее нормальной производной. Из этой связи строится решение задачи в любой момент на границе (реальной) области, после чего строится решение задачи во всей неограниченной области. Заметим, что в статье не доказывается теорем, подтверждающих единственность полученного таким образом решения, а все решения строятся в приближениях.

Муравьев В.В., Стрижак В.А., Балобанов Е.Н. «К расчету параметров системы намагничивания электромагнитно-акустического преобразователя» Интеллектуальные системы в производстве, № 1, с. 197-205 (2011)

Представлены результаты сравнительного анализа параметров магнитных систем на базе постоянных магнитов на основе сплава NdFeB. Приведены результаты моделирования магнитных полей. Произведена экспериментальная проверка теоретических расчетов.

Бочкарев Н.Н., Гавриленко С.М. «Широкополосный излучатель акустических волн на принципе модуляции одноэлектродного факельного разряда» Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2, № 2, с. 206-208 (2010)

Приведено описание разработанного и изготовленного плазменного излучателя акустических волн. Излучатель, работающий на принципе модуляции одноэлектродного высокочастотного факельного разряда, имеет недостижимую для электродинамических излучателей верность передачи широкополосного акустического сигнала. Амплитудно-частотная характеристика излучателя существенно гладкая в диапазоне частот до нескольких мегагерц, что позволяет считать такой излучатель эталонным.

Нагаенко А.В., Свирская С.Н., Панич А.Е., Малыхин А.Ю., Скрылёв А.В. «Управление свойствами пьезокерамического материала системы ЦТС, используемого в гидроакустических излучателях» Инженерный вестник Дона, 41, № 2, с. 7 (2016)

Пьезокерамика на основе фаз системы (1-х)PbTiO₃–xPbZrO₃ является основой большинства высокоэффективных пьезокерамических материалов. Управлять характеристиками таких материалов можно в зависимости от метода и температуры их спекания в результате изменения механизма формирования ее микроструктуры. А контроль механизма формирования микроструктуры получаемой керамики позволяет управлять её сегнетожесткостью, электрофизическими и механическими параметрами в том числе и добротностью. Актуальным представляется изучение влияния на свойства материалов системы ЦТС технологических приемов на этапах изготовления пьезокерамических образцов.

Ермаков А.В., Щеглов Г.А. «Численное моделирование аэроупругих колебаний кольца в дозвуковом плоскопараллельном потоке» Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 11, с. 14-18 (2011)

Изучена модельная задача аэроупругости, в которой профиль, считающийся упругим кольцом, взаимодействует с двумерным потоком несжимаемой среды. Параметры потока и нагрузки рассчитаны методом вихревых элементов. Показано, что упругость профиля и его условия закрепления оказывают существенное воздействие на условия формирования завихренности и характер нестационарных аэродинамических нагрузок, которые являются полигармоническими.

Смирнов С.Г., Панкова Е.О. «Экспериментальный метод определения механизма генерации аэродинамического шума» Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 11, с. 50-56 (2016)

В машиностроении наиболее шумным является оборудование, в основе работы которого лежат аэродинамические процессы. Это вентиляторы, компрессоры, пневмодвигатели, двигатели внутреннего сгорания, газотурбинные установки и другие агрегаты. Конструирование принципиально нового малошумного энергетического оборудования требует знания причин шумообразования в уже существующих машинах. Предложен оригинальный экспериментальный метод по определению механизма генерации аэродинамического шума различных энергетических установок с помощью несложного физического опыта на примере испытания роторной газодувки Рутс производства Мелитопольского компрессорного завода. Газодинамические процессы в технических устройствах являются источниками возникновения интенсивной звуковой энергии, генерация которой может быть интерпретирована простейшими идеальными математическими моделями (монополь, диполь, квадруполь). Из теоретической акустики известно, что генерируемая звуковая энергия трех указанных типов звуковых источников зависит от степени скорости аэродинамических потоков соответственно четвертой, шестой и восьмой степени. Эксперимент позволил определить зоны монопольного, дипольного и квадрупольного характера генерации шума в диапазоне частот 125–8 000 Гц при различных режимах работы. Проведенный анализ особенностей излучения аэродинамического шума на примере газодувки Рутс в октавных полосах частот позволил подробно исследовать процессы звукового излучения. Он показал, что, несмотря на наличие трех механизмов возникновения шума, на существующих режимах работы газодувок до частоты вращения роторов 3 000 мин^–1преобладает излучение монопольного типа, подчиняющееся закону четвертой степени. Следовательно, при численном моделировании генерации звука газодувок Рутс следует использовать математический аппарат монопольного излучателя.

Негров Д.А., Новиков А.А., Шустер Я.Б. «Ультразвуковой пьезокерамический преобразователь» Динамика систем, механизмов и машин, № 1, с. 111-115 (2004)

Заславский Ю.М. «Расчет упругих волновых полей, излучаемых быстро движущимся виброисточником» Процессы в геосредах, № 4, с. 29-39 (2016)

Представлен расчет упругих волновых полей, излучаемых в твердое полупространство осциллирующей силой, имеющей нормальную ориентацию к свободной плоской поверхности, точка приложения которой равномерно и прямолинейно движется вдоль границы. Показано, что при пересечении неровной границы воздух-твердое полупространство движущимся фронтом N-волны в последнем генерируются продольные и поперечные волны со специфической направленностью: продольные волны излучаются почти вертикально вниз, поперечные – под малыми почти скользящими к границе углами. В азимутальной характеристике поверхностной рэлеевской волны, представляющей кардиоиду, возникает лепестковая структура по мере увеличения радиуса линии пересечения.

Кондратьев К.В., Непомнящий О.В., Шишкина А.Ф., Сергеевич В.Н. «Ограничительные условия реализации метода адаптивной компенсации акустической обратной связи» Инженерная физика, № 11, с. 32-38 (2016)

Изложены результаты отработки метода адаптивной компенсации акустической обратной связи (АОС) в различных условиях и при различных параметрах озвучиваемых помещений. Суть метода заключается в адаптации коэффициентов фильтра под динамически изменяющуюся переходную характеристику обратного акустического тракта. При расчетах используются коэффициенты, соответствующие задержкам обратных связей, приходящих на сенсор-приемник от источников сигнала напрямую. Основными критериями, потенциально ограничивающими корректную работу метода, можно считать габариты замкнутого озвучиваемого пространства и расстояние от сенсора-приемника до ближайшего источника сигнала, а также количество источников сигнала. Главным ограничивающим фактором является расстояние от микрофона до ближайшего источника сигнала, т.к. от этого зависит длина вектора эталонного сигнала для расчета переходной характеристики обратного акустического тракта. В рамках выявления ограничительных условий предлагается провести вычисление переходных коэффициентов обратного акустического тракта по принятому сенсором-приемником сигналу. Эксперимент повторяется для озвучиваемых помещений с различными габаритами. В результате проведенного экспериментального исследования выявлено, что для корректной реализации предлагаемого метода (в программном или аппаратном варианте) необходимо выполнение следующего условия: расстояние от сенсора-приемника (микрофона) до ближайшего источника сигнала должно быть не менее 3 м. Размерность вектора эталонного сигнала при частоте дискретизации 48 кГц равна 436 отсчетам (сэмплам).

Сучков Г.М., Тараненко Ю.К., Хомяк Ю.В. «Бесконтактный многофункциональный ультразвуковой преобразователь для измерений и неразрушающего контроля» Измерительная техника, № 9, с. 56-58 (2016)

Разработан электромагнитно-акустический преобразователь, позволяющий определять упругие характеристики материалов и проводить ультразвуковой контроль изделий с высокой достоверностью обнаружения особо опасных трещин.

Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф. «Механизм излучения звука турбулентностью вблизи твердого тела» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 98-109 (2008)

Рассмотрена задача аэродинамической генерации звука турбулентным потоком при поперечном обтекании жесткого цилиндра. С помощью метода азимутальной декомпозиции звукового поля обнаружен аномальный сдвиг местоположений эквивалентного дипольного источника в область далеко вниз по потоку за цилиндром. Дано объяснение этому эффекту с помощью анализа двумерной задачи о мультипольных источниках вблизи круга в несжимаемом приближении. Показано, что сдвиг диполя есть следствие сложения исходного квадрупольного источника и его дипольного отражения. Сделан вывод о механизме генерации дипольного шума в слабосжимаемом случае, как о не скомпенсированном отражении слабых квадруполей от криволинейной поверхности.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Об учете вязких эффектов при описании волн неустойчивости в сверхзвуковых струях» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 165-179 (2009)

Рассмотрена теория Тама шума сверхзвуковой струи, основанная на асимптотической линейной теории волн неустойчивости. Показано, что теория Тама требует дополнительного обоснования (экспериментального, теоретического и численного), поскольку имеет особенность вблизи кромки сопла при стремлении толщины сдвигового слоя к нулю. Рассмотрен один из возможных вариантов устранения этой особенности за счет введения турбулентной вязкости. Показано, что при таком подходе устраняется и сама волна неустойчивости: ее амплитуда остается малой и не выделяется на фоне прочих возмущений. В этом случае основным источником шума была бы не волна неустойчивости, а совокупность различных турбулентных возмущений, имеющих сверхзвуковую фазовую скорость, численное описание которых крайне чувствительно к принятой схеме замыкания.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Длинноволновая неустойчивость вихревого кольца» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 72-78 (1995)

Коваль К.А., Сухоруков А.Л., Чернышев И.А. «Результаты верификации численного метода расчета гидродинамических и гидроакустических характеристик плавникового движителя» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 9, № 4, с. 60-72 (2016)

На основе численных методов динамики вязкой жидкости определены гидродинамические и гидроакустические характеристики машущего крыла как основного конструктивного элемента плавникового движителя. Для верификации расчетной модели и последующего анализа плавниковых движителей более сложных конструктивных схем проведено сопоставление численных результатов с соответствующими аналитическими решениями и экспериментальными данными. Гидродинамические характеристики определялись на основе численного решения уравнений Навье–Стокса, осредненных по Рейнольдсу, замкнутых κ-ε Realizable моделью турбулентности. Для обеспечения вращения крыла в потоке использовался реализованный во многих расчетных комплексах механики жидкости и газа механизм «скользящих вычислительных сеток». Описан гибридный подход к построению математических моделей для определения шума плавникового движителя в дальнем поле с использованием уравнения Фокс Вильямса–Хоукингса. Верификация данного метода осуществлена на основе сопоставления вычислительных результатов с экспериментальными значениями уровней звукового давления при обтекании цилиндра потоком вязкого газа. Проведено сопоставление расчетных значений амплитуд пульсаций давления в дальнем поле при колебаниях крыла с аналитическими оценками, полученными в рамках модели воздействия на жидкость сосредоточенной пульсирующей силы как излучателя первого порядка. Предложенные вычислительные подходы могут применяться при проектировании перспективных пропульсивных систем, в основе которых используется машущее крыло.

Балабаев С.М., Ивина Н.Ф. «О некоторых парадоксах при анализе импульсного режима работы акустических преобразователей методом интегральных преобразований» Дефектоскопия, № 8, с. 3-8 (2016)

Рассмотрены причины появления «предвестников» и «хвостов» при анализе импульсного режима работы акустических преобразователей методом интегральных преобразований. Отмечено, что причиной их возникновения является невозможность точного учета реальной зависимости комплексного волнового числа от частоты во всем диапазоне частот.

Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф., Мунин А.Г., Потокин А.А. «Излучение звука турбулентным вихревым кольцом» Доклады академии наук, 312, № 5, с. 1080-1083 (1990)

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Колебания вихревого кольца, возникновение в нем турбулентности и генерация звука» Успехи физических наук, 170, № 7, с. 713-742 (2000)

Рассмотрены последние результаты, относящиеся к описанию собственных колебаний вихревого кольца в идеальной несжимаемой жидкости. Для описания колебаний используется поле смещений как основная динамическая переменная. Вихревое кольцо с простейшим распределением завихренности в ядре и потенциальным течением в атмосфере является главным приближением в задаче о колебаниях вихревых колец более общего вида. Оказалось, что при учете размазывания ядра (даже очень слабого) большая часть колебаний теряет устойчивость. Показано, что эффект потери устойчивости определяется знаком энергии колебаний. Вычислены энергии собственных колебаний вихревого кольца и выделены два класса колебаний – моды с положительной энергией и моды с отрицательной энергией. Именно моды с положительной энергией теряют устойчивость при размазывании завихренности ядра. Множественная неустойчивость колебаний вихревого кольца и особенности пространственной структуры собственных колебаний показывают, что турбулентность вихревого кольца могла бы явиться следствием нелинейного развития именно этих процессов. Рассмотрен новый метод исследования нестационарных процессов в турбулентном вихревом кольце, основанный на экспериментальной диагностике его звукового поля. Особенности звукового поля дают веское подтверждение модели турбулентного вихревого кольца, развитой в настоящей работе.

Копьев В.Ф., Леонтьев Е.А. «Излучение и рассеяние звука вихревым кольцом» Известия Академии наук СССР. Механика жидкости и газа, 22, № 3, с. 83-95 (1987)