Самохин В.Ф., Маслова Н.П., Юдин В.Г. «Расчетная оценка влияния конфигурации выхлопного тракта ТРДД «ДИЦ с третьим контуром" на акустические характеристики СДС» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 57-58 (2017)

Рассматривался СДС с величиной взлетной/посадочной массы 131,65/78,32 т и с ТРДД «ДИЦ с третьим контуром» в силовой установке на режимах взлета и захода на посадку при наличии в воздухозаборном и выхлопном трактах силовой установке пассивной системы шумоглушения.

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Храмцов И.В., Черенкова Е.С., Юдин М.А. «Экспериментальное исследование шума турбулентного вихревого кольца» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 30 (2017)

Представлены результаты экспериментальных исследований шума турбулентного вихревого кольца и его направленности. Эксперименты проводились в акустической заглушенной камере в лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ. Вихревые кольца создавались с помощью поршневого генератора вихревых колец. По микрофонам, расположенным вблизи траектории вихревого кольца, определялись его скорость и положение. Измерены характеристики акустического дальнего поля вихревого кольца. Проведены эксперименты с ловушкой для вихревых колец и измерен фоновый шум. По сравнению спектров в экспериментах при наличии вихревого кольца и его отсутствии выделена частота, соответствующая характерной частоте излучения вихревого кольца. С помощью многомикрофонных решеток измерена азимутальная структура пульсаций давления дальнего поля пролетающего вихревого кольца. Проведено исследование зависимости характеристик акустического дальнего поля в зависимости от положения и скорости вихревого кольца. Результаты сравнивались с результатами предшествующих экспериментальных и теоретических исследований о проблеме излучения звука вихревым кольцом.

Акиньшин Р.В., Юдин М.А. «Стационарное движение тонкого вихревого кольца и его осесимметричные колебания» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 30 (2017)

Вихревое кольцо является удобным объектом как для теоретического, так и экспериментального исследования. В силу большой сложности его описания, теоретическое изучение динамики проводится лишь в приближении тонкого вихревого кольца. Параметр тонкости вихревого кольца определяется как отношение характерного радиуса сечения ядра к радиусу вихревого кольца μ≪em>a/R. В работе найдены стационарные решения для однородного (завихренность пропорцианальна расстоянию от оси симметрии) и изохронного (одинаковый период обращения для всех жидких частиц в ядре) вихревых колец в невязкой несжимаемой жидкости. Получены форма границы и скорости в ядре вихревого кольца с точностью до третьего приближения по μ . Вычислены энергия и импульс для каждого из рассматриваемых течений. Разработан алгоритм нахождения высших приближений в задаче об изохронном вихревом кольце. Решена задача об осесимметричных собственных колебаниях вихревого кольца для обоих случаев. Показано, что в случае однородного вихревого кольца возмущения имеют непрерывный и дискретный спектр колебаний, а в случае изохронного – только дискретный.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Акиньшин Р.В., Юдин М.А. «Стационарное движение тонкого изохронного вихревого кольца» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 194-195 (2017)

Исследуются стационарные решения для тонкого вихревого кольца в невязкой несжимаемой жидкости в безграничном пространстве. Для построения стационарных решений рассматривается процедура Френкеля, использующая преобразование заданного распределения завихренности в плоском течении с круговыми линиями тока к стационарному вихревому кольцу в виде разложения по параметру тонкости кольца. Так. двумерный вихрь с постоянной завихренностью преобразуется в вихревое кольцо с однородным распределением, в котором модуль завихренности пропорционален расстоянию от оси симметрии. Для этой задачи найдены следующие, не полученные ранее, члены разложения. Однако однородное распределение не является изохронным, т. е. время обращения жидких частиц по линиям тока в ядре вихря различное, несмотря на изохронность исходного двумерного течения. Главной целью работы является построение алгоритма нахождения течения для изохронного вихревого кольца, в котором периоды обращения одинаковы для всех жидких частиц в вихревом ядре. Поскольку двумерное распределение, переходящее в изохронное кольцо, заранее неизвестно, процедура Френкеля существенно модифицирована таким образом, что само изохронное течение определяется на каждом шаге итерационной процедуры. Для построения этого решения с произвольной точностью существенно используется получение в работе решение для вихревого кольца с однородным распределением, к которому на каждом шагу вычисляются необходимые поправки. Важность исследования изохронного вихревого кольца связана с тем, что все его нетривиальные колебания относятся только к дискретному спектру в то время, как кольца с другим распределением завихренности (включая однородное) обладают еще и непрерывным спектром. Это означает, что с точки зрения задачи устойчивости изохронное вихревое кольцо является простейшим 3-мерным вихревым объектом.

Акиньшин Р.В., Юдин М.А., Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Получение высших приближений в задаче о возмущении тонкого изохронного вихревого кольца» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 196-197 (2017)

Изучение динамики вихревого кольца представляет большой интерес, так как вихревое кольцо позволяет исследовать механизмы образования шума в турбулентных течениях. Этот объект легко может быть создан в опыте для экспериментального исследования и допускает теоретическое описание как стационарных, так и колебательных режимов. В то же время, теоретическое изучение динамики вихревого кольца проводилось лишь в приближении тонкого вихревого кольца. Параметр тонкости вихревого кольца определяют, как отношение характерного радиуса сечения ядра вихревого кольца к радиусу вихревого кольца. Из всевозможных течений выделяется движение изохронного вихревого кольца, для которого период обращения жидких частиц внутри ядра вихревого кольца постоянен. Для такого вихревого кольца отсутствуют возмущения непрерывного спектра, что существенно облегчает проведение аналитических расчетов. Главной целью данной работы является получение более высокого приближения для базисных деформаций, чем это было сделано ранее. Это позволит в дальнейшем более детально исследовать колебания вихревого кольца и, в частности, проверить предположение о новой неустойчивости этого течения, связанной с взаимодействием мод с энергией разного знака.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Юдин М.А. «Разработка экспериментального подхода исследования сдвиговой неустойчивости в двумерной системе» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 198 (2017)

Сдвиговая неустойчивость приводит к неустойчивости трехмерных вихрей и связанна с потоком энергии из критического слоя к вихревому ядру. Как теоретическое, так и экспериментальное исследование сдвиговой неустойчивости в трехмерных течениях представляет большую сложность. Колебания двухмерного вихря оказываются нейтрально устойчивыми. Ранее была предложена система, состоящая из цилиндра, обтекаемого безграничным циркуляционным потоком с монотонно убывающей завихренностью, в которой реализуется сдвиговая неустойчивость. Позже в связи с принципиальной ограниченностью области течения была рассмотрена задача о циркуляционном обтекании цилиндра ограниченным в пространстве потоком с малой монотонно убывающей завихренностью. Целью настоящей работы является дальнейшее исследование данной неустойчивости и возможности ее экспериментального обнаружения. В предыдущих работах рассматривалась течение в невязкой жидкости. В работе рассмотрено наложение малой монотонной завихренности на вязкое течение между двумя коаксиальными цилиндрами, известное как течение Куэтта. Исследована возможность экспериментального получения предложенного течения.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Юдин М.А. «Неустойчивость цилиндра в циркуляционном потоке несжимаемой идеальной жидкости» Прикладная математика и механика, 81, № 2, с. 216-229 (2017)

В рамках двумерных уравнений Эйлера исследуется устойчивость системы, состоящей из внутреннего незакрепленного кругового цилиндра, обтекающей его несжимаемой жидкости с круговыми линиями тока и внешнего закрепленного цилиндра (стакана). Получено уравнение для собственных частот при различных средних течениях, реализуемых между цилиндрами. Приведены точные решения этого уравнения и дан их анализ. Проведено энергетическое исследование потери устойчивости в системе.

Юлдашев П., Аверьянов М., Хохлова В., Оливьер С., Блан-Бенон Ф. «Распространение нелинейных сферически расходящихся n-волн в среде с релаксацией» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 33-35 (2006)

Экспериментально и теоретически исследуется распространение нелинейных ударных волн в однородной среде с релаксацией.

Андрияхина Ю.С., Синильщиков И.В., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Ускорение тепловой абляции биологической ткани с использованием ударно-волнового режима облучения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 133-134 (2017)

Gредставлен численный алгоритм моделирования уравнения теплопроводности, оптимизированный для расчета температурного поля и объемных разрушений в биологической ткани, облучаемой мощным фокусированным ультразвуком. Исследован характер единичного воздействия на ткань для трех режимов облучения с разными пиковыми интенсивностями, но с одинаковой полной энергией пучка, которая достигается за счет различного времени облучения: гармонического режима, традиционного для ультразвуковой хирургии, и двух импульсно-периодических ударно-волновых режимов с различной пиковой интенсивностью. Рассчитаны распределения температуры и тепловой дозы, достигаемые за интервал времени между смещением фокуса терапевтической ультразвуковой решетки вдоль траектории облучения ткани. Показано, что использование ударно-волновых режимов облучения позволяет за времена нагрева порядка миллисекунд получать локальные тепловые разрушения ткани.

Гильфанова Л.И., Цысарь С.А., Юлдашев П.В., Свет В.Д. «Акустическое поле в неоднородных средах в виде костей черепа» Труды школы-семинара “Волны-2015”. Секция “Спектроскопия, диагностика и томография”, с. 22-26 (2015)

Сегодня ультразвук активно используется во многих областях науки, техники и медицины. Широкий спектр применений ультразвука связан с его способностью проникать внутрь исследуемых объектов. На этом основан целый ряд методов ультразвуковой диагностики. Целью работы является разработка метода для расчёта структуры волновых полей в условиях неоднородной среды. Практическая ценность метода обусловлена необходимостью расчёта полей в задаче визуализации структур головного мозга сквозь кости черепа, являющиеся рассматриваемыми неоднородностями. Для возможности проведения численного анализа и модельного эксперимента необходимо иметь фантомы костей с известными акустическими параметрами: скоростью звука, скоростью сдвиговых волн, коэффициентом затухания и его частотной зависимостью. Однако для воспроизведения таких эффектов можно обойтись и без сложного фантома и, более того, можно сделать его однородным с некими усреднёнными параметрами плотности и скорости, которые можно легко варьировать. При этом рассеяние звука на внутренних неоднородностях кости можно сымитировать дополнительными неровностями нижней границей кости с заданным пространственным масштабом, который также можно изменять, применяя соответствующую механическую обработку этой поверхности. Многочисленные исследования акустических параметров черепной костной ткани показывают, что она характеризуется очень широким диапазоном плотностей, скоростей продольных волн и коэффициентов поглощения. В работе для создания фантомов кости черепа использовались модифицированная эпоксидная смола марки ЭД-20 из состава клея ЭДП (производство г. Дзержинск), отвердитель и порошок оксида алюминия.

Юлдашев П.В., Бобина А.С., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Моделирование нелинейных сфокусированных ультразвуковых пучков в теле человека с учетом плавных неоднородностей мягких тканей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 55-56 (2017)

В настоящее время методы численного моделирования становятся необходимым инструментом при решении практических задач неинвазивной ультразвуковой хирургии. Для планирования протокола облучения, обеспечения эффективности и безопасности воздействия высокоинтенсивного сфокусированного ультразвукового пучка на ткань необходимы точные количественные данные о параметрах поля в месте воздействия. Прямыми экспериментальными методами получить такие данные практически невозможно, поэтому важную роль играет численный эксперимент, имитирующий клинические условия и максимальным образом включающий в себя данные измерений. Одной из основных моделей при описании ультразвуковых пучков большой интенсивности является уравнение Вестервельта, решения которого достаточно широко исследованы для случаев фокусировки в однородной среде. При распространении ультразвука в теле человека необходимо также учитывать пространственные неоднородности акустических параметров среды, такие как скорость звука, плотность, коэффициент нелинейности, а также частотно-зависимый закон поглощения различных мягких тканей. В данной работе уравнение Вестервельта было обобщено на случай описания нелинейных волн в среде с плавными неоднородностями. Был развит алгоритм численного моделирования полученного уравнения в предположении малости эффектов обратного рассеяния. Трехмерные пространственные распределения скорости звука и плотности в области торса человека восстанавливались на основе данных компьютерной томографии (КТ) и учитывались на каждом пространственном шаге сетки вдоль оси пучка с помощью единого комплексного множителя. Коэффициенты поглощения и нелинейности задавались путем сегментации КТ-изображений, выделении областей, занимаемых различными органами или тканями, и присвоения соответствующих этим типам органов либо тканей значений. С использованием полученных пространственных распределений акустических парамегров было проведено моделирование фокусировки ультразвукового пучка в область почки. В качестве примера рассматривалось поле одиночного излучателя в виде сферического сегмента с частотой f=1 МГц, радиусом а=5 см и фокусным расстоянием F=9 см. Показано, что наличие неоднородностей приводит к ухудшению качества фокусировки, заключающемся в смещении положения фокуса, уменьшении уровней давления и степени проявления нелинейных эффектов в фокусе, а также появлении дополнительных боковых лепестков. Рассмотренные эффекты могут затруднять реализацию терапевтического воздействия на ткань, особенно на большой глубине.

Казова М.М., Юлдашев П.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Сравнение методов дирейтинга нелинейных ультразвуковых полей для медицинских диагностических датчиков» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 54-55 (2017)

В медицинских диагностических приложениях ультразвука важно уметь предсказывать параметры акустического поля в биологической ткани, а также оценивать значения теплового и механического индексов, ответственных за безопасное воздействие на ткань. Для оценки параметров поля в ткани используется дирейтинг – метод «переноса» результатов измерений параметров поля в воде на случай распространения диагностического импульса в биологической ткани, обладающей гораздо более сильным поглощением. В современных приложениях диагностического ультразвука используются импульсы достаточно большой амплитуды, при распространении которых сильно проявляются нелинейные эффекты. Дирейтинг нелинейных полей диагностического ультразвука является сложной задачей, поскольку низкий коэффициент усиления в фокусе приводит к тому, что взаимосвязанные эффекты нелинейности и поглощения важны на всем пути распространения волны от излучателя до фокуса и должны быть учтены в дирейтинге. В этом случае получить точные аналитические решения для переноса параметров поля не удается. В данной работе проведено сравнение двух приближенных методов дирейтинга – стандартного, в котором профиль давления волны в фокусе пучка в воде домножается на экспоненциальный множитель, описывающий поглощение в ткани, и нелинейного, где поглощение в ткани учитывается за счет понижения амплитуды волны на источнике. Исследование проводилось для ультразвуковых полей диагностической решетки РЫНрз С5-2 в широком диапазоне начальных амплитуд давления на излучателе; рассматривались случаи запитывания 16, 32, 40, 64 и 128 элементов решетки. Профили давления ультразвуковой волны в воде были измерены в эксперименте с помощью оптоволоконного гидрофона, а также получены в численном моделировании на основе трехмерного уравнения Вестервельта. Затем результаты, полученные с помощью двух методов дирейтинга, сравнивались с результатами точного моделирования нелинейного поля в биологической ткани с поглощением 0.5 Дб/см/МГц, зависящим от частоты по степенному закону с показателем 1.2. Были получены оценки точности двух методов для механического и теплового индексов. Так, было показано, что уровни пикового отрицательного давления, ответственного за значения механического индекса, более точно (до 10%) предсказываются методом нелинейного дирейтинга.

Карзова М.М., Юлдашев П.В., Росницкий П.Б., Хохлова В.А. «Численные подходы к описанию нелинейных ультразвуковых полей медицинских диагностических датчиков» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1028-1033 (2017)

Проведено сравнение двух теоретических моделей описания нелинейных фокусированных ультразвуковых полей, создаваемых диагностическим датчиком в виде конвексной решетки. Первая модель основана на использовании трехмерного уравнения Вестервельта и позволяет с высокой точностью описывать полную структуру поля, однако является ресурсоемкой и сложной в реализации с точки зрения численного моделирования. Во второй модели для оценки нелинейных эффектов в фокальной области пучка используется параболическое аксиально-симметричное уравнение Хохлова–Заболотской–Кузнецова (ХЗК), позволяющее в несколько сотен раз сократить время расчетов. Для постановки граничного условия в модели ХЗК определены радиус и фокусное расстояние круглого поршневого излучателя, поле на оси которого в линейном случае максимально точно аппроксимирует структуру реального поля в области фокуса. Показано, что параболическая модель позволяет достаточно точно описать пространственно-временную структуру поля вблизи фокуса на оси диагностического датчика, а также в плоскости электронной фокусировки пучка.

Юлдашев П.В., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Свет В.Д., Сапожников О.А. «Виртуальный ультразвуковой сканер для исследования проблемы визуализации структур и сосудов головного мозга через кости черепа» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 130-131 (2017)

В настоящее время визуализация внутренних структур мозга осуществляется с помощью рентгеновской или магнитно-резонансной томографии. Однако за последние несколько лет всё большее внимание стало уделяться ультразвуковым методам транскраниальной визуализации. Проблема транкскраниальной визуализации заключается в сильном влиянии эффектов поглощения, реверберации и рефракции на прохождение диагностических импульсов через кости черепа. В результате возникают паразитные сигналы, маскирующие полезные сигналы от рассеивателей, расположенных за костью. Компенсация искажений возможна при использовании многоэлементных приёмо-излучающих двумерных решёток. Для теоретического исследования возможностей двумерных решёток при транскраниальной визуализации была разработана трехмерная компьютерная модель ультразвукового сканера. Модель основана на численном решении линейного волнового уравнения для неоднородной среды без учета сдвиговой упругости. В численном алгоритме используется представление полей давления, колебательной скорости и параметров среды в Фурье-пространстве, соответствующем обычным пространственным координатам. Компоненты колебательной скорости вычисляются на смещённых на полшага по времени и по пространству сетках. В численном эксперименте моделировалось построение ультразвукового изображения при помощи решетки размером 7x×0 мм, состоящей из 10000 квадратных элементов. Череп был представлен фантомом, одна сторона которого, обращенная к решетке, была плоской, а другая сторона содержала случайные неровности с амплитудой 1–5 мм. По акустическим свойствам фантом черепа был однородным с плотностью 1900 кг/м³ и скоростью звука 2500 м/с, что соответствует параметрам реальных черепных костей. За фантомом на расстоянии 3 см был помещен сферический рассеиватель диаметром 3 мм. Для создания диагностического пучка все элементы решетки одновременно излучали одинаковый импульс частотой 1 МГц и длительностью 2 периода. При помощи эхо-импульсного метода по первым двум отражениям был восстановлен профиль неровностей кости с целью использования этой информации для коррекции аберраций. Построение изображения рассеивателя проводилось методом сложения сигналов с учётом их задержек, используемым в традиционном B-режиме ультразвуковой визуализации. Для компенсации аберраций вычислялись задержки на пути луча, проведенного между рассеивателем и элементом решетки с учетом прохождения через фантом черепа. Показано, что построить изображение рассеивателя удается только в случае компенсации аберраций.

Мездрохин И.С., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Моделирование дифракционных и нелинейных эффектов в сильно фокусированных ультразвуковых пучках с использованием широкоугольного параболического приближения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 142-143 (2017)

Описан алгоритм численного моделирования ультразвукового пучка, создаваемого аксиально-симметричным излучателем, с использованием широкоугольного приближения теории дифракции. Проводится сравнение результатов моделирования для сильно фокусирующего излучателя, полученных на основе следующих моделей: решения дифракционной задачи с помощью интеграла Рэлея; параболического приближения теории дифракции; параболического приближения с модификацией граничного условия; широкоугольного приближения с использованием различных способов задания граничного условия.

Терзи М.Е., Цысарь С.А., Юлдашев П.В., Сапожников О.А. «Экспериментальное исследование способности закрученных ультразвуковых пучков поворачивать поглотители больших волновых размеров» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 70-71 (2017)

Волны любой природы переносят энергию и количество движения. При определенных конфигурациях волновых пучков возможен также перенос углового момента; такие пучки называются «закрученными». В настоящей работе исследуется способность закрученного акустического пучка мегагерцового диапазона вращать поглотитель большого размера (диаметром в несколько десятков длин волн) в жидкости. Закрученный пучок формировался в воде пропусканием ультразвукового излучения от фокусирующего пьезокерамического источника через неоднородную по толщине 12-секторную фазовую пластину из оргстекла. Пучок распространялся вертикально вверх и направлялся на акустический поглотитель в виде цилиндра диаметром 10 см и высотой 3 см, изготовленного из силиконовой резины. Поглотитель был свободно подвешен на тонкой упругой нити. Продемонстрировано, что при облучении поглотителя он приводится во вращение. С помощью сканирования акустического поля в поперечной плоскости миниатюрным гидрофоном находились двумерные распределения амплитуды и фазы волны, и на их основе рассчитывался приложенный к поглотителю момент радиационной силы пучка. Результаты расчетов находятся в согласии с проведёнными наблюдениями.

Терзи М.Е., Цысарь С.А., Юлдашев П.В., Сапожников О.А. «Теоретический анализ крутящего момента, оказываемого закрученным ультразвуковым пучком на расположенный в жидкости поглотитель» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Волны любой природы переносят энергию и количество движения. При определенных конфигурациях волновых пучков возможен также перенос углового момента; такие пучки называются «закрученными». В работе исследуется способность закрученного акустического пучка мегагерцового диапазона вращать поглотитель большого размера (диаметром в несколько десятков длин волн) в жидкости. Закрученный пучок формировался в воде пропусканием ультразвукового излучения от фокусирующего пьезокерамического источника через неоднородную по толщине 12 секторную фазовую пластину из оргстекла. Пучок распространялся вертикально вверх и направлялся на акустический поглотитель в виде цилиндра диаметром 10 см и высотой 3 см, изготовленного из силиконовой резины. Поглотитель был свободно подвешен на тонкой упругой нити. Продемонстрировано, что при облучении поглотителя он приводится во вращение. С помощью сканирования акустического поля в поперечной плоскости миниатюрным гидрофоном находились двумерные распределения амплитуды и фазы волны, и на их основе рассчитывался приложенный к поглотителю момент радиационной силы пучка. Результаты расчетов находятся в согласии с проведёнными наблюдениями.

Мездрохин И.С., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Оценка точности численного описания дифракционных эффектов в сильно фокусированных ультразвуковых пучках с использованием различных параболических моделей и способов постановки граничного условия» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Описан алгоритм численного моделирования ультразвукового пучка, создаваемого аксиально-симметричным излучателем, с использованием широкоугольного приближения теории дифракции. Проводится сравнение результатов моделирования для сильно фокусирующего излучателя, полученных на основе следующих моделей: решения дифракционной задачи с помощью интеграла Рэлея; параболического приближения теории дифракции; параболического приближения с модификацией граничного условия; широкоугольного приближения с использованием различных способов задания граничного условия.

Росницкий П.Б., Гаврилов Л.Р., Юлдашев П.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «О возможности применения многоэлементных фазированных решеток для ударно-волнового воздействия на глубокие структуры мозга» Акустический журнал, 63, № 5, с. 489-500 (2017)

Метод неинвазивной ультразвуковой хирургии с использованием многоэлементных фокусирующих фазированных решеток уже успешно применяется для разрушения опухолей и проведения нейрохирургических операций в глубоких структурах мозга человека. В то же время был выявлен ряд недостатков существующих систем, ограничивающих возможности их клинического использования: большие размеры решетки полусферической формы, невозможность ее механического перемещения относительно головы пациента, ограниченная область динамической фокусировки в области центра кривизны решетки и опасность перегрева черепа при тепловом воздействии. В работе исследуется возможность использования решеток с меньшими геометрическими размерами и меньшим углом раскрытия для реализации ударно-волновых режимов теплового и механического (гистотрипсия) воздействия на ткани мозга, что потенциально позволит преодолеть указанные недостатки и расширить возможности транскраниальной ультразвуковой хирургии. Задача рассматривается с учетом существующих на сегодняшний день технических ограничений по интенсивности на элементах решетки.

Андрияхина Ю.С., Синильщиков И.В., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Ускорение тепловой абляции биологической ткани с использованием ударно-волнового режима облучения» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Представлен численный алгоритм моделирования уравнения теплопроводности, оптимизированный для расчета температурного поля и объемных разрушений в биологической ткани, облучаемой мощным фокусированным ультразвуком. Исследован характер единичного воздействия на ткань для трех режимов облучения с разными пиковыми интенсивностями, но с одинаковой полной энергией пучка, которая достигается за счет различного времени облучения: гармонического режима, традиционного для ультразвуковой хирургии, и двух импульсно-периодических ударно-волновых режимов с различной пиковой интенсивностью. Рассчитаны распределения температуры и тепловой дозы, достигаемые за интервал времени между смещением фокуса терапевтической ультразвуковой решетки вдоль траектории облучения ткани. Показано, что использование ударно-волновых режимов облучения позволяет за времена нагрева порядка миллисекунд получать локальные тепловые разрушения ткани.

Юлдашев Т.К. «Об одной нелокальной задаче для неоднородного интегро-дифференциального уравнения типа Буссинеска с вырожденным ядром» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 159, № 1, с. 88-99 (2017)

Рассмотрены вопросы разрешимости и построения решения одной нелокальной краевой задачи для неоднородного интегро-дифференциального уравнения типа Буссинеска четвертого порядка с вырожденным ядром. Использован метод Фурье, основанный на разделение переменных. Получена система алгебраических уравнений. Установлен критерий однозначной разрешимости поставленной задачи и доказана соответствующая теорема.

Козабаранов Р.В., Власов А.С., Юнин Д.А., Братишка Э.Н. «Пьезокерамический резонатор для исследования сонолюминесценции» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 147-148 (2017)

Приведены результаты исследования характеристик цилиндрического реакторарезонатора для изучения сонолюминесценции, изготовленного из пьезокерамики системы цирконата-титаната свинца. Измерены резонансные частоты устройства, распределение давления в объеме жидкости его заполняющей и зависимости световыхода многопузырьковой сонолюминесценции от напряжения на резонаторе в системах вода-аргон и вода–азот. Максимальный световыход зарегистрирован для системы вода–аргон. Он составил ∼5·10³ фотонов за цикл акустического поля (27 мкс) при напряжении на резонаторе ∼8 В.

Вид В.И., Степаненко А.Н., Наквасин А.Ю., Кудашин В.С., Ивакин В.В., Юнисов Р.Р. «Исследования по повышению эффективности (сокращению сроков и стоимости) проведения летных испытаний по определению характеристик шума воздушных судов на местности» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 269-270 (2017)

Целью настоящей работы является – на основе анализа основных направлений развития международных требований к авиационному шуму ВС на местности и используемых в отечественной практике методов оценки его параметров определить наиболее эффективные организационные и технические, методы сокращения сроков, стоимости и повышения точности результатов сертификационных лётных испытаний с учётом опыта разработки и использования в ЛИИ системы обеспечения сертификационных испытаний по оценке уровней шума воздушного судна на местности.

Юровская М.В., Кудрявцев В.Н. «Характеристика поверхностных волн по спутниковым изображениям солнечного блика» Природа, № 8, с. 78-80 (2017)

Панчук В.Е., Клочкова В.Г., Юшкин М.В. «Эшелле спектрограф высокого разрешения 6-метрового телескопа БТА» Астрономический журнал, 94, № 9, с. 808-818 (2017)

Приведены результаты разработки и эксплуатации НЭС БТА – Нэсмитовского эшелле спектрографа 6-м телескопа. НЭС представляет собой перестраиваемую спектральную систему с большим диаметром коллимированного пучка, пригодную для различных вариантов наблюдений. Иллюстрируются избранные научные программы, выполненные разработчиками прибора на БТА. Обсуждаются возможности развития спектрографа, используемого на БТА в течение 19 лет.

Захаров А.В., Эйсмонт Н.А., Готлиб В.М., Смирнов В.М., Юшкова О.В., Марчук В.Н. «Радиозондирование в планируемой миссии к Фобосу» Астрономический вестник, 51, № 5, с. 417-431 (2017)

ассмотрена возможность изучения внутренней структуры Фобоса радиометодами. Необходимость этих исследований связана с решением проблемы происхождения спутников Марса. Одним из наиболее эффективных методов изучения внутренней структуры малых тел и, в частности Фобоса, является радиозондирование. Планируемый в соответствии с Федеральной космической программой России на 2016–2025 гг. новый проект Бумеранг в рамках программы Экспедиция-М по исследованию Фобоса и доставке на Землю образцов грунта с его поверхности, а также особенности баллистического сценария такой экспедиции, дают уникальную возможность обеспечить радиопросвечивание этого тела для выявления особенностей внутреннего строения Фобоса и решения ключевой проблемы происхождения этого тела. В статье рассмотрены модельные характеристики внутреннего строения Фобоса, баллистические условия зондирования, анализируется оптимальный частотный диапазон зондирования, приведены основные параметры прибора, необходимого для осуществления эксперимента. Обсуждаются значение предлагаемых исследований и возможности их реализации.