Есипов И.Б. «Предисловие [II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества]» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 6 (2017)

Первая Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXVII сессией Российского акустического общества, с успехом состоялась в Москве в 2014 г. В ней приняли участие более 120 специалистов, которые представили свои доклады практически во всех областях акустики. По итогам конференции было принято решение о проведении всероссийских акустических конференций на регулярной основе раз в три года с целью регулярного обсуждения результатов ведущихся исследований и обмена научным опытом. Вторая Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с юбилейной XXX сессией Российского акустического общества, проходит в 2017 г. в Нижнем Новгороде в Федеральном исследовательском центре «Институт прикладной физики РАН», одном из ведущих научных центров страны в области акустики и ее приложений. ИПФ РАН отмечает в 2017 г. 40-летие своего образования, и проведение конференции в его стенах приурочено к этому событию. Еще одна важная юбилейная дата 2017 г., которая отмечается на конференции и всем акустическим сообществом страны – 100-летие со дня рождения академика Л.М. Бреховских, основателя советской научной школы в области акустики океана. В научную программу конференции были включены около 300 докладов, представленных авторами из более чем 30 городов Российской Федерации, а также из Беларуси, Узбекистана; соавторами ряда докладов являются ученые из Великобритании, Германии, КНР, США, Франции, Японии. Тематика конференции охватывает широкий спектр направлений исследований в области современной акустики: акустические измерения, акустика океана, акустика речи и акустические проблемы прикладной лингвистики, акустоэлектроника, архитектурная и строительная акустика, аэроакустика, биомедицинские приложения акустических методов, геоакустика, нелинейная акустика, оптоакустика и акустооптика, распространение и дифракция звуковых волн, ультразвуковые технологии, физическая акустика, шумы и вибрации. Представленные в докладах результаты относятся как к фундаментальным, так и к прикладным исследованиям и техническим разработкам, связаны с развитием акустических технологий. Многие доклады представлены на конференции ведущими российскими специалистами; вместе с тем, значительная часть результатов получена с участием молодых ученых, около 60 докладов представлено на конференции молодыми специалистами, аспирантами и студентами. Активное участие научной молодежи в конференции указывает на перспективы дальнейшего развития представленных исследований и разработок. В сборник трудов конференции включены 278 докладов, из них 9 пленарных. Разнообразие тем и высокий научный уровень представленных материалов свидетельствуют о том, что работы отечественных специалистов в области акустики развиваются весьма успешно и по многим из направлений они сохраняют передовые позиции.

Сергеев А.М. «Современное состояние исследований в ИПФ РАН» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 25 (2017)

Представлен краткий обзор истории и современного состояния работ в ИПФ РАН, организованного в 1977 г. академиком А.В. Гапоновым-Греховым. С самого начала ИПФ создавался как институт широкого профиля, выполняющий фундаментальные и прикладные исследования в различных областях физики на основе общего научного фундамента – радиофизики. Помимо целого ряда крупных достижений в области электроники больших мощностей, физики плазмы, лазерной физики и нелинейной оптики, биофотоники, гидрофизики и гидроакустики, физики атмосферы и ионосферы, нелинейной динамики, институт широко известен своей системой подготовки научных кадров. ИПФ сегодня – один из наиболее крупных научных институтов в стране, занимающий передовые позиции по многим направлениям современной физики. Значительное место среди работ института традиционно занимают акустические исследования и разработки.

Коротин П.И. «Исследования и разработки ИПФ РАН в области акустического проектирования» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 25-26 (2017)

Развитие вычислительных средств создает впечатление, что большинство задач акустики может быть решено с помощью численного анализа. При таком подходе на первый план выходит формулировка адекватной физической задаче математической модели, а беспокоиться о сложности этой модели не стоит, так как рано или поздно компьютер выдаст искомый результат. В самом деле: исходные уравнения известны, граничные условия могут быть заданы достаточно точно, от начальных условий «хорошее» решение не должно зависеть, физические параметры среды можно варьировать и исследовать зависимость решения от точности их задания. Эксперимент как бы отходит на второй план и может показаться необязательным довеском. Однако есть классы задач, в которых экспериментальный подход не может быть исключен или является полноценным партнером численных методов. К таким задачам относится в полной мере акустическое проектирование – создание конструкций с наперед заданными вибрационными и акустическими характеристиками. Здесь есть два, казалось бы, противоположных направления, которые с успехом развиваются в ИПФ РАН на протяжении уже весьма значительного времени: разработка мощных гидроакустических излучателей с высоким КПД и создание малошумных конструкций, которые, даже при наличии виброактивных элементов, будут плохо излучать звук. Наравне решения многочисленных технологических задач, продвижение в обоих этих направлениях требует решения проблем фундаментального характера. Именно в таком сочетании работы по акустическому проектированию ведутся в ИПФ РАН. Можно ли утверждать, что такие задачи имеют корректное решение? Даже при наличии множества дополнительных факторов, таких как габариты и масса конструкции, ударопрочность и требования по гидростатике, множества прочих ограничений и условий, на начальном этапе разработчик имеет дело с прототипом, построенным по каким-то иным – и часто не акустическим критериям. Прототип задает начальные условия, отталкиваясь от которых, надо предложить варианты модернизации конструкции, оптимальным образом соответствующие главному параметру – максимальному или минимальному уровню акустического давления в заданной полосе частот. Ведущая роль эксперимента – верифицировать исходную численную модель, которая в принципе может и должна быть построена по чертежам прототипа, но её корректность и точность определяет возможность дальнейшей оптимизации конструкции. Оптимизация конструкции состоит в совмещении численных и физических экспериментов по проверке различного рода предложений по изменению параметров изделия, или в автоматической подгонке этих параметров под изначально заданные требования. Представлен обзор ряда конкретных исследований и разработок ИПФ РАН в области акустического проектирования сложных конструкций, таких как корабельные корпуса и мощные низкочастотные излучатели, и тех передовых методов, которые предложены для реализации комплексного подхода к решению соответствующих задач, включая опытную верификацию и оптимизацию акустических характеристик.

Серебряный А.Н. «О научном и жизненном пути академика Л.М. Бреховских» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 26 (2017)

В 2017 г исполняется 100 лет со дня рождения выдающегося советского и российского физика, основоположника научной школы «Акустика океана» академика Леонида Максимовича Бреховских. В докладе, посвященному этому событию, будут представлены жизненные вехи и основные события творческого пути Л.М. Бреховских. В 1946 г. Бреховских, анализируя результаты опытов по распространению звука, проведенных в Японском море, обнаружил явление подводного звукового канала, которое было всесторонне изучено в его последующих теоретических исследованиях. Эти работы имели фундаментальное значение для всего развития подводной акустики как с точки зрения теории распространения волн в океане, так и практических применений. В 1957 г. вышла в свет его монография «Волны в слоистых средах», получившая широкую мировую известность, и ставшая настольной книгой гидроакустиков. Л.М. Бреховских стал первым директором, образованного в 1953 г на базе Акустической лаборатории ФИАН Акустического института АН СССР. В Акустическом институте он создал лабораторию акустических методов исследования океана, которая впоследствии трансфомировалась в отдел акустики океана, в котором работала плеяда учеников Л.М. Бреховских, составивших основу всемирно известной Школы Акустики океана. В 1970 г Л.М. Бреховских возглавил проведение гидрофизического эксперимента «Полигон-70» в Атлантическом океане на НИС «Академик Курчатов», в результате которого было сделано одно из самых крупных открытий ХХ века в науках о Земле – открыты «синоптические вихри» в океане. Результаты многочисленных экспериментов на НИС «Сергей Вавилов» и «Петр Лебедев» были обобщены Л.М. Бреховских и его учениками из Акустического института в книге «Акустика океана», за которую в 1976 г. авторскому коллективу была присуждена Государственная премия. В 1980 г. Л.М .Бреховских перешел в Институт океанологии имени П.П. Ширшова РАН и возглавил там отдел акустики океана, в котором работал вплоть до своей кончины в 2005 г.

Зверев В.А. «Вспоминая Леонида Максимовича…» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 26 (2017)

Представлены личные воспоминания о Л.М. Бреховских, оказавшем значительное влияние на развитие акустических исследований в Нижнем Новгороде.

Вировлянский А.Л. «Устойчивые компоненты акустического поля в подводном звуковом канале» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 26-27 (2017)

Предложен способ отыскания компонент звукового поля в волноводе, которые слабо меняются при вариациях параметров поля скорости звука. Такая компонента формируются узким пучком лучей, разброс вертикальных координат которых на пути до дистанции наблюдения остается меньше вертикального масштаба возмущения. Эти лучи фактически проходят через одни и те же неоднородности, и поэтому их фазы в присутствии возмущения приобретают примерно одинаковые приращения. Формируемая ими компонента монохроматического поля в возмущенном и невозмущенном волноводе отличается лишь фазовым множителем. В случае импульсного поля возмущение приводит лишь к некоторой дополнительной задержке устойчивой компоненты как целого. Для выделения устойчивых компонент из полного поля предложены две процедуры, основанные на использовании разложений поля по когерентным состояниям и нормальным модам. На простейшем примере показано, каким образом устойчивые компоненты поля могут быть использованы при решении задачи локализации источника.

Авилов К.В., Куличков С.Н., Попов О.Е. «Моделирование акустических сигналов при дальнем распространении звука в природных средах в океане, в осадочной толще, в атмосфере и их комбинациях» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 27 (2017)

Рассмотрено применение программы, реализующей новую сверхширокоугольную модификацию волнового метода псевдодифференциального параболического уравнения для расчета распространения звука в средах, включающих атмосферу, водную и осадочные толщи. Программа позволяет проводить расчеты для углов скольжения до 87°. Представлены примеры расчета звуковых полей и сигналов для задач распространения звука из атмосферы в океан и осадочную толщу и обратно.

Егерев С.В. «Фемто-, пикосекундная и терагерцовая оптоакустика применения для исследования окружающией среды» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 27-28 (2017)

Рассматриваются возможности, открывающиеся перед оптоакустической диагностикой природных сред благодаря появлению лазерных импульсных источников фемто- и пикосекундной длительности и новых средств приема и обработки высокочастотных сигналов. Основа новых возможностей – ранее не наблюдавшиеся физические явления при быстром оптоакустическом преобразовании. В докладе дается обзор новых мировых достижений и даются результаты ряда модельных экспериментов. Возбуждаемые лазером дистанционные оптико-акустические источники оказались перспективными для исследований состояния морской среды. К концу восьмидесятых годов прошлого века исследовательские центры в разных странах добились существенных успехов в полномасштабном применении опто-гидроакустической технологии. Диагностика поверхностных волн, батиметрия, мониторинг донной реверберации, зондирование слоев дна, диагностика тонкой структуры поверхности морской среды прошли этап анализа осуществимости подобных методов. Однако, несмотря на достигнутую эффективность преобразования «свет–звук», оптоакустический источник пока не нашел широкое применение в морских технологиях. Основная проблема была не только в ненадежном и громоздком лазерном CO₂ оборудовании, доступном в начале девяностых годов. Поверхностный взрывной опто-гидроакустический источник (возможный при наличии длиннофокусной инфракрасной оптики) был неудобен с точки зрения распространения звука в море. Как итог, R&D усилия были прерваны более чем на два десятилетия в ожидании появления более удобного оборудования. Сегодня ситуация изменилась. Гораздо более удобный объемный источник гидроакустического сигнала, заглубленный на 10–20 метров, связан с оптическим пробоем под действием слабофокусированного излучения новых тераваттных фемто- и пикосекундных лазеров. Выяснилось, что эта техника может обеспечить совершенно новую возможность возбуждения источников в объеме среды. С физической точки зрения «новый» оптический пробой в воде отличается от ранее известных наносекундных «искр», распадающихся на множество плазменных микрополостей и управляющихся плотностью выделившейся энергии. Напротив, теперь мы имеем дело с компактной хорошо управляемой (за счет оптической интенсивности в области перетяжки) одиночной лазерной полостью – источником эффективного звука. Определенное неудобство в том, что акустическая энергия оказывается «размазана» в очень широком спектральном диапазоне (до 6 МГц). Однако частота повторения импульсов сегодня гораздо выше предыдущих аналогов, это 10 Гц и выше, что дает устойчивое «озвучивание» акватории в пределах 1–2 км. Алгоритмы обработки сигнала и восстановления ряда важных природных параметров уже отработаны и могут быть пущены в дело. Примерно такая же, практически, тупиковая ситуация сложилась к концу 1990-х гг. в другой области применений оптоакустической спектроскопии – диагностике газовых примесей в малых концентрациях. Довольно громоздкая лаборатория на базе CO и CO₂ лазеров монтировалась на шасси грузового автомобиля и с очень умеренной чувствительностью и приблизительной надежностью выявляла газовые примеси, присущие городской среде. Большого успеха эта технология не имела. Однако сегодня развитие получает прорывная технология надежного и чувствительного оптоакустического обнаружения газовых микропримесей. Это т.н. «усиленная кварцем» фотоакустическая спектроскопия (Quartz Enhanced Photoacoustic Spectroscopy, QEPAS). Излучателями являются относительно маломощные лазеры диодного типа. «Сердцем» приемного блока является компактная прозрачная камера с высокодобротным кварцевым камертоном (Quartz Tuning Fork, QTF), имеющим частоту в диапазоне от кГц до ТГц. Излучение диода фокусируется в исследуемой пробе газа точно посередине между рожками камертона. Реакция камертона и позволяет обнаруживать малые примеси с чрезвычайно высокой чувствительностью при применении компактного и сравнительно недорогого модуля обработки. Сегодня в стадии моделирования находится применение QEPAS-метода в рамках мониторинга обнаружения промышленных газов, в пищевой промышленности, мониторинге безопасности, анализе дыхания, оценке качества воздуха в городах – и это лишь малая часть возможных применений.

Сапожников О.А. «Физическая акустика почечных камней диагностика, манипуляция, фрагментация» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 28 (2017)

Акустические волны, прежде всего ультразвуковые, находят широкое применение в современной медицине. Наряду с биомедицинскими исследованиями, принципиальную роль в разработке новых диагностических и терапевтических методов играет изучение различных физических явлений, происходящих в человеческом теле под действием ультразвука. Одним из интересных объектов исследования, с которым ассоциируется особенно широкое разнообразие физических эффектов, являются почечные камни. Они имеют более высокий акустический импеданс по сравнению с окружающими мягкими тканями и поэтому эффективно рассеивают падающие на них акустические волны, например, в процессе эхо-импульсной ультразвуковой визуализации. При этом внутри почечного камня происходит возбуждение не только продольных, но и сдвиговых волн, а на поверхности камня под действием коротких зондирующих импульсов могут образовываться и испытывать нестационарные осцилляции микроскопические газовые пузырьки. Благодаря этому имеется возможность разработки чувствительных методов диагностики мочекаменной болезни. При направлении на камень интенсивного ультразвукового пучка возникает заметная радиационная сила. Тем самым появляется возможность дистанционного перемещения камней в почке (манипуляция), причём при специальном подборе структуры акустического поля возможно осуществить и вращение камней. Наконец, если использовать акустические волны большой амплитуды, можно добиться фрагментации камней. Примером является уже давно используемый метод разрушения с помощью ударных волн – экстракорпоральная ударноволновая литотрипсия. Основные закономерности возникновения разрушающих напряжений удаётся объяснить в рамках традиционных для акустики моделей. Достигнутое понимание механизмов разрушения позволяет разработать новые способы ультразвукового разрушения камней, в частности, с использованием коротких квазисинусоидальных импульсов. В докладе рассматриваются последние результаты по диагностике, манипуляции и фрагментации почечных камней и обсуждаются соответствующие перспективы использования ультразвуковых волн.

Жуков В.Б., Катунин А.А., Селезнев И.А. «Гидроакустические преобразователи на основе перспективных пьезоматериалов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 29 (2017)

Приведены результаты исследований по возможности создания гидроакустических преобразо- вателей на основе перспективных пьезоматериалов – пьезокомпозитов на основе пьезокерамики, пьезокомпозитов на основе сегнетоэлектрических кристаллов сульфоиодида сурьмы SbSI, и пьезопленок. Обоснована необходимость создания новых конструкций преобразователей, связанная с расширением задач прикладной гидроакустики, перечислены основные достоинства таких преобразователей по отношению к традиционным датчикам на основе пьезокерамики, показана конструкция преобразователей и приведены основные характеристики, измеренные на макетах, созданных в ходе исследования. Работа выполнена в рамках проекта по заданию Фонда перспективных исследований.

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., Храмцов И.В., Черенкова Е.С., Пальчиковский В.В., Берсенев Ю.В. «Параметрическое исследование шума вихревых колец в заглушенной камере ПНИПУ» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 31 (2017)

Механизмы генерации шума интенсивными турбулентными течениями на данный момент являются недостаточно изученными. При этом основные физические закономерности должны проявляться уже в самых простых вихревых течениях. Примером такого течения может являться вихревое кольцо. Для исследования аэроакустических характеристик данного вихря авторами был спроектирован и создан специальный генератор вихревых колец, который позволяет создавать интенсивные вихревые кольца и, при этом, обладает низким уровнем структурного шума установки. Эксперименты проводились в заглушенной камере ПНИПУ, которая является единственной в мире установкой такого типа, оснащенной штатным генератором вихревых колец. В работе проводятся экспериментальные исследования по регистрации шума турбулентных вихревых колец, измерения траектории и скорости данных вихрей с помощью современных многоканальных акустических методов. Рассматриваются вихри разных размеров и скоростей, созданные с помощью сопловых насадков генератора вихревых колец размерами 30, 40 и 50 мм. Получены усредненные по ансамблю реализаций спектры для различных участков траектории движения вихревого кольца.

Остриков Н.Н., Соболев А.Ф., Яковец М.А. «Получение точного решения задачи о распространении акустических мод в прямоугольном и цилиндрическом каналах с потоком при наличии скачка импеданса» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 31 (2017)

Работа посвящена получению точного решения в задаче о распространении звука в канале с однородным потоком при наличии скачка импеданса. При этом рассматриваются два варианта канала: цилиндрический и прямоугольный со скачком импеданса на одной из стенок. Получено точное решение с помощью метода Винера–Хопфа с дополнительным условием конечности потока акустической энергии в окрестности разрыва граничных условий. Показано наличие в звуковом поле логарифмической особенности вблизи скачка. Проведено сравнение точного решения с решением, полученным методом сшивания мод, в том числе с применяемой при извлечении импеданса сшивкой по одной моде. В результате обнаружено, что относительная ошибка приближенных методов при определении амплитуд отраженных и прошедших мод может быть существенной. Полученное решение позволит уточнить методики выбора оптимальной облицовки двигателя, а также процедуру извлечения импеданса ЗПК на созданной в НИМК ЦАГИ экспериментальной установке «Интерферометр с потоком».

Кустов О.Ю., Храмцов И.В., Федотов Е.С., Пальчиковский В.В., Синер А.А., Писарев П.В. «Разработка методики проектирования резонаторов звукопоглощающих конструкций на основе экспериментальных и численных исследований» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 32 (2017)

Предложена методика определения импеданса образца ЗПК на основе численного моделирования акустических процессов в интерферометре с нормальным падением волн, а также ее использование в структуре проектирования резонаторов звукопоглощающих конструкций. Численное моделирование основано на прямом решении системы уравнений Навье–Стокса (DNS) с учётом сжимаемости в осесимметричной и трехмерной постановках. Импедансы определены путем обработки результатов численного моделирования методом передаточной функции. Выполнено сравнение полученных результатов с результатами экспериментального исследования для уровней акустического давления 130–150 дБ. Отмечено хорошее количественное соответствие между ними.

Валиев Х.Ф., Осипов А.А., Пьянков К.С., Яковлев Е.А. «Математическое моделирование звукопоглощения в сотовых резонансных конструкциях» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 32-33 (2017)

Разработаны метод и программное обеспечение для расчетного определения импедансных характеристик сотовой звукопоглощающей конструкции (ЗПК) резонансного типа, установленной на поверхности, обтекаемой турбулентным потоком газа.

Замтфорт Б.С. «Некоторые акустические характеристики трдд разных классов тяги и их использование для снижения уровней шума» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 33 (2017)

Рассмотрены акустические характеристики ТРДД в классе тяг от 12 до 18 тс и от 35 до 40 тс. Все двигатели рассматриваются с большой и сверхбольшой степенью двухконтурности (m). Известно, что с увеличением m растет и диаметр вентилятора, что приводит к необходимости: 1. уменьшить число лопаток рабочего колеса из-за роста их размеров и массы; 2. снизить частоту вращения ротора при его постоянной окружной скорости – все это ведет к снижению частоты следования лопаток вентилятора и ее гармоник. Следствием уменьшения частот следования лопаток и ее гармоник является увеличение высоты звукопоглощающих конструкций, что для двигателей очень больших тяг 35–40 тс и диаметром 3 м может создавать проблемы с их компоновкой в каналах вентилятора. В тоже время для двигателей с тягой в 12–18 тс можно применить схему с редуктором – ТРДДР. Использование редуктора дает возможность независимо выбирать числа оборотов вентилятора и его привода – турбины низкого давления (ТНД). Для вентилятора это расчетные окружные скорости (U_вр) 250–300 м/с в зависимости от требуемой степени повышения давления (πв), которая, в свою очередь, зависит от m. Чем больше m, тем меньше потребное πв и может быть меньше U_вр. У ТНД повышение окружной скорости позволяет резко сократить число ее ступеней (с 6–7 для ТРДД до 2–3 для ТРДДР), что в сочетании с увеличением числа лопаток ее последней ступени дает возможность вывести частоты следования лопаток и ее гармоник за пределы 1/3-октавной полосы частот со средней частотой (f_ср) 10 кГц. В соответствии со стандартом ИКАО уровни шума учитываются при измерениях и расчетах только в диапазоне частот от 50 Гц до 10 кГц, поэтому тональный шум последней ступени ТНД, лежащий выше 1/3-октавы с f_ср=10 кГц, не будет вносить вклад в уровни шума, создаваемые самолетом в контрольных точках.

Воронцов В.И., Зайцев М.Ю., Карабасов С.А. «Численное исследование аэродинамических и акустических характеристик вертолетного винта на режиме висения и горизонтального полета, сравнение с экспериментально полученными данными и другими расчетами» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 34 (2017)

Работа посвящена численному исследованию вертолетного винта в различных конфигурациях. Расчеты проводились для двух- и четырехлопастных конфигураций для трех различных углов установки и четырех скоростей вращения на режиме висения. В основе расчетного метода лежит гибридный метод моделирования шума. Отличительными особенностями используемого метода является разбиение области задачи на две подобласти: ближнюю и дальнюю. В ближней области проводится сквозной расчет уравнений Эйлера в неинерциальной системе координат, в дальней области применяется метод Фокса Вильямса–Хокингса. Полученные из расчета данные сравниваются с результатами аэродинамических и акустических характеристик вертолетного винта на открытом стенде. Так же проводится сравнение результатов расчета винта на режиме полета вперед при трансзвуковых концевых скоростях лопасти с данными из статьи Transonic Helicopter Noise (A.S. Morgans, S.A. Karabasov, A.P. Dowling, and T.P. Hynes).

Бендерский Л.А., Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Исследование формирования ближнего акустического поля турбулентных струй» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 34-35 (2017)

Исследовано формирование звуковых волн в ближнем поле закрученных и незакрученных турбулентных струй. Анализировалось нестационарное движение среды вблизи границ рассматриваемых струй. Распространение возмущений, в случае закрученных струй, исследовалось экспериментально, а для свободных турбулентных струй на основании вычислительного моделирования. Показано, что вблизи границ струй существует область, где разница фаз пульсаций давления и скорости составляет 90° и более, т.е. отсутствуют распространяющиеся вовне возмущения. Фазы пульсаций скорости и давления совпадают, начиная с некоторого удаления от границ струи, которое предложено принимать за границу ближнего поля.

Фараносов Г.А., Бычков О.П. «Расчет низкочастотного усиления шума струи вблизи плоской пластины на основе данных о пульсациях давления в ближнем поле изолированной струи» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 35 (2017)

Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований шума взаимодействия струи и плоской пластины. Эксперименты проводились в заглушенной камере АК-2 на модели одноконтурного сопла при наличии и отсутствии пластины, имитирующей плоскость крыла. Измерены характеристики дальнего акустического поля изолированной струи и струи при наличии жесткой пластины, расположенной параллельно оси струи на расстоянии одного диаметра сопла от нее. С помощью многомикрофонных решеток измерена азимутальная структура пульсаций давления ближнего поля изолированной струи. По результатам измерений построена упрощенная модель ближнего поля пульсаций струи, которая использована для определения величины низкочастотного усиления шума струи при наличии близкорасположенной пластины с помощью разработанного ранее аналитического метода. Проведено сравнение результатов моделирования с данными измерений шума струи при наличии пластины.

Грязев В.М., Карабасов С.А., Горбачев Д.В. «Исследование влияния температуры на положение эффективных источников шума в горячей турбулентной струе» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 35 (2017)

Изучается задача нахождения по спектрам шума в дальнем поле положения источников в горячей турбулентной струе, температура которой существенно превышает окружающую. Основой моделирования является акустическая аналогия Голдстейна и решение системы уравнений для сопряженной векторной функции Грина. В качестве эталонного решения рассматривается модель переноса звука в параллельном потоке с учетом градиента температуры, которая описывается уравнением типа Рэлея для каждой азимутальной гармоники соответствующей компоненты функции Грина. В случае простого кольцевого источника вычисление спектра шума сводится к нахождению пропагатора функции Грина, в которой также участвуют полученные из LES-расчетов безразмерные амплитуды обобщенного тензора ковариации флуктуационных напряжений.

Городкова Н.А., Чурсин В.А., Бурдаков Р.В., Берсенев Ю.В. «Разделение источников шума авиационного двигателя» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 36 (2017)

Представлен метод анализа вклада таких источников шума двигателя, как вентилятор, компрессор, струя в общий шум авиационного двигателя. Для анализа использовались данные шума двигателя, полученные на открытом стенде АО «Авиадвигатель» микрофонами давления в приземном слое и на уровне оси двигателя. Микрофоны располагались в дальнем поле на полуокружности радиусом 50 м от двигателя. С помощью методов спектрального анализа случайных данных удалось выделить шум менее значимых источников (таких как компрессор) в широкополосном шуме основных источников (вентилятор), который превышает шум компрессора даже на его резонансных частотах и делает «невидимым» вклад компрессора в общий шум двигателя. Такое разделение позволяет заранее предсказывать шум и закладывать его в процессе проектирования малошумного двигателя. Представленная методика определяет шум на наиболее значимых частотах и является первым шагом в решении этой проблемы. Планируется использовать полученные наработки для разработки комплексного метода предсказывания вклада шума отдельных источников в шум двигателя.

Крашенинников С.Ю., Маслов В.П., Миронов А.К. «Экспериментальное исследование влияния внешнего обтекания на акустическую эффективность шевронных сопел в компоновке с пилоном и крылом» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 36 (2017)

Проведено экспериментальное исследование влияния внешнего обтекания на акустическую эффективность шевронных сопел в компоновке с пилоном и крылом с закрылками. Закрылки были отклонены на угол 20°, характерный для взлета самолета. Испытания проводились на мелкомасштабных (М∼1:60) моделях. Моделировалось выходное устройство перспективного двигателя со степенью двухконтурности порядка 12. Измерения проводилось как в статических условиях, так и при моделировании условий полета – внешнее обтекание модели при числе Маха М_е=0.28. Измерены диаграммы направленности и спектры шума струи за эталонным (осесимметричным) и шевронными соплами. Показано, что шевроны снижают шум струи на величину 1–1.5 dB в статических условиях и на 0.5–1 dB при наличии внешнего обтекания. Проведены оценки влияния шевронов на эффективно воспринимаемые уровни шума (EPNL) струи двигателя в контрольных точках с учетом масштаба моделей. При оценках предполагалось, что струя является независимым источником шума самолета на местности.

Дорофеева А.А., Жарников Т.В. «Изучение зависимости уровня шума турбулентного потока от параметров течения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 37 (2017)

Целью настоящей работы является изучение влияния осредненных характеристик турбулентного потока жидкости или газа в трубе на уровень создаваемого им шума. Роль шума играют гидродинамические флуктуации давления, возрастающие с увеличением числа Рейнольдса, а в качестве параметра потока рассматривается его средняя скорость. В результате теоретического анализа корреляционных функций полей скорости и давления получена зависимость мощности шума от средней скорости. Численное моделирование турбулентного течения было выполнено в стандартном пакете CFD методом крупных вихрей (LES). Рассматривались течения газа с плотностью 100 кг/м³ в диапазоне чисел Рейнольдса от 3.2·10⁴ до 1.3·10⁵. Анализ временного распределения флуктуаций давления и скорости показал, что они могут быть описаны в рамках модели локальной изотропной турбулентности в центральной части течения. Зависимость мощности шума от средней скорости потока была найдена путем расчета временных моментов первого и второго порядков для флуктуирующих гидродинамических величин. Сравнение теоретической зависимости с результатами численного моделирования показало хорошее согласие.

Собисевич А.Л. «Наведенные гео-гидроакустические поля, порождаемые геодинамическими процессами в системе "литосфера–гидросфера–ледовый покров–атмосфера" – основа инновационных технологий мониторинга локальных неоднородностей и запасов углеводородов в Арктике» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 38 (2017)

Представлены результаты исследований в рамках крупной фундаментальной научной проблемы, связанной с поиском путей построения инновационных технологий пассивного сейсмоакустического мониторинга локальных неоднородностей и запасов углеводородов в системе «литосфера–гидросфера–ледовый покров–атмосфера». Показано, что гео-гидроакустические поля, порождаемые наведенными геодинамическими процессами в системе «литосфера–гидросфера–ледовый покров–атмосфера» несут полезную информацию, которая позволяет развивать новые инновационные технологии мониторинга локальных неоднородностей и запасов углеводородов, как на шельфе, так и в других, покрытых сплошным ледовым покровом морях Северного ледовитого океана. Известные методы зондирования литосферы в большинстве своем являются активными, что порождает целый комплекс не только технических, но и экологических проблем, связанных, в том числе, и с использованием мощных низкочастотных источников. Кроме того, разведка месторождений углеводородов в донных структурах арктических морей традиционными геоакустическими методами с помощью исследовательских судов существенно осложнена наличием многомесячного сплошного ледового покрова и требует привлечения мощных атомных ледоколов и специализированных судов ледового класса. В настоящее время к перспективным методам разведки полезных ископаемых относят технологии пассивного сейсмоакустического зондирования (метод эмиссионной сейсмической томографии, метод микросейсмического зондирования и др.), разработанные, в основном, для использования на суше. Известные конструктивные ограничения затрудняют их применение в условиях Арктики в случае наличия сплошного ледового покрова. Приведены результаты натурных наблюдений наведенных сейсмогидроакустических полей, в условиях покрытого льдом мелкого моря, исследовано влияние определяющих параметров слоистой геологической среды на фазовые и групповые скорости различных волновых мод. Решение всего комплекса поставленных в рамках фундаментальной проблемы задач обеспечивает теоретический задел для успешной разработки прорывных инновационных технологий разведки новых и круглогодичного мониторинга существующих запасов полезных ископаемых в покрытых льдом акваториях.

Каменев О.Т., Кульчин Ю.Н., Петров Ю.С., Ромашко Р.В., Колчинский В.А. «Разработка физических основ низкочастотной акустической томографии на арктическом шельфе волоконно-оптическими сейсмоприемниками» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 38 (2017)

Предложен и экспериментально исследован сейсмоприемник на основе интерферометра Маха–Цендера. Волоконно-оптический многовитковый чувствительный элемент сейсмоприемника обеспечивает высокую чувствительность к виброускорению в диапазоне 1–20 Гц. Стабильность положения рабочей точки интерферометра сейсмоприемника обеспечивается цепью обратной связи. Показано, что пороговая чувствительность сейсмоприемника 10^–7м/с² обеспечивает возможность регистрации слабых сейсмосигналов.

Малеханов А.И. «Развитие когерентных методов морской сейсмоакустики в приложении к диагностике арктического шельфа» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 39 (2017)

Доклад посвящен обзору исследований, выполняющихся коллективом сотрудников ИПФ РАН и ННГУ в рамках одноименного проекта РФФИ. Долговременная цель работ заключается в разработке методов и средств морской сейсмоакустики высокого разрешения, удовлетворяющих современным требованиям экологической безопасности проведения работ на Арктическом шельфе. Основное внимание уделено современному состоянию исследований в данном направлении и оригинальным результатам коллектива по методам решения обратной задачи реконструкции геоакустических параметров донных слоев, а также обсуждению перспектив дальнейших исследований и разработок, направленных на демонстрацию практических возможностей когерентной морской сейсмоакустики.

Петников В.Г., Григорьеа В.А., Кочетов О.Ю., Луньков А.А., Черноусов А.Д., Шатравин А.В. «Физические основы построения многоэлементной системы акустического мониторинга арктического шельфа России» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 39 (2017)

Проект направлен на разработку физических основ и информационных технологий многоэлементной системы акустического мониторинга Арктического шельфа России. Предполагается, что мониторинг должен включать в себя наблюдение за популяцией морских млекопитающих в этом районе, т.е. их обнаружение по издаваемым ими звуковым сигналам. Также должен осуществляться контроль над подводными антропогенными шумами, способными оказать негативное воздействие на этих животных, находящихся под угрозой исчезновения и внесенных в Красную книгу. Под информационными технологиями подразумеваются акустические методы (“сотовая” звукоподводная связь и навигация), обеспечивающие возможность оптимального использования стационарных гидроакустических станций и движущихся аппаратов широкого промышленного применения. Главным требованием к указанным технологиям является их ориентированность на автономную аппаратуру, способную длительно (до года) функционировать в акваториях, полностью либо частично покрытых морским льдом. В предлагаемой распределенной системе гидроакустические сигналы будут использованы не только для мониторинга подлёдной среды, но и для оперативной передачи информации от одного элемента сети к другому. Одним из результатов первого этапа стал анализ вокализации четырех видов крупных китообразных, встречающихся на Арктическом шельфе: белухи, гренландского кита, горбача и финвала. Часть из них входит в так называемый Красный список особо охраняемых морских животных (гренландский кит, горбач, финвал) или являются индикаторами устойчивого состояния морских экосистем Арктической зоны Российской Федерации (белуха). Были составлены выборки характерных акустических сигналов, излучаемых указанными крупными китообразными. Спектральный анализ указанных выборок показал, что большинство из указанных животных излучают сигналы с частотами в несколько сотен герц. Именно для этих частот была развита модель мелководного акустического волновода, характерного для Арктического шельфа. Модель предназначена для расчетов передаточной функции волновода в рамках модового представления звукового поля при небольших расстояниях r от источника звука (r<250H, H – глубина волновода). При этом условии для адекватной оценки комплексной амплитуды поля следует учитывать не только “распространяющиеся”, но и “вытекающие” моды, а также межмодовое взаимодействие. Модель учитывает следующие особенности мелководного волновода, существенные для выбранного диапазона частот: 1. Нижняя граница (дно) представляет собой жидкий слой, лежащий на твердом упругом полупространстве (вечной мерзлоте). Скорость звука в слое может быть и меньше, чем скорость звука в воде, что обусловлено присутствием в слое пузырьков природного газа. 2. Для верхней границы характерны случайные неровности, связанные как с поверхностным волнением в летний период времени, так и с шероховатостями нижней границы ледового покрова зимой. Расчеты распространения звука в рамках указанной модели позволили выявить следующие особенности затухания акустических волн на Арктическом шельфе: • при толщине жидкого донного слоя большей, чем длина волны, влияние нижнего упругого полупространства можно не учитывать; при скорости звука в жидком донном слое, близком к скорости звука в воде, затухание акустических волн резко возрастает; неровности верхней границы (и ледовый покров и поверхностное волнение) заметным образом влияют на затухание на расстояниях в несколько десятков километров при скоростях звука в водном слое бо?льших, чем скорость звука в воде. Например, при ветровом поверхностном волнении, отвечающем скорости ветра 12 м/с, и частоте звука 300 Гц затухание может увеличится на ∼6 дБ на расстоянии 30 км. Примерно, такое же увеличение затухания имеет место и при наличии ледового покрова. Следует также отметить, что величина затухания зависит от направленных свойств источника звука. Для моделирования поверхностного волнения применялся спектр Пирсона–Неймана. При моделировании неровностей, связанных с ледовым покровом, были использованы экспериментальные данные, полученные с помощью гидролокаторов, установленных на двигающихся подо льдом носителях. Луч гидролокаторов был направлен вертикально вверх. Указанные выше особенности затухания акустических волн важны не только для оценки возможностей разрабатываемой многоэлементной системы акустического мониторинга. С их учетом оказывается возможным оценить и скорость звука, а, следовательно, и газонасыщенность верхнего осадочного слоя. Соответствующая методика изложена в работе этой конференции (Григорьев В.А., Петников В.Г., Шатравин А.В.). Эти результаты имеют самостоятельное междисциплинарное значение. Во-первых, они могут быть важны применительно к проблеме оценки массированного выброса метана в атмосферу, вызывающего глобальное потепление климата. Во-вторых, они значимы, если верна гипотеза, что концентрация газовых пузырьков в дне зависит от объема залежей углеводородного сырья. Еще одним значимым результатом работы стал сравнительный анализ известных в литературе протоколов динамической маршрутизации для сетей передачи данных с точки зрения возможности их применения к каналам с низкой пропускной способностью, а именно, к придонному акустическому волноводу арктического типа. Было показано, что для сети звукоподводной связи в Арктике наилучшим образом подходят реактивные протоколы, а именно, облегченная модификация протокола AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector), называемая AODVjr. Отметим также, что для частот порядка 1 кГц, которые планируются использовать в звукоподводной связи, получена лучевая структура звукового поля в волноводе арктического типа со слоем газонасыщенных осадков.

Преснов Д.А., Собисевич А.Л., Шуруп А.С. «Метод пассивной томографической реконструкции глубинных неоднородностей морского дна» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 39-40 (2017)

Для изучения глубинного строения земной коры, которая является в значительной степени неоднородной, эффективными и все более популярными оказываются методы, использующие в своей основе упругие поверхностные волны. На сегодняшний день существует целый ряд подобных методов, разработанных изначально для применения на суше. В настоящей работе обсуждается алгоритм томографического восстановления скоростного строения геологической среды применительно к морскому дну. В качестве исходных данных в этом случае используются времена пробега поверхностных волн вдоль границы раздела упругой и жидкой сред. Развиваемый метод строится на анализе шумовых данных, регистрируемых сетью донных измерительных станций. Обсуждается возможность оценки функции Грина путем вычисления взаимно-корреляционной функции сейсмоакустического шума. Методика построения карты скоростей основывается на разложении неоднородности скорости по так называемому полосчатому базису, изначально разработанному для задач акустики океана. В результате становится возможным восстановление трехмерного распределения упругих параметров морского дна. В работе представлены результаты выполненной обработки экспериментальных данных на примере эксперимента “Plume lithosphere undersea melt” по изучению строения гавайского плюма.

Долгих Г.И. «Разработка технологии томографии земной коры шельфа и глубокого моря на основе применения береговых лазерных деформографов и широкополосных низкочастотных гидроакустических излучателей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 40 (2017)

Рассмотрены особенности разработки технологии томографии морской земной коры на основе применения береговых лазерных деформографов и низкочастотных гидроакустических излучателей. При изучении закономерностей распространения гидроакустических сигналов, создаваемых гидроакустическими излучателями, по клиновидному шельфу уменьшающейся глубины с оценкой доли гидроакустической энергии, трансформированной в сейсмоакустическую энергию, установлено, что при глубинах меньше половины гидроакустической волны практически весь сигнал распространяется в дне. При выполнении экспериментальных исследований, проведенных в бухте Витязь Японского моря с применением береговых лазерных деформографов и гидроакустического излучателя, генерирующего сложные фазоманипулированные сигналы с центральной частотой 33 Гц, отработаны основы создания технологии томографии земной коры шельфовых областей различных морей. С целью решения подобных задач при больших глубинах моря разработан и создан мощный низкочастотный гидроакустический излучатель на 19–26 Гц, предназначенный для генерации сигналов различной сложности с амплитудой до 10 кПа. В ходе его испытаний на шельфе Японского моря определены скорости волн Рэлея, Стоунли и Лява на трассе «излучатель–лазерный деформограф».

Есипов И.Б. «Томография шельфа и морской акватории на основе применения параметрического излучателя звука» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 40 (2017)

Представлены результаты компьютерного моделирования особенностей распространения направленного широкополосного акустического сигнала в условиях Баренцева моря и Черного моря в различные сезоны. Моделирование позволяет оценить дисперсионные характеристики мелководных волноводов и особенности распространения в них направленного широкополосного сигнала параметрической антенны. Обсуждаются результаты натурных экспериментов, в которых исследовались особенности распространения направленного широкополосного сигнала параметрической антенны в мелком море и результаты лабораторных исследований возможности томографии потоков в частотной области с применением многочастотных сигналов. Показана возможность одномодового возбуждения мелководного морского волновода в полосе частот 2 октавы. Обсуждается перспектива применения направленного широкополосного акустического излучения для развития междисциплинарных направлений.

Петров И.Б. «Разработка нового численного метода совместной инверсии сейсмических и электромагнитных данных, включая нелинейную инверсию, и программного комплекса на его основе» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 41 (2017)

Обратные задачи геофизики некорректны, т.е. неединственны и неустойчивы. Поэтому способы, позволяющие сузить пространство возможных решений, используются в геофизике с момента её возникновения. Так или иначе, эта задача решается с использованием дополнительной («априорной») информации об изучаемой среде. Эта информация может вводиться в виде формальных ограничений на модель в процессе решения задачи оптимизации, либо путём использования данных нескольких геофизических методов («комплексирование методов»). В нефтегазовой электроразведке задача использования априорной информации стоит особенно остро в силу диффузионной природы электромагнитного поля (обычно используется квазистационарная модель поля) и малых толщин коллекторов. Возможности электроразведки по определению типа флюидонасыщения уникальны, но только в сочетании с другими методами геофизики. Был разработан новый численный метод совместной инверсии сейсмических и электромагнитных данных, включая нелинейную инверсию с учетом специфики сейсмической разведки и разведки электромагнитными методами в условиях Арктического шельфа. Также были разработаны базовые сейсмические модели, характерные для Арктических шельфа и акватория и базовые электромагнитные модели, характерные для Арктических шельфа и акватория.

Дмитриев К.В., Зотов Д.И., Румянцева О.Д., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Развитие методов и алгоритмов решения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 41 (2017)

Представлены результаты экспериментальных исследований характера распространения акустических сигналов в мелком водоеме, в том числе, при наличии ледовой поверхности. Приводятся результаты восстановления параметров волновода и оценки модовой структуры акустического поля по данным эксперимента в шельфовой зоне. С помощью численного моделирования исследованы возможности функционального алгоритма, который предназначается для целей томографии акустических рассеивателей, представленных рефракционно-поглощающими неоднородностями и, одновременно, векторным полем течений.

Борисов С.А., Борисов А.С. «Акустические моды водозаполненной скважины ГФО «Шикотан»» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 41 (2017)

Представлены результаты гидрофонных наблюдений геоакустической эмиссии и исследований акустических свойств вертикальной водозаполненной скважины, находящейся на территории геофизической обсерватории «Шикотан». Рассматривается частотная структура акустического отклика водяного столба, воздушной части скважины и ее боковых стенок. На примере зарегистрированных сигналов геоакустической эмиссии обсуждается влияние акустических свойств скважины на качество регистрируемых сигналов геоакустической эмиссии.

Гаврилов В.А., Бусс Ю.Ю., Морозова Ю.В., Полтавцева Е.В. «Скважинные геоакустические измерения в системе комплексного геофизического мониторинга и прогноза землетрясений на Камчатке» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 42 (2017)

Дается оценка результатам, полученным в ходе многолетнего использования новых методов мониторинга напряженно–деформированного состояния геосреды в зоне Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона. Методы базируются на данных скважинных геоакустических измерений и электромагнитных измерений с подземными электрическими антеннами. На основе результатов мониторинга с привлечением данных гидрогеохимических и гидрогеодинамических измерений каждые две недели осуществляется подготовка заключений о сейсмической опасности для Камчатского края. Приведен пример данных комплексных скважинных измерений, характеризующих изменения напряженно–деформированного состояния геосреды в зоне Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона во временных окрестностях Тохокского мегаземлетрясения (М=9.0, Япония, март 2011 г.) и сильнейшего Жупановского землетрясения (М=7.2, Камчатка, январь 2016 г.).

Горбацевич Ф.Ф., Тришина О.М., Ковалевский М.В. «Упруго-анизотропные свойства пород разного вещественного состава и фаций метаморфизма северо-востока Балтийского щита» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 42 (2017)

На примере пород, слагающих свиту матерт Печенгского комплекса, изучены геологические особенности, метаморфизм и физические свойства пород от пренит-пумпеллиитовой до амфиболитовой фации. Методом акустополярископии выполнена оценка упругой анизотропии, проведены экспериментальные определения плотности, скорости продольных и поперечных волн в лабораторных условиях. По минеральному составу выполнен расчет плотности и скоростных характеристик для глубинных условий залегания пород. Изучение пород разных фаций метаморфизма показало, что параметры физических свойств in situ возрастают от пренит-пумпеллиитовой до амфиболитовой фации.

Коньков А.И., Лебедев А.В., Манаков С.А. «Исследование медленной релаксации модулей упругости в насыщенном водой грунте» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 42-43 (2017)

Медленная релаксация акустических параметров структурно-неоднородных сред связана с наличием метастабильных состояний. Ранее было показано, что характер медленной релаксации существенным образом зависит от концентрации дефектов структуры и наличия жидкости в порах. Влияние жидкости на характер медленной релаксации исследовано в натурных условиях осенью 2016 г. На той экспериментальной площадке ранее был проведен аналогичный эксперимент для сухого грунта. Сравнение данных показало существенное увеличение концентрации метастабильных состояний для насыщенного водой грунта. В докладе обсуждаются также другие выявленные особенности медленной релаксации при насыщении пор жидкостью.

Лебедев А.В., Островский Л.А. «Эффекты медленной динамики в консолидированных и сыпучих гранулированных средах. теория и эксперимент-исследование медленной релаксации модулей упругости в насыщенном водой грунте» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017)

Анализируется аномально медленная (порядка часа и более) релаксация (медленная динамика) скорости звука, наблюдаемая разными группами (включая авторов) в структурно-неоднородных материалах, в том числе, в горных породах. Аналогичные данные были получены с использованием различных методов измерений для консолидированных и сыпучих материалов, и для различных масштабов – от лабораторных до сейсмических. Предложена физическая модель, объясняющая многократно наблюдавшуюся медленную релаксацию. Модель основана на медленном восстановлении контактов зерен, разрушенных в результате динамического воздействия. Эта модель позволяет оценить характерный масштаб разрушенных контактов, находящихся в метастабильном состоянии, и зависимость их количества от амплитуды воздействия. Теоретические результаты находятся в согласии с лабораторными и натурными данными, предсказывая логарифмический закон релаксации, а также отклонения от этого закона. Исследования проводятся в сотрудничестве с Национальной лабораторией в Лос-Аламосе и университетом Пенсильвании.

Бредихин В.В., Казаков В.В., Лебедев А.В., Манаков С.А. «Экспериментальное исследование динамических нагрузочных характеристик» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017)

Описывается созданная экспериментальная установка для измерения зависимостей напряжение-деформация образцов твердых тел. Установка позволяет проводить акустические измерения для деформаций растяжения-сжатия и кручения в широком диапазоне частот и амплитуд (деформации до 10^–5). В качестве пробной волны, время распространения которой зависит от напряженного состояния, создаваемого в результате растяжения–сжатия или кручения, используется ультразвуковой импульс с характерной частотой около 2 МГц. Представлены результаты измерений динамических нагрузочных характеристик для образца песчаника Berea.

Вознесенский А.С., Куткин Я.О., Красилов М.Н. «Взаимосвязь акустической добротности и прочности горных пород различных типов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43 (2017)

Рассмотрены обобщенные эмпирические взаимосвязи динамических акустических характеристик горных пород различных генотипов с их прочностными свойствами. Показано, что связь акустической добротности с прочностью может иметь как монотонный, так и немонотонный характер. Указанные зависимости могут быть использованы для оценки неразрушающими методами прочности горных пород и ресурса подземных сооружений.

Дугаров Г.А., Дучков А.А., Дучков А.Д., Дробчик А.Н. «Лабораторное изучение акустических свойств гидратосодержащих осадков» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 43-44 (2017)

Проведена серия лабораторных экспериментов по формированию гидратосодержащих образцов, гидраты метана и тетрагидрофурана (ТГФ), и изучению их акустических свойств. Также был проведен значительный объем экспериментов со льдом для сравнения его свойств с газогидратами. Были получены зависимости скоростей и поглощений продольных и поперечных волн в зависимости от гидратосодержания или коэффициента начального водонасыщения в случае со льдом. Зависимости для гидрата метана, ТГФ и льда показывают разный характер роста скоростей при увеличении гидратосодержания или коэффициента начального водонасыщения. Для метана и льда наибольший рост скоростей продольных и поперечных волн наблюдается в области небольших содержаний. Это коррелирует с данными по поглощению, в области небольших содержаний для метана и льда наблюдается резкое уменьшение величины поглощения. Для гидрата ТГФ наблюдается постепенный рост скоростей продольных и поперечных волн с увеличением гидратосодержания. Разница в зависимостях скоростей может объясняться разным типом нахождения гидрата или льда в поровом пространстве и требует использования разных моделей эффективных сред для их описания. Для случая гидрата ТГФ предлагается использовать модель формирования гидрата нецементирующего типа, а для гидрата метана и льда – цементирующего типа.

Зайцев В.Ю., Радостин А.В., Dyskin A., Pasternak E. «Модели эфективных сред для описания зависимостей скоростей продольных и сдвиговых акустических волн от давления в трещиносодержащих породах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 44 (2017)

Предложена дифференциальная формулировка модели среды с разделенными вкладами сдвиговой и нормальной податливостей высокосжимаемой фракции. Данная модель не конкретизирует модель дефекта в отличие от общепринятых моделей сред, для которых характерны существенные ограничения на величины изменений упругих модулей. Произвольность свойств дефектов, которая описывается в рамках предложенной модели в терминах отношения нормальной и сдвиговой податливостей, позволяет сформулировать аналог ограничений Хашина–Штрикмана на возможные значения вариаций упругих модулей, связанных с наличием дефектов в среде.

Зайцев В.Ю., Радостин А.В., Сарычев А.В., Матвеев А.Л., Матвеев Л.А. «Исследование связи между параметрами эффективной модели трещиноватой среды с разделенными сдвиговой и нормальной податливостью трещин и характеристиками реальных сред» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 44-45 (2017)

Сейсмо-акустические методы диагностики широко используются для различных применений: мониторинга состояния пород в окрестности горных выработок и оценки их прочностных свойств; в задачах прогнозирования сейсмоопасности при оценивании изменений состояния горных пород по изменениям соотношения измеряемых скоростей продольных и поперечных волн; для уточнения интерпретации данных сейсмоакустического зондирования в интересах нефте- и газоразведки; контроля поврежденности конструкционных материалов и т.д. Их надежность и информативность требуют развития адекватных моделей. В работе обсуждаются причины, по которым в ряде случаев давно используемые модели, описывающие связь упругих модулей среды и концентрацию трещин в ней, могут приводить к очень существенным ошибкам. Рассмотрена модифицированная форма широко используемого дифференциального подхода к описанию трещиносодержащих сред, позволяющая существенно улучшить согласование с экспериментом и повысить точность прогноза влияния поврежденности материала на его упругие модули.

Губайдуллин А.А., Болдырева О.Ю., Дудко Д.Н. «Численное моделирование волновых процессов в пористой среде, содержащей газовый гидрат» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 45 (2017)

Численно исследованы волновые процессы в пористой среде, содержащей газовый гидрат. В исходном состоянии в поровом пространстве также содержится вода и гидратообразующий газ в виде пузырьков. Нелинейность колебаний пузырьков учтена в уравнении состояния газа и уравнении Рэлея–Лэмба. Вблизи линии фазового равновесия «газ+вода↔газовый гидрат» возможны фазовые переходы. Исследовано прохождение волн сжатия и разрежения ступенчатого профиля из жидкости в гидратосодержащую пористую среду. Изучено влияние параметров среды и интенсивности падающей волны на эволюцию волн в указанной пористой среде. При вхождении в пористую среду начальный импульс разделяется на быструю (деформационную) и медленную (фильтрационную) волны. Прохождение быстрой волны отмечено скачкообразным изменением полного напряжения, а приход медленной волны характеризуется постепенным изменением порового давления. В случае волны сжатия в медленной волне наблюдаются затухающие колебания, связанные с пульсациями пузырьков. Увеличение начального равновесного давления приводит к росту скоростей деформационной и фильтрационной волн. Установлено, что учет процессов образования/разложения газового гидрата в пористой среде на рассматриваемых временных интервалах не оказывают заметного влияния на характер распространения волны.

Иванова Э.А., Михайлов Д.Н. «Резонансы внутри ансамбля пор как возможная модель формирования спектра акустического излучения при фильтрации газа через пористые среды» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 45-46 (2017)

Предложена новая модель, описывающая поровое пространство в виде ансамбля взаимосвязанных резонаторов Гельмгольца. С помощью этой модели удалось улучшить воспроизведение особенностей спектра экспериментально зарегистрированного шума при фильтрации газа через пористую среду. Реализована программа расчета собственных частот системы связанных резонаторов. Представлены результаты работы программы на примере модели порового пространства известняка Indiana Limestone. В качестве основного механизма генерации акустического шума газовым потоком рассматриваются микровихри в порах. Появление микровихрей обусловлено инерционными эффектами течения. Представлены численные расчеты на COMSOL Multiphysics которые показывают, что микровихри начинают генерироваться при числах Рейнольдса в порах порядка 1–10.

Красилов М.Н. «Влияние параметров рэлеевской модели затухания упругих волн на характеристики сейсмограмм и акустическую добротность массива горных пород» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 46 (2017)

Проведено компьютерное моделирование распространения упругих волн от взрыва при подземной отработке массива гипсосодержащих пород для различных значений параметра рэлеевской модели, характеризующего затухание, пропорциональное частоте. Получен график зависимости акустической добротности от β_dK, который показывает, что при увеличении акустическая добротность массива горных пород снижается. Из-за того, что изменению β_dK на 2 порядка соответствует изменение добротности на 30%, указанная зависимость может быть использована только для качественной оценки изменения акустической добротности массива горных пород во времени. Количественная оценка может быть произведена только после введения необходимых корректировок.

Марапулец Ю.В., Солодчук А.А. «Статистика появления пред- и постсейсмических аномалий направленности высокочастотной геоакустической эмиссии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47 (2017)

На Камчатке у дна озера Микижа установлена приемная акустическая система на базе комбинированного векторного приемника, которая позволяет оценивать направленность геоакустического излучения. На основе полученных с ее помощью данных за период с августа 2008 г. по декабрь 2016 г. исследованы изменения азимутального распределения геоакустической эмиссии во время землетрясений. Для анализа рассматривались 4 группы землетрясений из оперативного сейсмического каталога Камчатского филиала ГС РАН, отобранные по критериям: энергетические классы 9.0<K_s≤10.0 на эпицентральном расстоянии R≤120 км, 10.0<K_s≤11.0 на R≤190 км, 11.0<K_s≤12.0 на R≤240 км и K_s> 12.0 на R≤350 км. В результате установлено наличие пред- и постсейсмических аномалий в направленности высокочастотного геоакустического излучения более чем в 70% рассматриваемых случаев.

Коньков А.И., Лебедев А.В., Разин А.В. «Анализ поверхностных волн в упругой среде с водоносным слоем» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47 (2017)

Исследовано распространение сейсмоакустических волн в трехслойной среде, моделирующей геологический разрез, в котором верхний слой грунта отделен от глубинных пород водоносным слоем. Проведен анализ полученного дисперсионного уравнения и представлены его решения для важных с практической точки зрения случаев. Выявлены особенности дисперсионных кривых и пространственного распределения полей мод, позволяющие не только устанавливать наличие под верхним слоем грунта водоносного слоя, но и определять его мощность и глубину залегания.

Чернов В.В. «Особенности установочного резонанса сейсмоприёмника на грунте» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47 (2017)

Выполнено исследование стабильности резонансных свойств системы «сейсмоприемник–грунт» и их связи с метеопараметрами окружающей среды. Показано, что частота установочного резонанса медленно изменяется в течение длительного (порядка сотен часов) времени после установки, стремясь к определенному значению. Выяснено, что последнее зависит от типа грунта и веса датчика, но при этом испытывает заметные флуктуации до 5%, обусловленные изменением метеопараметров, главным образом, температуры. Этот результат представляется важным с точки зрения проведения прецизионных сейсмоакустических измерений с помощью датчиков, устанавливаемых на грунте.

Гаврилов В.А., Наумов А.В. «Модуляция интенсивности геоакустической эмиссии переменным» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 47-48 (2017)

Рассматривается возможный механизм, объясняющий эффект модулирующего влияния слабых электромагнитных полей сверхнизкочастотного (первые сотни Гц) диапазона на интенсивность геоакустической эмиссии для случая, когда жидкий флюид, находящийся в порово-трещинном пространстве контролируемой геофоном шумовой зоны, является электрически заряженной несжимаемой ньютоновой жидкостью.

Новиков Е.А., Зайцев М.Г. «О влиянии свойств насыщающей геоматериалы жидкости на характер их термостимулированной акустической эмиссии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 48 (2017)

Рассматриваются результаты экспериментальных исследований влияния засоленности грунтовых вод на результаты термоакустоэмиссионного контроля состояния ледопородной матрицы, сформированной из этих вод и песчано-глинистого грунта. Показана возможность нивелирования влияния этого фактора на результаты контроля. Подтверждена применимость метода термостимулированной акустической эмиссии для оценки прочностных свойств мерзлого геоматериала при его растеплении и одновременном воздействии механической нагрузки.

Набатов В.В. «О свойствах акустической границы между твердым телом и жидкостью при моделировании в среде COMSOL MULTIPHYSICS упругих волн в геосредах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 48 (2017)

Описывается специфика моделирования процедур геофизического контроля тоннелей метрополитенов, используемого для поиска полостей в заобделочном пространстве.

Исламгулов В.И., Безруков Е.В., Амиров К.М., Селезнев С.А. «Акустические приборы для исследования нефтегазовых скважин» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 49 (2017)

Обзор акустического метода исследования нефтегазовых скважин и современных отечественных приборов, выпускаемых АО НПФ «Геофизика». Ключевые слова: широкополосный акустический каротаж, оценка качества цементирования скважин, измерение кинематических и динамических характеристик упругих волн в горных породах.

Беляков А.С., Диденкулов И.Н., Жигалин А.Д., Лавров В.С., Малеханов А.И., Николаев А.В. «Наблюдения акустической эмиссии в воротиловской глубокой скважине» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 49 (2017)

Метод сейсмоакустического мониторинга геодинамических процессов, основанный на регистрации сигналов сейсмоакустической эмиссии (САЭ) в глубоких скважинах, помогает в решении целого ряда задач современной геофизики, среди которых выявление источников и определение физической природы вариаций фонового уровня САЭ. Воротиловская глубокая скважина и находящаяся вблизи скважина–спутник, благодаря удаленности от крупных промышленных центров и транспортных магистралей делает возможным измерение слабых сейсмоакустических сигналов в широком диапазоне частот. В работе приводятся первые результаты измерений сигналов САЭ, полученные с помощью новой аппаратуры, и обсуждается их происхождение.

Ерофеев В.И., Леонтьева А.В., Мальханов А.О. «Влияние точечных дефектов на пространственную локализацию нелинейных волн, распространяющихся в материале» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 59 (2017)

Показано, что самосогласованная математическая модель, включающая в себя уравнения теории упругости и кинетические уравнения для плотностей различных типов точечных дефектов, может быть сведена к нелинейному эволюционному уравнению, объединяющему в себе известные уравнения волновой динамики: Кортевега–де Вриза–Бюргерса и Клейна–Гордона. Найдены и проанализированы точные аналитические решения этого уравнения.

Гурбатов С.Н., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Курин В.В. «Взаимодействие и самовоздействие интенсивных акустических пучков. теория и эксперимент» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 50-51 (2017)

Описана серия экспериментов по взаимодействию и самовоздействию интенсивных акустических волновых пучков. Используемая экспериментальная техника позволяет исследовать распространение пучков при больших акустических числах Рейнольдса с высоким пространственным и частотным разрешением. Рассмотрено вырожденное параметрическое взаимодействие интенсивных акустических пучков, рассмотрено нелинейное усиление слабого сигнала на субгармонике и исследована эволюция шумовых квазимонохроматических пучков при больших числах Рейнольдса.

Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Курин В.В. «Экспериментальное исследование акустических параметров эпоксидной смолы в процессе полимеризации» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 51 (2017)

Работа посвящена экспериментальному исследованию акустических характеристик сред, находящихся на пороге перколяционного перехода, связанного с изменением концентрации структурных связей. В качестве модели рассматривался полимеризующийся эпоксидный компаунд. В экспериментах измерялись одновременно скорость звука, затухание волны накачки, амплитуды первых трёх гармоник в зависимости от времени. Особый интерес представляют данные, полученные для динамики амплитуд гармоник акустического сигнала с течением времени, которые представляют зависимость «нелинейного акустического портрета» процесса полимеризации от стадии этой полимеризации, т.е. от изменяющейся структуры вещества. Можно отметить несколько характерных моментов в поведении гармоник акустического поля, распространяющихся в среде, у которой меняется структура по законам полимеризации. На первоначальном этапе полимеризации относительные уровни первой и второй гармоник практически не меняются, а относительный уровень третьей гармоники возрастает с течением времени на порядок. На втором этапе в среде резко возрастает затухание – уровни гармоник существенно падают. Далее наступает момент, когда затухание начинает резко уменьшаться, уровни гармоник за короткое время достигают значений порядка максимальных, показанных на первом этапе полимеризации. В этот момент параметры квадратичной и кубичной нелинейности полимеризующегося вещества показывают резкий экстремум.

Неверов А.Н. «Экспериментальное исследование акустических параметров эпоксидной смолы в процессе полимеризации» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 51 (2017)

Теоретически и экспериментально исследован механизм вибрационного самораскручивания резьбовых соединений. Показано, что при продольных колебаниях стержня с винтовой неоднородностью тело, размещенное на винтовой поверхности, подвергается воздействию центробежной силы и силы Кориолиса. Получены выражения для этих сил. Вследствие нелинейности сил трения силы инерции могут обусловить перемещение тела по винтовой поверхности, направление вращения определяется относительным расположением резьбового соединения и узла колебательных механических деформаций. Проведенные эксперименты подтвердили теоретические выводы. Направление и угловая скорость вращения тела зависели от частоты возбуждаемых продольных колебаний стержня. Полученные результаты обсуждаются на основе разработанной теории.

Коробов А.И., Прохоров В.М., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Упругие свойства изотропного графита» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 52 (2017)

Ультразвуковым методом исследованы линейные и нелинейные упругие свойства графита. Измерения проводились импульсным методом. В образцах изотропного конструкционного графита, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда, измерены скорости сдвиговых и продольных объемных упругих волн (ОАВ). Измерения скорости ОАВ позволили определить все независимые компоненты тензора упругости второго порядка в графите. В этих образцах также был исследован акустоупругий эффект: экспериментально измерена зависимость скоростей ОАВ от величины одноосного сжатия, приложенного к образцу. По результатам этих измерений методом Терстона–Браггера определены все независимые компоненты тензора упругости третьего порядка в изотропном графите.

Кияшко С.Б., Назаров В.Е., Радостин А.В. «Самоподобные волны в средах с разномодульной и гистерезисной нелинейностью» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 52 (2017)

Проведено теоретическое исследование и численное моделирование распространения однополярных импульсов в средах с гистерезисной нелинейностью и линейной диссипацией. Получено автомодельное решение точное аналитическое выражение для самоподобных импульсов, являющееся предельной формой любого однополярного возмущения.

Порубов А.В. «Управление локализацией нелинейных волн в механических системах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 53 (2017)

Исследуются алгоритмы управления с обратной связью, обеспечивающие устойчивое распространение локализованной нелинейной волны нужной формы и скорости независимо от начальных условий. Используются уравнение синус-Гордона, двойное уравнение синус-Гордона и связанные сильнонелинейные уравнения двухатомной решетки. Во всех случаях удается достичь распространения волн в виде солитона, кинка, бризера и волны огибающей. Форма волны определяется заданием целевой функции. Обсуждается интерпретация функции управления в уравнении при помощи внешней нагрузки в механических системах, для моделирования динамики которых используются вышеперечисленные уравнения.

Буланов В.А. «Акустическая нелинейность верхнего слоя моря» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 53 (2017)

Теоретически и экспериментально исследованы распределения пузырьков в морской воде при одновременных измерениях акустической нелинейности и кавитационной прочности. Исследования проводились в шельфовой зоне Японского моря при различных гидрологических и метеорологических характеристиках. Показано, что акустическая нелинейность и кавитационная прочность воды, содержащей пузырьки в достаточно больших концентрациях, проявляют аномальные характеристики, резко отличающие их от таковых, наблюдающихся в чистой морской воде.

Павловский А.С., Семёнова Н.Г. «Нелинейные эффекты в поле вязких волн» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 53 (2017)

Проведено численное исследование нестационарных нелинейных полей скорости и давления вязкой несжимаемой жидкости при колебаниях в своей плоскости пластины бесконечно малой толщины, конечного размера вдоль направления колебаний, бесконечно протяженной по третьей координате. При поступательном колебательном движении в вязкой жидкости такой пластины формируется колеблющийся поток вытеснения. Он обусловлен колеблющимся градиентом давления, вызывающим перетекание вязкой жидкости внутри и вне пограничного слоя против направления движения тела в текущий момент времени. Исследованы поля скорости и давления при отношении колебательной скорости источника к скорости распространения V₀/с=а (аналог числа Маха для вязких волн) для случаев а<1 и а>1. С ростом величины параметра а>1 замечено искривление траекторий распространения вязкой волны. Наблюдено искажение формы зависимости безразмерного давления от времени при различных значениях безразмерного параметра a в точке на краю пластины, что иллюстрирует генерацию высших гармоник за счет нелинейности. Исследована роль длины пластины в направлении колебаний на проявление этих нелинейных эффектов.

Конопацкая И.И., Миронов М.А., Пятаков П.А., Фатеев В.О. «Измерение производительности акустического фонтана» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 54 (2017)

Проведено экспериментальное исследование акустического фонтана, вызванного акустическим полем фокусирующего излучателя. Показано, что производительность акустического фонтана пропорциональна акустической мощности

Агрест Э.М., Кузнецов Г.Н., Мельников Н.П. «Расчетно-экспериментальное исследование пространственно-временных характеристик кавитационной зоны» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 54 (2017)

На основе данных высокоскоростной киносъемки и компьютерного моделирования исследованы радиальное и поступательное движение одиночных кавитационных полостей, взаимодействующих между собой и образующих нестационарную кавитационную зону. Показано, что характеристики зоны кавитации существенно зависят от стадяи ее развития, пространственных характеристик звукового поля, вязкости жидкости и статического давления. Сделан вывод о необходимости совместного рассмотрения закономерностей радиального и поступательного движения полостей и важности учета их взаимодействия. Приведены примеры и анализируются физические причины интенсивных пространственных перемещений нестабильных полостей. Установлено, что спектральные характеристики кавитационного шума непосредственно связаны с динамикой кавитационных полостей и стадией развития кавитации, а также зависят от газосодержания воды и статического давления.

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.

Асфандияров Ш.А., Крит Т.Б., Андреев В.Г. «Возбуждение стоячих волн в вязкоупругом резонаторе при наличии статической деформации сдвига» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 55 (2017)

Экспериментально исследованы стоячие сдвиговые волны в резонаторе из гелеобразного полимерного материала пластисола. При деформациях свыше 30% толщины резонатора зависимость сдвигового напряжения от деформации материала резонатора описывается уравнением σ=με+μδε², где μ –линейный модуль сдвига, δ – нелинейный параметр. К одной из границ резонатора приложено статическое сдвиговое напряжение. Это напряжение приводит к изменению эффективного модуля сдвига исследуемого материала, что выражается в изменении частоты первого резонанса. Сдвиговые волны генерируются с помощью внешней периодической вынуждающей сапы, приложенной к одной ю границ. К противоположной границе приложено статическое напряжение, которое позволяет изменять относительную деформацию. Измерены зависимости отношения амплитуд ускорений границ резонатора от частоты для стоячих волн при амплитудах ускорения границы, к которой была приложена внешняя вынуждающая сила, от 1 до 3 м/с². Рабочая точка на зависимости сдвигового напряжения от деформации находилась в диапазоне от 0 до 4.5 кПа, что соответствовало изменению эффективного модуля сдвига от 10 кПа до 14 кПа. Измеренная зависимость первой резонансной частоты от статической деформации совпала с рассчитанной для исследуемого резонатора. Измерены линейный модуль сдвига пластисола μ=9,7 кПа и нелинейный параметр β=4,8 кПа. Полученные значения соответствуют результатам статических измерений, проведённых для данного материала, Нелинейный параметр, измеренный предложенным методом, превышает в несколько раз значения для данного материала, полученные в Акуст. ж. 2011. т. 57. № 6. 763-770. Измерения показали, что резонансная частота меняется в зависимости от величины статической деформации. Деформации, создаваемые при воздействии вибратора на резонатор, не превышали 20%, что соответствует линейному режиму. Поэтому форма измеренных резонансных кривых характерна для линейных колебаний. Статическая деформация резонатора может достигать 65% толщины резонатора, что соответствует нелинейной области деформаций. Поэтому резонансная частота при разных статических деформациях принимает различные значения. Рост эффективного модуля сдвига вследствие нелинейности является характерным для пластисола (см. там же).

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.

Анненкова Е.А., Сапожников О.А., Саймон Д., Крайдер У. «Акустическая нелинейность как механизм взрывов жидких капель в акустических фонтанах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 56 (2017)

При фокусировке интенсивного ультразвукового пучка на границу жидкость-воздух возникает явление «акустического фонтана», заключающееся и том, что под действием радиационного давления ультразвука с поверхности вырывается струя жидкости. Скоростная съёмка показывает, что в некотором диапазоне интенсивноcти струя имеет вид движущейся вверх цепочки из сферических капель, которые на некоторой высоте взрываются. В работе исследуются возможные физические механизмы этого эффекта. Рассматривается модель акустически возбуждённой капли. Теоретический анализ основан на квадратичном приближении волнового уравнения для акустического давления в жидкости. Решение ищется в виде суперпозиции гармоник, представляющих собой сферические стоячие волны на резонансных частотах сферической области с акустически мягкой границей. Выведена система связанных дифференциальных уравнений первого порядка для медленно изменяющихся амплитуд гармоник и создан конечно-разностный численный алгоритм для её решения. В результате численного моделирования проанализирована эволюция амплитуд гармоник в капле со временем и на этой основе выявлены закономерности нелинейного искажения пространственно-временной структуры акустического поля в капле. Показано, что для параметров, соответствующих экспериментам с акустическими фонтанами, акустическая нелинейность приводит к значительному повышению пиковых акустических давлений и связанному с этим усиленному тепловыделению в малой области вблизи центра капли. Для анализа соответствующего температурного поля построен алгоритм решения уравнения теплопроводности и с его использованием рассчитан прирост температуры в пределах капли. Оказалось, что, несмотря на заметное усиление диссипации в центре капли по сравнению с линейным случаем, эффект теплопроводности приводит к тому, что нагрев центра капли не превышает долей градуса. В то же время, нелинейное усиление пикового оказалось довольно существенным: моделирование показало, что в процессе нелинейной эволюции акустического поля достигаются отрицательные давления в десятки и даже сотни мега пас кале и, что превышает порог прочности жидкости на разрыв. Поведённый анализ позволил сделать вывод о том, что основным акустическим механизмом взрывов капель является разрыв жидкости в центре капли (кавитация) под действием высоких отрицательных давлений, вызванных нелинейными процессами.

Крупенин В.Л. «Струнные виброударные системы с распределенными ударными элементами» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 57 (2017)

Приводятся результаты исследования виброударных систем с распределенными ударными элементами и их дискретных аналогов – систем с большим числом традиционных ударных пар. Необходимость обращения к моделям таких систем возникает всякий раз, когда при расчете каких-либо объектов необходим учет собственных волновых свойств самой ударной пары, что бывает, например, тогда, когда речь идет о соударении каких-либо нитей, тросов, проводов, ремней, кабелей, панелей, мембран и т.п. объектов вибрирующих вблизи различного рода преград, перегородок, выступов, стенок и других препятствий. В данном случае в качестве распределенных систем выбраны струны, совершающие плоские колебания, ограниченные преградами, состоящими из отрезков прямых и точек. Данные виброударные системы с распределенными ударными элементами изучается в рамках консервативных моделей, а затем – в предположении действия автоколебательных механизмов возбуждения, а также различных вынуждающих факторов. Методы анализа основаны на специальных негладких заменах переменных и частотно-временном анализе виброударных процессов. Рассмотрена схема исследования резонансных процессов при воздействии распределенных нагрузок, а также периодических колебаний самих ограничителей. Выяснилось, что в системах такого рода особую роль играют стоячих волны типа «хлопок», характеризующаяся синхронизацией ударов в отдаленных друг от друга подсистемах. Динамические эффекты, сопровождающие образование хлопков и родственных им стоячих волн, во многом схожи с явлениями, проявляющимися в традиционных виброударных системах. Были предложены эффективные расчетные схемы струнных систем, которые могут применяться при конструировании датчиков и измерительных устройств, а также объектов, моделируемых посредством абсолютно гибких стержней, находящихся в условиях действия автоколебательных механизмов типа «отрицательное трение». Такие механизмы проявляются при функционировании теплообменного оборудования энергетических установок, в набегающих потоках жидкости или газа, а также в других случаях. Излагаемые результаты имеют экспериментальное обоснование, которое приводится. В заключении дается результаты теоретического и экспериментального анализа стоячих волн струнных решеток при линейных и виброударных режимах движения. Эти результаты представляющих очевидный модельный интерес как двумерный аналог классической системы «нить с бусинками». Она может использоваться при проведении моделирования многочисленных 2D-объектов – мембран, тонких пластинок, панелей, решетчатых конструкций, различных сортировочных и просеивающих устройств.

Гусев В.А. «Распространение интенсивных акустических пучков в вязкоупругой среде с полостями» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 58 (2017)

Рассмотрено распространение акустических волн и пучков большой интенсивности в вязкоупругих средах, содержащих газовые полости. Отклик такой среды на внешнее акустическое воздействие отличается различными частотно-зависимыми эффектами и сложной временной зависимостью, в частности резонансным и релаксационным характером. Поведение вязкоупругого материала такой среды носит релаксационный характер, несущий память о воздействии в предыдущие моменты времени. Динамика внутренних элементов – включений и полостей – может носить ярко резонансный характер. Рассчитана трансформация временных профилей и поперечной структуры пучков при распространении в подобных средах со сложной внутренней динамикой.

Кокшайский А.И., Ширгина Н.В., Коробов А.И. «Особенности нелинейной трансформации акустических волн при наклонном падении на плоскую границу двух твердых тел» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 58 (2017)

Проанализированы особенности нелинейной трансформации продольной и сдвиговой акустических волн с вертикальной поляризацией (SV-волны) при их падении под углом 45° на плоскую границу двух шероховатых сред. Исследования производились спектральным методом по эффективности генерации амплитуды первой и второй продольных и третьей сдвиговой акустических гармоник, отраженных и прошедших через плоскую границу двух твердых тел в зависимости от внешнего давления, приложенного к границе. Амплитуды гармоник немонотонно зависели от величины внешнего статического давления, приложенного к границе. Полученные результаты находятся в согласии с проведенным анализом, свидетельствуют о присутствии сильной структурной нелинейности на границе двух сред, обусловленной механизмами контакта Герца и гистерезисной нелинейностью и могут быть использованы при диагностике качества сварных швов.

Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Курин В.В. «Отражение интенсивных сфокусированных акустических пучков от акустически мягкой границы» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 58-59 (2017)

Исследуются нелинейные эффекты в интенсивных сфокусированных акустических пучках отражённых от акустически мягкой границы. Для проведения экспериментов использовалась экспериментальная установка, созданная на базе измерительного комплекса фирмы Precision Acoustics (Ultrasound Measurement System Control Centre). Для регистрации акустических сигналов применялись миниатюрные оптоволоконные гидрофоны (Fibre-optic Hydrophone System фирмы Precision Acoustics), которые обладают широким частотным и динамическим диапазоном. Для излучения использовался фокусирующий излучатель фирмы Olympus, имеющий рабочую частоту 1 МГц и фокусное расстояние 16 см. В качестве акустически мягкой границы использовалась граница раздела вода-воздух. Исследованы основные закономерности отражения сфокусированных акустических пучков от мягкой границы. Показано, что основным параметром, определяющим трансформацию профиля волны в отражённом пучке, является взаимное положение отражающей границы по отношению к фокальной области излучателя. При совмещении фокальной плоскости излучателя с поверхностью воды, можно получить заметное увеличение интенсивности акустического поля в отраженном акустическом пучке по сравнению со случаем фокусировки в «безграничной среде».

Гурбатов С.Н., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Курин В.В. «Экспериментальное исследование распространения интенсивных узкополосных шумовых пучков» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 59 (2017)

Экспериментально исследованы нелинейные эффекты, возникающие при распространении интенсивных узкополосных шумовых пучков. Специально созданная экспериментальная установка позволяет излучать в среду шумовые акустические сигналы с заданными характеристиками и регистрировать их по мере распространения в широком частотном диапазоне. Экспериментальная установка создана на базе автоматического акустического измерительного комплекса фирмы Precision Acoustics (Ultrasound Measurement System Control Centre), позволяющего позиционировать гидрофон и излучатель с абсолютной точностью не менее 6 мкм. Для регистрации акустических сигналов использовался мембранный PVDF-гидрофон, имеющий калибровку от производителя в диапазоне частот до 40 МГц. При этом неравномерность характеристики чувствительности в данном диапазоне частот не превышает 20%. Для излучения шумовых импульсов использовался излучатель Olympus, имеющий добротность около трёх. Рабочая частота излучателя 2 МГц. Характерный уровень акустического давления на апертуре излучателя составлял 1 МПа. В результате экспериментов показано, что форма спектра сигнала по мере распространения шумового импульса трансформируется к универсальной структуре.

Елистратов В.П., Кузнецов Г.Н., Мельников Н.П. «Исследование взаимосвязи кавитационной прочности с различными параметрами морской воды» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 59 (2017)

Исследованы физические зависимости и корреляционной связи порогов возникновения кавитации (ПВК), измеренных в различных районах Атлантического, Индийского и Тихого океанов, с гидрологическими, гидрофизическими и гидрохимическими характеристиками морской воды. Подтверждено существование широтного эффекта (ШЭ) и установлена повышенная статистическая связь ПВК с общим газо- и кислородосодержанием, температурой и щелочностью. Показано влияние на ПВК зон дивергенции и конвергенции, а также морских течений.

Николаева А.В., Сапожников О.А., Бэйли М. «Акустическая радиационная сила, действующая со стороны ультразвукового пучка на находящийся в жидкости твердотельный шар эффект зависимости силы от ширины пучка, обусловленный возбуждением сдвиговых волн» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 60 (2017)

Теоретически решается задача повышения эффективности метода дистанционного перемещения небольших объектов под действием радиационной силы путем выбора оптимальных параметров ультразвукового пучка. Рассматривается расположенный в жидкости твердотельный сферический рассеиватель, на который падает фокусированный ультразвуковой пучок. Одним из практически важных является вопрос о том, как радиационная сила зависит от соотношения между поперечной шириной пучка и диаметром рассеивателя. Как показали расчеты для пучка с квазигауссовским поперечным распределением, зависимость имеет четко выраженный максимум при близости поперечных размеров пучка и рассеивателя. Аналогичный результат был получен и при использовании более приближенного к практике поршневого фокусирующего излучателя. Была высказана гипотеза, что физической причиной указанного эффекта является резонансное возбуждение сдвиговых волн акустической волной, распространяющейся вдоль поверхности камня в воде. Для проверки были проведены вычисления силы для двух материалов рассеивателя: моногидрата оксалата кальция (материал одного из типов почечных камней) и гипсового цемента марки U-30. При расчетах скорость продольной волны фиксировалась, а скорость поперечной волны изменялась в широком диапазоне. Оказалось, что наибольшая радиационная сила действительно достигалась при близости скорости поперечных волн в камне к скорости звука в жидкости.

Губайдуллин А.А., Пяткова А.В. «Акустическое течение при смешанных термических граничных условиях» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 60-61 (2017)

Выполнено численное исследование акустического течения в цилиндрической полости, подверженной вибрационному воздействию с малой амплитудой вибрации. Исследована зависимость течения от интенсивности теплообмена с окружающей средой. Показано изменение вида вихрей акустического течения при переходе от адиабатических граничных условий к изотермическим, осуществленном при помощи варьирования коэффициента теплоотдачи. В качестве примера для фиксированной частоты вибрации определены значения безразмерного коэффициента теплоотдачи, при которых картина акустического течения близка к предельным случаям, соответствующим адиабатическим и изотермическим граничным условиям.

Диденкулов И.Н., Прончатов-Рубцов Н.В., Пазухин В.Г. «Нелинейное акустическое профилирование течений жидкости» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 61 (2017)

Во многих случаях при изучении течений жидкости требуется измерить распределение скорости по сечению потока. С этой целью обычно используется эхолокационный метод. При этом пространственная разрешающая способность (протяженность импульса) должна быть существенно меньше характерного поперечного масштаба течения. Поэтому в эхолокационном методе используются высокие акустические частоты. Однако в сильно поглощающих многофазных средах такой подход неприменим. В этом случае можно использовать нелинейный акустический метод разностной частоты. Метод может успешно применяться при наличии газовых включений, которые в большинстве случаев присутствуют в жидкости. При определенных предположениях о распределении газовых включений можно реконструировать распределение скорости потока. В работе описывается метод и приводятся экспериментальные результаты его апробации.

Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Прончатов-Рубцов Н.В. «Использование спектров высших порядков в обратных задачах нелинейной акустики (реализация численного метода» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 61 (2017)

При эволюции интенсивных случайных волн (акустического шума) в недиспергирующей среде происходит изменение как его формы, так и его статистических характеристик, а именно вероятностного распределения и спектра. Все это позволяет решать и обратную задачу нелинейной акустики, а именно восстановления начального спектра (форма и частотный диапазон), а соответственно и неизвестную начальную формы сигнала. Это удалось реализовать используя спектры высших порядков (биспектральный анализ). Предложена спектральная схема численного решения уравнение Бюргерса, которая позволила определить спектр и профиль волны на различных расстояниях от источника (как до образования ударного фронта, так и после). Были проанализирована эволюция двух типов спектров шумовых волн: начальный спектр в нуле равен нулю и начальный спектр в нуле отличен от нуля.

Конопацкая И.И., Миронов М.А., Пятаков П.А. «Ультразвуковой контроль волноводной конструкции» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 62 (2017)

Представлены результаты экспериментальных исследований возможности применения корреляционного метода для регистрации изменений состояния волновода стержневого типа под действием локального сжатия и нагрева. Показана возможность использования этого метода для контроля качества болтового соединения компонентов твердотельной волноводной конструкции.

Недоспасов И.А., Можаев В.Г., Кузнецова И.Е. «Изучение обратных сдвиговых волн в пьезоэлектрических пластинах кристаллов класса 2mm на основе асимптотического разложения дисперсионных уравнений» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 62-63 (2017)

Из разложения дисперсионных уравнений вблизи точек рождения высших мод следует, что дисперсионные зависимости для изучаемых волн можно представить в виде суммы двух слагаемых, соответствующих двум различным механизмам возникновения обратных волн. Одно из них пропорционально кривизне кривой медленности в вертикальном направлении. Второе пропорционально отрицательному смещению волновых лучей при отражении. Конкуренция этих двух механизмов объясняет и описывает количественно спектр и существование обратных сдвиговых волн в случае X-среза, либо их отсутствие в случае Y-среза в пластинах кристаллов KNbO₃ класса 2mm.

Коробов А.И., Одина Н.И., Асеев Е.М. «экспериментальное исследование быстрой и медленной динамики крутильных волн в поликристаллической меди» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 63 (2017)

Представлены результаты экспериментального исследования быстрой и медленной динамики крутильных волн в акустических резонаторах из поликристаллической меди двумя методами: резонансным (на частоте 9,7 кГц) и импульсным (на частоте 138 кГц). В обоих случаях с ростом амплитуды наблюдалось линейное уменьшение скорости крутильных волн. Проведено сравнение с аналогичными результатами, полученными с использованием продольных волн. Для крутильных волн относительное изменение частоты примерно в 2 раза меньше, чем для продольных волн. При увеличении амплитуды зондирующего сигнала обнаружено нелинейное затухание как крутильных, так и продольных волн. Обнаруженные зависимости поглощения и скорости крутильных волн от амплитуды зондирующего сигнала объясняются наличием в образце структурной упругой нелинейности.

Одина Н.И., Коробов А.И. «Линейные упругие свойства Н-тетракозана в области плавления» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 63 (2017)

Представлены результаты экспериментального исследования линейных упругих свойств н-тетракозана в области плавления. Н-тетракозан C₂₄H₅₀ является представителем семейства предельных углеводородов (н-алканов) с общей формулой C_nH_2n+2. Исследование алканов является актуальным, поскольку они входят в состав нефтепродуктов и используются для моделирования плавления металлов. Исследование линейных упругих свойств проводилось эхо-импульсным методом в режиме «на отражение» на частоте 5 МГц. Была измерена температурная зависимость скорости и затухания продольных волн как в жидком, так и в твердом состоянии в интервале температур 20–60 градусов Цельсия. При температуре 53 градуса Цельсия был обнаружен скачок скорости и поглощения, связанный с переходом первого рода твердое тело – жидкость. По измеренному значению скорости рассчитан скачок продольного модуля упругости в области перехода. Отмечено наличие температурного гистерезиса. При приближении к температуре перехода со стороны как жидкой, так и твердой фазы как при плавлении, так и при кристаллизации отмечается рост затухания звука.

Перов Д.В., Ринкевич А.Б., Немытова О.В. «Оценка геометрических и акустических параметров тонкостенных объектов с использованием волн Лэмба» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 64 (2017)

Предложен алгоритм локализации дефектов в тонкостенных объектах на основе анализа дисперсионных характеристик волн Лэмба. Показано, что использование методики определения мгновенной частоты сигнала с использованием вейвлетного преобразования позволяет восстановить протяженные участки зависимостей времени групповой задержки от частоты для различных мод волн Лэмба. Дополнительным преимуществом предлагаемого метода является его высокая помехоустойчивость.

Андреев В.Г., Свиридов А.П., Тамаров К.П., Тимошенко В.Ю. «Кавитация и нагрев суспензий наночастиц в поле бегущей ультразвуковой волны» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 64 (2017)

Изучены эффекты нагрева и ультразвуковой кавитации в суспензиях селективно модифицированных наночастиц мезопористого кремния, которые планируется использовать в качестве твердотельных соносенсибилизаторов с контролируемыми структурными и физико-химическими свойствами. Селективность модификации достигается использованием гексана в качестве наностоппера, который предохраняет внутреннюю поверхность пор от окисления и оставляет их гидрофобными. Это позволяет пузырькам воздуха оставаться внутри пор в водной суспензии наночастиц, что должно значительно снижать порог акустической кавитации. К гидрофильной внешней поверхности наночастиц могут быть конъюгированы биосовместимые полимеры, такие как декстран и термочувствительный полимер, которые помогают стабилизировать суспензии наночастиц в биологических жидкостях, а также повысить время нахождения соносенсибилизатора в организме. Приводятся результаты расчетов дополнительного нагрева кремниевых суспензий при облучении их ультразвуком различной интенсивности и частоты. Определены концентрации суспензий кремниевых частиц заданного размера, при которых поглощение ультразвука превосходит поглощение УЗ в дистиллированной воде. Показано что для наблюдения заметного поглощения УЗ частотой 2 МГц в суспензиях кремниевых наночастиц со средним размером менее 100 нм их концентрация должна быть более 1 г/л. Проведено численное моделирование динамики пузырька в ультразвуковом поле в условиях, близких к экспериментальным. При этом предполагалось наличие пузырьков микронных размеров, которые вырастают из нанопор, расположенных на поверхности кремниевых наночастиц. Такие зародыши будут иметь место на частицах мезопористого кремния с гидрофобной поверхностью. Динамика пузырька рассчитывалась с использованием уравнения Рэлея–Плессета с учетом поверхностного натяжения и вязкости жидкости. Было показано, что пузырьки резонансного размера 2 мкм пульсируют и схлопываются наиболее эффективно. Показано, что для жидкости с резонансными пузырьками порог инерционной кавитации составляет 2 атм, что значительно меньше, чем значения, полученные экспериментально (15 атм). Это означает, что в экспериментальных условиях преобладают пузырьки гораздо меньших размеров, для которых порог инерционной кавитации составляет десятки атмосфер.

Андреев В.Г., Лесик М.В., Соловьев С.И. «Захват и перемещение твердых микрочастиц с использованием закрученного ультразвукового пучка» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 65 (2017)

Решена задача захвата и перемещения в жидкости твердых сферических частиц ультразвуковым пучком, сформированным 8-элементной антенной решеткой. Формулируются требования к конфигурации ультразвукового поля и его интенсивности для захвата и удержания частиц заданного радиуса и плотности. Приведены измерения акустической мощности, излучаемой отдельными элементами решетки и показано, что амплитуда колебательной скорости может быть достаточно для захвата и удержания в воде полистереновых частиц субмиллиметрового размера.

Полунин В.М., Ряполов П.А., Шельдешова Е.В. «Низкочастотные колебания магнитожидкостного элемента в сильных магнитных полях» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 65 (2017)

Представлены результаты исследования динамики низкочастотных колебаний магнитожидкостного элемента, представляющего собой столбик магнитной жидкости, залитой в горизонтальную трубку, находящуюся между полюсами электромагнита. При этом магнитная жидкость левитирует в сильном магнитном поле. Разработана модель пондеромоторной упругости с введенной поправкой на сопротивление движущейся вязкой жидкости. Предложен вариант построения кривой намагничивания по результатам исследования динамики низкочастотных колебаний магнитожидкостного элемента в магнитном поля. Результаты обработки данных экспериментов с использованием предложенной модели находятся в хорошем соответствии с экспериментальной кривой намагничивания. Описанная методика представляет интерес для исследования магнитофореза, агрегирования наночастиц, вязкости и их временной зависимости в магнитных коллоидах. Ключевые слова: магнитная жидкость, сильное магнитное поле, частота колебаний, коэффициент упругости, намагниченность насыщения.

Винокуров Н.А., Сарнацкий В.М., Судьенков Ю.В., Шилин В.Д. «Оптико-акустический эффект в пленках железо-иттриевого граната (ЖИГ)» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 65 (2017)

Приведены результаты исследований эффективности возбуждения, спектрального состава и типа поляризации звуковых волн в пленках ЖИГ толщиной 10–100 мкм под действием импульса лазера WEDGE XB 1064 длительностью 1.3 нс c длиной волны 0.53 мкм и 1.06 мкм. Для определения вклада магнитоупругого взаимодействия в формируемый акустический сигнал исследования проводились во внешнем магнитном поле напряженностью 0–2000 эрстед с различной ориентацией относительно направления вектора напряженности переменного магнитного поля в световой волне.

Есипов И.Б., Коновалов В.Н., Черноусов А.Д., Попов О.Е. «Многочастотный акустический метод определения характеристик турбулентного поперечного течения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 66 (2017)

Приводятся результаты экспериментального исследования возможности решить обратную задачу – восстановить скорость турбулентного потока и его положение в пространстве по анализу спектра флуктуаций акустического сигнала разных частот. Обсуждаются условия и точность восстановления характеристик турбулентного течения с помощью многочастотного сигнала, распространяющегося по одной акустической трассе. Исследование выполнялось в заглушенной акустической камере. В качестве турбулентного потока служила струя воздуха. Несмотря на общефизический характер выполненных исследований, полученные результаты могут быть применимы в задачах атмосферной акустики, аэроакустики, а также акустики океана.

Максимов А.О., Половинка Ю.А. «Динамика газового включения вблизи межфазной поверхности» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 66 (2017)

Активные и пассивные акустические методы применялись для диагностики пузырьков в лабораторных и натурных условиях на протяжении нескольких десятилетий. Эти методики широко используются в океанологии для изучения взволнованной морской поверхности, подводных газовых сипов и грязевых вулканов. Существуют многообразные биомедицинские приложения, в которых микропузырьки используются в качестве ультразвуковых контрастных агентов. Точность и корректность теоретического моделирования физических процессов при реализации указанных методов зависит от того, как границы сред с разными механическими свойствами влияют на акустический отклик микропузырьков. Попытки решить эту задачу предпринимались в многочисленных исследованиях. Традиционный подход, использующий метод зеркальных источников, позволяет получить лишь достаточно грубое описание пульсаций пузырька вблизи границы, поскольку его применимость ограничивается условием малости размеров пузырька по сравнению с расстоянием до ограничивающей поверхности. Возможность найти решение в интервале дистанций, сопоставимых с размером пузырька, обусловлена наличием внутренней симметрии, приводящей к существованию 17 координатных систем, в которых при решении уравнения Лапласа переменные разделяются. Тороидальные и бисферические координаты принадлежат к этому списку. В докладе приводятся результаты, полученные при использовании данных координатных систем, для описания поведения закрепленных включений и пузырьков, располагающихся вблизи межфазной поверхности. Получен модифицированный вид уравнения Рэлея и явные зависимости входящих в него параметров – собственной частоты и затухания – от расстояния до границы и физических характеристик контактирующих сред. Перечень решенных задач включает: поведение пузырька, закрепленного на жесткой границе, описание динамики пузырька вблизи жесткой, импедансной и жидкой границы; связанные колебания двух близко расположенных пузырьков. Полученные теоретические результаты используются для описания ряда физических эффектов, таких как акустическое излучение морских сипов, обращение волнового фронта эмиссионных сигналов (для диагностики подводных утечек), проявление акустических сил радиационного давления (при ультразвуковой очистке).

Максимов Г.А. «Фазовый переход от вязкоупругости к пластичности. описание на основе обобщенного вариационного принципа для диссипативной механики сплошных сред» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 67 (2017)

На основе обобщенного вариационного принципа (ОВП) для диссипативной механики сплошной среды показано, что фазовый переход от вязкоупругого поведения среды к пластическому может быть описан в терминах нелинейной релаксации внутренних микровращений материальных точек. В линейном приближении получаемые на основе ОВП уравнения движения соответствуют вязкоупругой среде, частным случаем которой является среда Максвелла с низкочастотным поведением как у обычной вязкой жидкости. В докладе показано, что за счет выбора только нужной функциональной зависимости сдвиговой нелинейности можно добится перехода от вязкоупруго поведения среды к ее пластическому поведению с ростом сдвиговой деформации.

Бадмаев Б.Б., Дембелова Т.С., Дамдинов Б.Б., Макарова Д.Н., Намдакова Е.Д. «Акустическое исследование нелинейных вязкоупругих свойств жидкостей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 67 (2017)

Представлены экспериментальные результаты исследования комплексного модуля сдвига и эффективной вязкости от угла сдвиговой деформации на примере триэтиленгликоля с использованием акустического резонансного метода.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Бородина И.А. «Уточнение материальных констант пьезокерамики ЦТС-19 при помощи акустического резонатора в виде диска» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 67-68 (2017)

Сделана попытка уточнения материальных констант для образцов из пьезокерамики ЦТС-19 в виде диска методом широкополосной акустической спектроскопии. При помощи прецизионного LCR измерителя был измерен комплексный электрический импеданс каждого резонатора в широком диапазоне частот. Затем была создана теоретическая модель резонатора при помощи двумерного осесимметричного метода конечных элементов. При помощи данной модели была решена обратная задача с использованием алгоритма Нелдера-Мида и вычислены уточненные значения всех 10 материальных констант пьезокерамики для каждого исследованного образца. Проведено сравнение уточненных значений со значениями, ранее опубликованными в литературе.

Федотовский В.С., Михайлова Т.А., Кругликов Ю.С., Орлов А.И. «Динамическая плотность и обобщенная проводимость жидкой дисперсной среды со сферическими включениями» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 68 (2017)

Рассмотрена аналогия, относящаяся к обобщенной проводимости гетерогенных сред и к динамике гетерогенных сред и их эффективным инерционным свойствам. В отличие от электро-гидродинамической аналогии ЭГДА, позволяющей моделировать поля скоростей при потенциальном течении идеальной жидкости или поля скоростей фильтрации вязких жидкостей на электрических аналоговых моделях, рассматриваемая здесь термомеханическая аналогия (ТМА) позволяет моделировать не только поля скоростей идеальной жидкости, но и определять эффективные инерционные свойства (эффективную динамическую плотность) с помощью аналоговых моделей по их эффективным электрическим (термическим) свойствам. Метод ТМА оказывается весьма полезным инструментом для определения эффективной динамической плотности гетерогенных сред по известным данным об эффективной электро-теплопроводности гетерогенных материалов. Основная задача обобщенной проводимости сводится к установлению эффективных свойств переноса в гетерогенных системах по известным свойствам фазовых составляющих и некоторым сведениям об их структуре. В силу эквивалентности математических уравнений, описывающих закономерности рассматриваемых процессов переноса, для иллюстрации способов определения эффективных свойств подобных материалов достаточно рассмотреть какое-нибудь одно из них, например, эффективную теплопроводность.

Кузнецова И.Е., Недоспасов И.А. «Распределение акустических полей обратных акустических волн по толщине пьезоэлектрической пластины» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 68-69 (2017)

Обратные акустические волны характеризуются противоположно направленными фазовой и групповой скоростью. В настоящее время характеристики этих волн хорошо изучены для непьезоэлектрических материалов. Что касается пьезоэлектрических пластин, то существуют работы, описывающие возможные механизмы возникновения этих волн, их характеристики при контакте с жидкостью. Однако исследования, посвященные вопросу влияния на акустические и электрические поля этих волн различных электрических граничных условий, отсутствуют. В данной работе исследовано влияние различных электрических граничных условий на распределение компонентов механического смещения и электрического поля по толщине пластины. В результате проведенных исследований была обнаружена возможность управления глубиной проникновения и положением максимума смещения обратных волн в XY ниобате калия путем использования различных типов электрического закорачивания пластины. Полученные результаты могут быть полезны для разработки методов управления смещением частиц пьезоэлектрической среды при распространении обратных акустических волн.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Бородина И.А. «Вариационная модель пьезоэлектрического резонатора в форме прямоугольного параллелепипеда» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 68-69 (2017)

Представлена теория вынужденных колебаний пьезоэлектрического резонатора в форме прямоугольного параллелепипеда. В основе метода лежит представление неизвестных компонент механического смещения и электрического потенциала внутри резонатора в виде линейных комбинаций ортогональных базисных функций. В качестве базисных функций для тела прямоугольной формы были выбраны полиномы Лежандра. Неизвестные коэффициенты, входящие в эти линейные комбинации определяются из условия стационарности лагранжиана, описывающего систему. В отличие от известного метода RPR (rectangular parallelepiped resonance), который позволяет рассчитать собственные частоты для свободного резонатора, представленный метод определяет распределение механических и электрических полей внутри резонатора для заданной возбуждающей частоты. Преимуществом метода является возможность использования комплексных материальных констант, что позволяет учесть вязкость и электрическую проводимость материала резонатора. Ключевые слова: прямоугольный пьезорезонатор, пьезокерамика ЦТС-19, материальные

Павловский А.С., Июдина С.А., Семёнова Н.Г. «Неоднородные вязкие волны, генерируемые пластинами конечных размеров» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 69 (2017)

Численно решена система нестационарных нелинейных уравнений, описывающих движение осциллирующей бесконечно тонкой пластины конечной длины в несжимаемой вязкой жидкости. Решение получено в виде поля колебательных скоростей вязкой волны как функции безразмерных параметров: безразмерной длины l и безразмерного колебательного смещения пластины a. Построены траектории движения частицы жидкости в таком поле. Показано, что они отличаются от прямых, перпендикулярных направлению распространения, характерных для идеализованных (линейных) поперечных вязких волн. Появляется горизонтальная составляющая колебательной скорости частицы жидкости, зависящая от величиныa. Качественно проанализированы особенности скорости распространения вязкой волны, возбужденной пластиной конечных размеров.

Макалкин Д.И., Брысев А.П., Преображенский В.Л., Перно Ф., Зоештиаг Ф. «Эмиссия капель и колебания границы несмешивающихся жидкостей, находящихся в малом объеме, инициированные импульсно-периодическим сфокусированным ультразвуковым пучком» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 70 (2017)

Представлены результаты экспериментов по эмиссии капель и возбуждению колебаний границы двух несмещивающихся жидкостей, заключенных в малый объем, инициированные импульсно-периодическим сфокусированным ультразвуковым пучком, перпендикулярным интерфейсу, В зависимости от нарастания интенсивности ультразвукового пучка выделено три характерных режима отклика интерфейса жидкостей. В первом режиме имеют место только колебания интерфейса без разрыва его сплошности. На основе измеренных зависимостей амплитуды колебаний интерфейса от амплитуды и длительности ультразвуковых импульсов обнаружено существование порога возбуждения таких колебаний. Отмечается, что подобная особенность характерна только для сосудов, характерные размеры которых сравнимы с длиной волны возбуждаемых в нем ультразвуком стоячих волн, и обусловлена силой сцепления жидкостей со стенками сосуда. При превышении интенсивности ультразвука первого критического значения реализуется второй режим, в котором при фиксированных параметрах ультразвуковых импульсов происходит эмиссия одиночных капель одинакового от импульса к импульсу размера. Измеренные зависимости размеров капель от параметров ультразвуковых импульсов показали линейную (в пределах точности измерений) зависимость размера капли от длительности ультразвуковых импульсов, что может быть использовано для управления размерами капель. Экспериментально показана также возможность менять диапазон возможных размеров одиночных капель с помощью варьирования положения границы жидкостей относительно фокальной плоскости источника ультразвука, В третьем режиме, когда интенсивность ультразвука превышает второе критическое значение, происходит хаотическая эмиссия множественных капель с непредсказуемыми размерами. Обсуждаются преимущества акустического подхода к возбуждению колебаний границы жидкостей и эмиссии капель по сравнению с механическим методом параметрического возбуждения неустойчивости Фарадея, а также перспективы практических применений наблюдаемых эффектов.

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.

Борисенок В.А. «Пузырьковый термоядерный синтез» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 71 (2017)

Приведен ряд результатов исследования сонолюминесценции, показывающих, что при коллапсе пузырька газа в жидкости создаются состояния вещества с высокими термодинамическими параметрами. Это явилось предпосылкой для предложений использовать акустическую кавитационную систему для реализации реакций термоядерного синтеза. Дан обзор работ по акустическому термоядерному синтезу. Рассмотрены другие системы, гипотетически пригодные для реализации пузырькового термояда. Обсуждаются состояние и перспективы развития этого направления.

Легуша Ф.Ф., Олейник М.М., Чижов Г.В., Иляков В.А. «Диссипация энергии в акустическом пограничном слое плоской поверхности жидкого полупространства» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 72 (2017)

Представлены методики расчетов коэффициента поглощения и диффузионного коэффициента поглощения плоской поверхностью жидкого полупространства, на которой сформировался акустический пограничный слой. При этом предполагается. что плоская гармоническая звуковая волна, распространяющаяся в полупространстве, заполненном газом, падает на поверхность жидкого полупространства под углом падения τ.

Ахмеджанов Ф.Р., Байтелесов С.А., Болтабаев А.Ф., Кунгуров Ф.Р., Аликулов С.А., Салихбаев У.С. «Характеристики упругости алюминиевого сплава САВ-1» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 72 (2017)

В работе модифицированным методом импульсной интерференции на частоте 10 МГц с точностью 0.01% определены скорости сдвиговых и продольных объемных акустических волн в алюминиевом сплаве САВ-1, используемым в качестве конструкционного материала в ядерных реакторах. По результатам измерений рассчитаны все основные характеристики упругости – модуль сдвига, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, модуль объемной упругости и компоненты тензора упругости. Проведено сравнение с характеристиками упругости алюминиевых сплавов АМГ-2 и АМГ-6. Показано, что атомы магния и кремния в качестве примеси внедрения ослабляют центральные силы взаимодействия между атомами и приводят к уменьшению упругих модулей, характеризующих продольную и объемную деформации.

Ахмеджанов Ф.Р., Азаматов З.Т., Саидвалиев У.А. «Затухание акустических волн в кристаллах германата и силиката висмута» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 73 (2017)

Скорость распространения и коэффициент затухания акустических волн в кристаллах германата и силиката висмута измерены методом Брэгговской дифракции света в частотном диапазоне 0.2–1.8 ГГц. Акустические волны распространялись вдоль направлений[100], [110] и[111]. Точность ориентации образцов составляла около 1°. Продольные и поперечные акустические волны возбуждались пьезопреобразователями из кварца, соответственно Х- или Y-среза толщиной 70–100 мкм. По результатам измерений рассчитаны действительные и мнимые компоненты комплексного тензора упругих модулей, которые использовались для построения характеристических поверхностей скорости и затухания акустических волн с учетом влияния пьезоэлектрического эффекта. Определен параметр упругой анизотропии C=C₁₂+2C₄₄–C₁, который оказался для этих кристаллов отрицательным. Проведен анализ анизотропии затухания акустических волн с различной поляризацией, распространяющихся в кристаллографических плоскостях, ортогональных осям симметрии второго и четвертого порядка. Показано, что для продольных волн вдоль [111] и медленных поперечных волн вдоль [110] с поляризацией по [001], которые являются пьезоактивными, необходимо учитывать вклад диэлектрических потерь. Из сравнения данных по скорости и затуханию пьезоактивных волн и значений эффективных упругих модулей в кристаллах Bi₁₂GeO₂₀ и Bi₁₂SiO₂₀ определены пьезоэлектрический коэффициент, тангенс угла диэлектрических потерь и коэффициент электромеханической связи для продольных волн вдоль [111] и для поперечных волн вдоль [110].

Ахмеджанов Ф.Р., Азаматов З.Т., Болтабаев А.Ф., Саидвалиев У.А. «Параметр упругой анизотропии в нецентросимметричных кубических кристаллах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 73 (2017)

Исследована анизотропия упругих свойств нецентросимметричных кубических кристаллов германата и силиката висмута. Определен параметр упругой анизотропии и построены характеристические поверхности скорости упругих волн в данных кристаллах. Показано, что они относятся к кристаллам с отрицательной анизотропией упругих модулей второго порядка. Сравнение результатов эксперимента с рассчитанными через введенный параметр анизотропии значениями скоростей акустических волн показывает хорошее совпадение.

Липовко П.О. «Акустическая рефлектоимпедансометрия – новая методика ультразвукового неразрушающего контроля и медицинской диагностики [Новые способы акустического согласования и рассогласования сред]» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 74 (2017)

Изложены результаты теоретической, экспериментальной и приборной разработки нового метода неразрушающего ультразвукового контроля, получившего название акустической рефлектоимпедансометрии. В основу метода положено измерение амплитудного коэффициента отражения ультразвука от границы контакта эталонной и исследуемой сред. Используя коэффициент отражения, рассчитывают величину акустического сопротивления (импеданса) исследуемой среды. Отличительной особенностью указанного метода является то обстоятельство, что все акустические характеристики исследуемой среды удается получить без проникновения внутрь контролируемого объекта. Это обстоятельство позволяет заметно расширить круг решаемых с помощью рассматриваемого метода задач, как в технике, так и в биологии и медицине. Например, предложить новые способы акустического согласования сред. Также кратко описаны некоторые из более 50 изобретений, созданных в процессе разработки указанного метода.

Васильев Б.П., Легуша Ф.Ф., Разрезова К.В., Чижов Г.В. «Широкополосные пленочные источники звука на основе термоакустического эффекта» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 74 (2017)

Gредставлены результаты теоретических и экспериментальных исследований широкополосных пленочных источников звука – термофонов. Излучение звука термофоном происходит за счёт термоакустического эффекта. Пленочные термофоны являются единственными источниками звука, излучающая поверхность которых удовлетворяет определению поршневого излучателя. Амплитудно-частотная характеристика пленочных термофонов равномерна в диапазоне от 2.0 до 120 кГц. В этом диапазоне частот пленочные термофоны обеспечивают на оси источника звука уровни звукового давления L≤90 дБ. Заданные значения уровней звукового давления устанавливаются путем изменения амплитуды переменного электрического тока, текущего через активный элемент (АЭ) термофона.

Тихомиров Ю.М. «Применение автомодельных решений для анализа работы термоакустического преобразователя энергии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 74-75 (2017)

Представлены обыкновенные дифференциальные уравнения для линейной и нелинейной моделей работы термоакустического преобразователя энергии, полученные на основе одномерной модели Ватанабэ без введения специальных форм решений, или дополнительных переменных. Автомодельные решения для безразмерной функции характеризуют все пространственные и временные процессы в зависимости от автомодельной координаты и нескольких постоянных параметров. Пространственные распределения акустических значений давления, плотности и скорости могут быть также получены на основе полученных автомодельных решений.

Гурбатов С.Н., Диденкулов И.Н., Мартьянов А.И., Прончатов-Рубцов Н.В. «Метод акустического видения нелинейных движущихся объектов в жидкости» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 75 (2017)

Методы получения изображений различных объектов в акустических полях востребованы в различных областях техники и медицинской диагностики и поэтому давно привлекают к себе внимание. Среди различных методов нелинейной акустической диагностики газовых пузырьков большой интерес представляет метод разностной частоты. Если пузырьки находятся в движении, то доплеровский сдвиг в рассеянной на разностной частоте волне позволяет лучше выделять полезный сигнал. Несмотря на то, что эффективность рассеяния звука на разностной частоте мала, в ряде случаев, особенно в сильно поглощающих и рассеивающих средах, этот метод может иметь преимущество по сравнению с другими. В настоящей работе рассматриваются эти особенности использования метода разностной частоты для получения акустических изображений нелинейных движущихся объектов.

Диденкулов И.Н., Сагачева А.А. «Распространение звука в суспензии взвешенных частиц» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 75 (2017)

Обычно при рассмотрении взаимодействия акустического поля с частицами суспензии учитываются лишь монопольные и дипольные колебания частиц. Однако, в случае, если центр масс частицы не совпадает с точкой приложения силы Архимеда, такая частица совершает вращательные колебания. Угловые колебания частицы будут сопровождаться вязким трением и приводить к потере энергии акустической волны. В работе рассматриваются стержнеподобные частицы и анализируется распространение звука в суспензии таких частиц.

Черепанова Ж.В., Сапожников О.А., Цысарь С.А., Крыжановский М.А. «Использование радиационной силы, оказываемой на протяжённый поглотитель, для измерения акустических потерь при прохождении ультразвукового пучка через твердотельный слой» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 76 (2017)

При прохождении акустической волны через расположенный в жидкости твердотельный слой возникают энергетические потери, вызванные как поглощением в слое, так и отражениями от его границ. Поскольку неоднородный по толщине слой вызывает заметные искажения волнового фронта, то традиционный способ измерения потерь, основанный на регистрации уменьшения амплитуды плоской волны, оказывается неприменимым. В этих условиях требуется измерять мощность волны методом, не чувствительным к амплитудно-фазовой структуре акустического поля. В работе в качестве такого метода предлагается подход, основанный на измерении радиационной силы, оказываемой ультразвуковым пучком на протяжённый поглотитель.

Иваненков А.С., Родионов А.А. «Сравнительный анализ методов оценки числа источников звука в помещении при выделении сигнала с помощью решетки микрофонов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 76 (2017)

Рассматривается задача оценки числа источников звука в узкой полосе частот по реализации, принятой решеткой микрофонов. В теории адаптивных антенных решеток (АР) оценка числа источников сигнала используется для правильного разделения шумового и сигнального подпространств при формировании диаграммы направленности на полезный источник. В частности, задача оценки числа источников возникает при оценке временной формы речевого сигнала, принимаемого на фоне помех. Применительно к данной задаче в работе рассмотрены классические методы определения числа источников, содержащихся в принятой выборке, основанные на информационном критерии Акаике (AIC) и критерии минимальной длины описания (MDL). Также, в работе предложен метод оценки числа источников, основанный на критерии отношения правдоподобия. Функции правдоподобия в данном случае выводятся с использованием предложенной ранее модели корреляционной матрицы сигнала, содержащей матрицу неполного ранга. Численное моделирование и экспериментальная апробация показали более высокую эффективность предложенного метода по сравнению с классическими критериями.

Симаков И.Г., Гулгенов Ч.Ж. «Взаимосвязь точки росы с температурным коэффициентом времени задержки поверхностных акустических волн в системе адсорбированная вода–ниобат лития» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 77 (2017)

Показано, что во влажной газовой среде температурный коэффициент времени задержки (ТКЗ) акустоэлектронного устройства имеет нулевое значение при некоторой величине тепловой энергии (температуры). Имеет место взаимосвязь температуры нулевого значения ТКЗ с точкой росы. Предложено использовать зависимость температуры нулевого значения ТКЗ от давления пара для определения относительной влажности. Рассмотрены преимущества такого метода.

Грищенко А.И., Третьяков Д.А., Семенов А.С. «Исследование связи между параметром акустической анизотропии и мерами напряженно-деформированного состояния» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 77 (2017)

Выполнена оценка влияния напряженно-деформированного состояния материала на акустическую анизотропию при упруго-пластическом деформировании. волны в случае неодноосного напряженно-деформированного состояния при неупругом деформировании пластины с концентратором напряжений (в виде центрального отверстия). Представлены экспериментальные результаты для нескольких уровней деформации, а также результаты конечно-элементного анализа действующих напряжений. Установлено, что наилучшая корреляция наблюдается между акустической анизотропией и мерами деформации, в частности со вторым инвариантом девиатора тензора деформации.

Лебедев М.В. «Оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 77-78 (2017)

Описывается оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения. Критерием эффективности является вероятность обнаружения гидроакустического сигнала на фоне помехи, когда известны вероятность ложной тревоги и местоположение цели. В модели наблюдения предполагается, что сигнал и шум являются некоррелированными. Ковариация шума и сигнала известны. В работе получены аналитические формулы для критериев эффективности для различных режимов работы гидроакустических систем. Кроме того, в работе приведены результаты численного моделирования для различных статистик обнаружения.

Попова А.В. «Разработка метода диагностики начальной стадии повреждённости материала по излучаемому акустическому полю» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 78 (2017)

Динамические нагружения конструкций ответственного назначения, таких как корпуса энергетических установок, химические реакторы, резервуары, сосуды давления и др. обуславливают развитие поврежденности материалов и элементов конструкций, начальная стадия которой не выявляется традиционными средствами дефектоскопии. В качестве метода, дополняющего существующие методы дефектоскопического контроля, предлагается бесконтактный дистанционный метод мониторинга изменений спектральных характеристик колебаний образцов и элементов конструкций через изменения в излучаемом ими акустическом поле после локальных ударных воздействий. Экспериментально установлено, что наиболее структурночувствительной среди других спектральных характеристик является внутреннее трение, величина которого обусловлена, в основном, рассеянием энергии в материале. Изменения данной характеристики позволяет контролировать начальные стадии процесса структурной повреждаемости металла, в то время как другие характеристики сохраняют стабильные значения. Представлены результаты экспериментальных исследований по изучению влияния уровня усталостной поврежденности стальных балочных образцов на характеристики добротности излучаемого акустического поля, эксплуатировавшихся в одинаковых условиях, но с разными сроками. Представлены методика и аппаратура для проведения испытаний балочных образцов на добротность свободных затухающих колебаний со спектральным анализом излучаемого ими акустического поля.

Чернышева Т.В., Соболев И.В. «Исследование влияния конструкции сабвуфера на его характеристики» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 78 (2017)

Рассматривается, как применение метода электромеханических аналогий позволяет получить сначала эквивалентную акустическую, а затем эквивалентную электрическую схему сабвуфера для выбранного оформления сабвуфера. Номиналы элементов рассчитываются исходя из параметров громкоговорителя и конструкции. С помощью программы для моделирования электрических схем находится частотная характеристика сабвуфера. На основании исследования и полученных результатов предлагается методика, позволяющая рассчитать частотные характеристики сабвуфера, исходя из заданных условий, а также позволяющая определить наиболее подходящий тип оформления, линейные размеры и соотношения внутренних размеров конструкции сабвуфера.

Чижов В.Ю. «О перспективе развития технологий контроля отраженных гидроакустических полей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 79 (2017)

Развитие гидролокационных средств обнаружения подводных объектов в последние годы привело к необходимости четкого определения их отражающей способности. Определение и контроль отраженных сигналов от объекта может быть выполнен двумя путями: расчетным с использованием физико-математических моделей подводного объекта и экспериментальным. Указаны причины, такие как габаритные размеры, сложность конструкции, сложность проведения эксперимента, ограничивающие развитие экспериментальных исследований в натурных условиях. Показано, что оптимальный путь – это масштабное моделирование объекта и зондирующего сигнала.

Шлемов Ю.Ф. «Современные методы и технологии акустических испытаний кораблей для измерения характеристик их подводного шум» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 79 (2017)

Во всех странах, осуществляющих строительство судов и подводных лодок (ПЛ), активно решаются вопросы качественного выполнения измерений и контроля подводного шума (ПШ) кораблей. Это необходимо для проверки соответствия ПШ судов экологическим требованиям, но главной задачей этих измерений является обеспечение акустической скрытности ПЛ. На основе анализа стандартов НАТО и данных о технологиях, применяемых при измерениях ПШ за рубежом, в статье даются рекомендации по совершенствованию отечественной системы измерения и контроля ПШ кораблей.

Горинов И.А., Зинченко В.Н., Шахворостов Д.Ю., Щёголева Т.В. «Особенности разработки, создания чувствительного элемента в виде биморфа для его использования [в] акселерометрах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 80 (2017)

Рассматривается изменение массогабаритных параметров пьезоэлектрических биморфов дня их использования в сейсмодатчиках, а также датчиках удара. Показано преимущество изменения толщины биморфа для увеличения показателя механической прочности, без значительной потери чувствительности. Одним из наиболее часто используемых датчиков, является акселерометр, т.е. датчик линейного ускорения. Акселерометры различаются как по конструкции, так и по принципу действия. Основной составляющей частью такого датчика является чувствительный элемент. Чувствительные элементы (ЧЭ) на основе пьезокерамики нашли широкое применение в различных видах акселерометров-сейсмодатчиков, вибродатчиках, датчиках удара и др. Во всех этих случаях используется прямой пъезоэффект, а именно, при воздействии на ЧЭ по оси чувствительности ускорением, возникает сила, приводящая к появлению заряда на ЧЭ, По параметрам этого заряда, или иного, пропорционального ему электрического сигнала, судят о параметрах упомянутого воздействия. Одной из наиболее распространенных конструкций ЧЭ является пьезокерамический биморф, выполненный в виде прямоугольной банки (консоли), закрепленный в области одного из концов, называемого нерабочей зоной. Незаделанная часть биморфа называемся рабочей зоной, соответственно. Для увеличения прочностных показателей была проведена серия сравнительных теоретических расчетов и практических экспериментов, в результате которых установлено оптимальное соотношение габаритных параметров для конкретного типа датчиков. Результаты, полученные в ходе эксперимента, показали удовлетворительное совпадение с теоретическими расчетами и могут быть положены в основу конструкции рассматриваемого датчика.

Дорофеева А.А., Сапожников О.А. «Учет влияния дифракционной расходимости и неидеальности отражения от металлического рефлектора при градуировке пьезоэлектрического преобразователя методом самовзаимности» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 80-81 (2017)

Одним из методов градуировки пьезоэлектрических ультразвуковых преобразователей является метод самовзаимности. В этом методе в среде напротив исследуемого преобразователя устанавливается эталонный акустический рефлектор. Преобразователь используется и для излучения ультразвукового импульса, и для приема соответствующего отраженного сигнала (эхо-импульсный режим). Из сравнения характеристик электрического сигнала на этапах излучения и приема находится эффективность электроакустического преобразования и, тем самым, производится градуировка преобразователя. Наиболее просто провести градуировку в приближении плоских волн. На практике это условие нарушается, что может привести к заметным погрешностям. Для повышения точности метода необходимо построить численную модель, описывающую дифракционную расходимость излучаемого акустического пучка и неидеальность его отражения от рефлектора. Построение такой модели является предметом настоящей работы.

Гордеев Б.А., Гордеев А.Б. «Акустический метод измерения параметров вибрации шнековых валов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 81 (2017)

Рассмотрены условия применимости квазистатического приближения при описании процесса взаимодействия акустических волн с вибрационными полями, создаваемыми сложными техническими системами. Выявлены критерии оценки величины методической погрешности измерения амплитуды колебаний шнековой передачи при широкополосном спектре ее вибрационного поля. Рассмотрены и оценены погрешности, возникающие при модуляции отраженного акустического сигнала по фазе и амплитуде.

Дорофеева А.А., Сапожников О.А. «Учет влияния дифракционной расходимости и неидеальности отражения от металлического рефлектора при градуировке пьезоэлектрического преобразователя методом самовзаимности» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 80-81 (2017)

Одним из методов градуировки пьезоэлектрических ультразвуковых преобразователей является метод самовзаимности. В этом методе в среде напротив исследуемого преобразователя устанавливается эталонный акустический рефлектор. Преобразователь используется и для излучения ультразвукового импульса, и для приема соответствующего отраженного сигнала (эхо-импульсный режим). Из сравнения характеристик электрического сигнала на этапах излучения и приема находится эффективность электроакустического преобразования и, тем самым, производится градуировка преобразователя. Наиболее просто провести градуировку в приближении плоских волн. На практике это условие нарушается, что может привести к заметным погрешностям. Для повышения точности метода необходимо построить численную модель, описывающую дифракционную расходимость излучаемого акустического пучка и неидеальность его отражения от рефлектора. Построение такой модели является предметом настоящей работы.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Теплых А.А., Бородина И.А. «Влияние электрических граничных условий вблизи свободной стороны пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем на его характеристики» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 82 (2017)

Экспериментально исследовано влияние зазора между свободной стороной пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем на основе ниобата лития и электрически проводящей пленкой на поверхности диэлектрической пластины на частоты параллельного и последовательного резонансов. Измерения проводились в диапазоне температур от 14 до 45°С. Показано, что при изменении зазора от 0 до 3.5 мм частота параллельного резонанса монотонно увеличивается на 1.3% при постоянной температуре. Изменение частоты последовательного резонанса в интервале 0–3.5 мм при фиксированной температуре не превышало 0.02–0.07%. Теоретический анализ количественно подтвердил зависимости указанных частот от ширины зазора. Было показано, что разница между рассчитанными и измеренными зависимостями частот параллельного и последовательного резонансов от ширины зазора не превышает 0.6%. Показана возможность создания измерителей перемещений с температурной компенсацией, которые могут быть использованы для непрерывного контроля деформаций и раскрытия трещин различных конструкций.

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Теплых А.А. «Влияние жидкости с различной проводимостью, вязкостью и диэлектрической проницаемостью на характеристики щелевой моды в акустической линии задержки» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 82-83 (2017)

Экспериментально исследовано влияние жидкости с различной проводимостью, диэлектрической проницаемостью и вязкостью на характеристики щелевой моды в структуре, состоящей из линии задержки с поперечно-горизонтальной волной и верхней пластины, разделенных воздушным зазором. Линия задержки была выполнена из Y-X ниобата лития, верхняя пластина – из Z-X ниобата лития. Возбуждение щелевой моды приводило к острым резонансным пикам на частотных зависимостях полных потерь и фазы выходного сигнала линии задержки. Установлено, что глубина и частота этих пиков зависят от указанных параметров жидкости, контактирующей с верхней пластиной. Показана возможность использования щелевой моды в исследуемой структуре для идентификации жидкостей с различными значениями проводимости, вязкости и диэлектрической проницаемости.

Анисимкин В.И., Дагесян С.А., Колесов В.И., Кузнецова И.Е., Мельников А.Е., Солдатов Е.С. «Разработка нанобиосенсоров на основе акустоэлектронных технологий» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 83 (2017)

Использование методов акустоэлектроники и интеграция нанобиосенсоров с акустическими линиями задержки в рамках планарных технологий дают возможность создания акустобионаноэлектронных датчиков с повышенной чувствительностью и селективностью. В работе разработан акустоэлектрический чип-сенсор на основе монокристаллической пластины ниобата лития толщиной 0.35 мм с системой встречноштыревых преобразователей (ВШП) для возбуждения соответствующей акустической волны, который вставляется в чип-холдер со стандартным разъемом ножевого типа. Для создания планарной наноструктуры наноэлектронного трансдьюсера использовалась технология стандартной фотолитографии, различных фоторезистов и реактивного ионного травления и магнетронного напыления. Область размером 80×80 микрон в центре чипа служила для формирования электронной наноструктуры, которая является прообразом наноэлектронного трансдьюсера. В полученных наноструктурах могут быть сформированы нанозазоры для иммобилизации молекул белков-ферментов и создании селективных молекулярных биосенсоров.

Воронова Н.В., Анисимкин В.И. «Интегральная решетка акустических датчиков для распознавания жидкостей микролитрового объема» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 84 (2017)

Экспериментально показано, что сенсорные свойства нормальных акустических волн могут варьироваться за счет а) изменения направления распространения на кристаллической пластине из-за ее анизотропии, б) выбора номера моды n для каждого направления распространения и в) использования разных нормированных на длину волны толщин пластины (дисперсии) для каждой волны n и каждого направления. Используя эту особенность нормальных волн, создан и апробирован макет решетки акустических датчиков, интегрированных на одной пьезоэлектрической пластине, который пригоден для приборов электронный язык и не содержит чувствительных покрытий.

Кулакова Л.А., Аверкиев Н.С., Лютецкий А.В. «Акустоэлектронные эфеекты в наноразмерных гетеролазерах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 84 (2017)

Экспериментально и теоретически изучено воздействие вводимых извне переменных деформаций на поляризационные свойства излучения In₂₈Ga₇₂As/GaAs лазера на квантовой яме. Проведён анализ поляризационных эффектов при различных превышениях рабочего тока над пороговой его величиной.

Бурков С.И., Золотова О.П., Турчин П.П., Рычков И.М. «Чувствительность дисперсионных характеристик акустических волн в слоистой структуре «Me/ZnO/Me/алмаз» от толщины металлических слоев» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 85 (2017)

Выполнено исследование влияния массовой нагрузки в виде двух металлических слоев (верхний и нижний электрод) на изменение фазовой скорости дисперсионных мод упругой волны в пьезоэлектрической слоистой структуре «Me/ZnO/Me/алмаз». Проанализированы зависимости этой величины от отношения h×f (частота?толщина пьезоэлектрика) и отношения d/h (толщина металла/толщина пьезоэлектрика). В качестве материала металлических слоев рассматриваются алюминий (Al), молибден (Mo), платина (Pt).

Галанов Г.Н., Лушников А.В., Поляков В.Ю. «Особенности разработки, создания и исследования генератора на ПАВ-резонаторах с системой фазовой автоподстройки частоты для радиолокационной аппаратуры» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 85 (2017)

Рассматриваются принципы создания генератора частоты на ПАВ-резонаторах с системой фазовой автоподстройки частоты, особенности его конструирования. Показаны результаты измерений макетных образцов. На основе предыдущих разработок и новых технологических решений было создано несколько макетных образцов с частотами 915 и 939 МГц. В данных образцах использовались только отечественная элементная база. Стоит заметить, что использование системы фазовой автоподстройки частоты не внесло изменений в спектральную плотность фазовых шумов в рассматриваемом диапазоне. При измерении электрических параметров генераторов

Быховец А.А., Воронова Н.В., Пучков Ю.В., Галанов Г.Н. «Исследование динамики точки температурного перегиба ПАВ резонатора на пьезоподложках кварца семейства ST-среза в широком температурном диапазоне» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 86 (2017)

Представлены результаты экспериментальных исследований ПАВ резонаторов на подложках монокристаллического кварца семейства ST-среза с углами Эйлера (0°, 132.75°–127°, 0°). Данные представляют практический интерес для использования при проектировании радиоэлектронных систем, в состав которых входит резонатор на ПАВ.

Артельный П.В., Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю., Коротин П.И., Любавин Л.Я., Стуленков А.В. «Наблюдение устойчивых компонент звуковых полей в натурных измерениях в Ладожском озере» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 87 (2017)

Представлены результаты обработки данных измерений пространственно-временных структур звуковых полей в Ладожском озере с помощью протяженной приемной вертикальной решетки. Целью обработки было выделение компонент поля, которые устойчивы по отношению к неизбежной неточности математической модели среды. В терминах лучевого подхода устойчивая компонента формируется узким пучком лучей. С точки зрения модового представления поля она образована небольшой группой мод. В обсуждаемом эксперименте анализировались звуковые поля, возбужденные точечным источником, излучавшим широкополосные импульсы, а также поля волновых пучков, возбужденных на фиксированных частотах с помощью излучающей вертикальной решетки. Сравнение результатов обработки данных с численным расчетом полей показывает, что, как и ожидалось, устойчивые компоненты могут быть предсказаны точнее, чем полное звуковое поле.

Голубев В.Н., Смирнов И.П. «Распространение низкочастотных импульсных сигналов в океане» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 87-88 (2017)

Приводятся результаты экспериментальных исследований по распространению низкочастотных импульсных сигналов в глубоководном районе Мирового океана. В данном докладе рассмотрены особенности распространения низкочастотного импульсного сигнала в условиях волновода открытого ко дну, в котором принятый сигнал представляет собой последовательность отражений от дна и поверхности океана. В приближении геометрической акустики произведён расчёт пространственно-временной структуры импульсных сигналов и интенсивности отражений различной кратности, формирующих эту структуру. При выбранной модели среды получено удовлетворительное совпадение эксперимента с расчётом, обосновывающее применимость геометрической акустики в инфразвуковом диапазоне частот.

Хилько А.И., Сидоровская Н., Рихтер К. «Теоретическое и экспериментальное исследование структуры техногенных гидроакустических шумов и прогноз их негативного воздействия на экосферу в мелком море» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 88 (2017)

Исследована структура техногенных гидроакустических шумов в мелком море. Показано, в частности, что от мощных импульсных сейсмоакустических источников, используемых для зондирования морского дна, на достаточно больших дистанциях формируются неоднородные нестационарные шумовые поля, структура и интенсивность которых зависят от строения волновода, структуры морского дна и ветрового волнения. Проведены измерения такого рода импульсных шумов в Мексиканском заливе и Баренцевом море. Выполнены оценки областей негативного воздействия на экосферу в мелководных районах океана и окраинных морей.

Луньков А.А., Петников В.Г., Черноусов А.Д. «Затухание акустических волн, возбуждаемых направленным источником звука на океанском шельфе» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 88 (2017)

Исследовано затухание низкочастотных акустических волн, возбуждаемых источниками звука с различной диаграммой направленности на мелководном океанском шельфе. Для расчетов применялось модовое описание звукового поля. Показано, что затухание растет как при увеличении ширины диаграммы направленности в вертикальной плоскости, так и при отклонении главного лепестка диаграммы от горизонтального направления. Продемонстрировано, что поверхностное волнение может существенным образом влиять на затухание акустических волн в случае, когда скорость звука в дне больше, чем скорость звука в водном слое. Установлено, что для адекватного определения потерь при распространении звука на небольшие расстояния r (r<300H, Н – глубина моря) необходимо учитывать взаимодействующие между собой распространяющиеся и вытекающие моды звукового поля. Полученные результаты могут быть полезны при оценке интенсивности звукового поля вблизи источников антропогенных шумов.

Ярина М.В., Луньков А.А. «Лучевая структура звукового поля в волноводе со слоем газонасыщенных осадков» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 89 (2017)

В рамках лучевого подхода получены аналитические выражения для расчета комплексной амплитуды звукового поля в волноводе, где дно представляет собой газонасыщенный слой, лежащий на жидком полупространстве. Скорость звука в воде предполагалась не зависящей от глубины. Лучи были разделены на четыре типа по количеству отражений от верхней и нижней границы. Учитывались разветвления лучей при отражении от границы вода-газонасыщенный слой. С использованием полученных выражений проведены расчеты звукового поля волновода глубиной 120 м при различных скоростях звука в слое осадков. Результаты вычислений сравнивались с результатами, полученными лучевым методом для модели волновода с дном – жидким полупространством, имеющим те же параметры, что и осадочный слой. Получены оценки толщины слоя осадков, при которой влиянием нижнего полупространства можно пренебречь.

Луньков А.А., Петников В.Г. «Распространение звука в мелководном арктическом волноводе с ледовым покровом» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 89 (2017)

Разработана модель звукового канала, типичного для мелководных морей Арктического бассейна, которая может учитывать как наличие неровного ледового покрова, так и слой газонасыщенных осадков. Звуковое поле представляется в виде суммы взаимодействующих мод в рамках метода поперечных сечений. В суммировании участвуют как распространяющиеся, так и «вытекающие» моды, т.е. модель работает и для расчёта звукового поля на близких расстояниях (порядка глубины волновода), и в случае малых скоростей звука в дне (меньше скорости звука в воде). С использованием построенной модели проведены численные эксперименты по распространению звука в мелководной акватории, покрытой льдом. Реализации ледового покрова взяты из общедоступной базы (http://nsidc.org/data/G01360), в которой собран большой архив данных эхолоцирования нижней кромки льда в Северном Ледовитом океане. Результаты моделирования показали, что наличие ледового покрова может приводить к увеличению потерь при распространении, которое необходимо учитывать при проектировании гидроакустических систем, работающих в Арктическом бассейне.

Кацнельсон Б.Г., Zhongtao Hu. «Звуковое поле в прибрежном клине в области касания термоклина дном» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 89-90 (2017)

Рассматривается распространение звукового поля в области прибрежного клина в сторону глубокого моря при наличии термоклина. Показано, что в области касания термоклина дном, когда глубина моря становится равной глубина термоклина, имеет место заметное изменение характера распространения, когда по мере распространения вниз по склону моды превращаются в придонные и возможно неадиабатическое взаимодействие мод. Данная ситуация моделируется в рамках лучевой теории и параболического уравнения.

Кацнельсон Б.Г., Григорьев В.А., Lynch J. «Вариации амплитудного и фазового фронта акустического сигнала в присутствии внутренних волн в мелком море (теория и эксперимент)» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 90 (2017)

Рассматривается изменчивость интерференционной структуры узкополосного звукового сигнала в мелком море в горизонтальной плоскости в присутствии неоднородности, в частности, линейных внутренних волн. Показано, что линии постоянной фазы (фазовые фронты) и линии постоянной амплитуды (амплитудные фронты) могут иметь различное направление, угол между ними определяется параметрами неоднородности и частотой звука. Представлены теоретические оценки, и данные эксперимента Shallow Water 2006

Григорьев В.А., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Затухание звука в мелком море с дном в виде газонасыщенного осадочного слоя, лежащего на вечной мерзлоте» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 90 (2017)

В рамках численного моделирования проанализированы возможности модового описания звукового поля в мелком море с дном арктического типа: газонасыщенный осадочный жидкий слой, лежащий на упругом полупространстве (вечной мерзлоте). Установлено, что наилучшее описание поля в водном слое на коротких расстояниях от источника звука (порядка 1–10 глубин волновода) достигается при использовании дискретного спектра нормальных мод и квазимод, вычисленного с помощью разрезов Пекериса. Расчеты потерь при распространении в волноводе для толщины осадочного слоя сравнимом или большим, чем длина звуковой волны в осадках, показали, что морское дно ведет себя как однородное жидкое полупространство. Потери резко возрастают при приближении скорости звука в осадках к скорости звука в воде. Предложена методика оценки скорости звука в осадочном слое, основанная на анализе затухания звуковых полей высших мод.

Салин М.Б., Байдаков Г.А., Потапов О.А., Салин Б.М., Стуленков А.В., Разумов Д.Д. «Наблюдение различных механизмов рассеяния низкочастотного звука на поверхностном волнении: традиционная брэгговская и новая феноменологическая модели рассеяния» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 91 (2017)

В серии экспериментов исследовались узкополосные спектры обратного рассеяния звука. Выделены два вида спектров рассеяния. В первом случае наблюдаются боковые лепестки на определенном расстоянии от несущей частоты, вызванные брэгговским рассеянием на поверхностных волнах. Во втором случае наблюдается плавное уширение спектра вокруг несущей частоты. В этом случае спектр реверберации интерпретируется с помощью феноменологической модели рассеяния звука на приповерхностных неоднородностях, совершающих под воздействием ветровых волн круговое движение со скоростями значительно меньшими фазовых скоростей поверхностных волн.

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «О локальном эффекте взаимодействия мод низкочастотного звукового поля в случайно-неоднородном двумерном мелком море» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 91 (2017)

Рассмотрена статистическая задача о распространении низкочастотного звука в волноводе мелкого моря с двумерными случайными неоднородностями. Исследуется закон спадания средней интенсивности поля с расстоянием в условиях флуктуирующего термоклина и при наличии поглощающего жидкого дна. В рамках метода поперечных сечений показано, что взаимодействие мод с расстоянием при не слишком сильных флуктуациях волновых чисел мод носит локальный характер, поэтому его учет является лишь некоторой добавкой к адиабатическому решению для интенсивности, в целом не меняющей средний закон потерь при распространении. Проведено сопоставление с результатами диффузионного приближения.

Макаров Д.В. «Моделирование акустических полей с помощью теории случайных матриц» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 91 (2017)

Рассматривается метод моделирования акустических полей в случайно-неоднородном подводном звуковом канале, основанный на построении пропагатора в базисе нормальных мод волновода. Взаимодействие мод моделируется с помощью случайных матриц с некоррелированными матричными элементами, дисперсии которых определяются спектром неоднородности. Проведено сравнение спектральной статистики получаемого таким образом пропагатора с соответствующими данными, полученными путем прямого решения параболического уравнения. Показано, что пропагатор, построенный с помощью случайных матриц, способен корректно воспроизводить процесс декогеренции акустического поля по мере удаления от источника звука.

Клячин Б.И. «Сильные горизонтальные неоднородности шумовых полей в океане» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 92 (2017)

Горизонтальные неоднородности океанической среды приводят к горизонтальным неоднородностям шумового поля. Рассмотрены неоднородности, вызванные холодными вихрями и океаническими разломами. При этом источники шума на поверхности океана считаются горизонтально однородными. Тем самым, рассматриваются эффекты, связанные с особенностями распространения шума в сложной океанической среде. Для расчета шумовых полей последовательно используется теория переноса излучения. Считается, что шум преобладает в водных лучах и почти отсутствует в отраженных от дна донных лучах.

Бибиков Н.Г. «Особенности звуков раков-щелкунов в Черном море» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 92 (2017)

В октябре–ноябре 2015–2016 гг. при регистрации гидроакустических биошумов на мелководье восточного побережья Черного моря с помощью широкополосной аппаратуры (верхняя частотна граница – несколько сотен килогерц) были выявлены весьма интенсивные импульсные звуки, генерируемые раками-щелкунами. При размещении гидрофона в 30–40 см над донной поверхностью на глубинах от 5 до 10 м сигнал содержал фоновый шум, создаваемый этими объектами, расположенными на расстояниях более метра. Наряду с этим обнаруживались и сравнительно редкие (обычно несколько раз в минуту), но весьма интенсивные (до нескольких сотен паскалей) щелчки. Они излучались одиночными объектами, локализованными в близости от гидрофона. Такие условия позволили осуществить временной анализ одиночных сигналов раков щелкунов в естественных условиях их обитания. Показано, что они состоят из следующих участков: короткий всплеск – предшественник, генерируемый струей жидкости, вылетающей при схлопывании клешни, мощный импульс, возникающий при схлопывании кавитационного пузырька, многочисленные отражения этого сигнала от близлежащих элементов донной поверхности (галька, раковины мидий). Время нарастания основного импульса может составлять 7–10 мкс при общей длительности сигнала, варьирующей вследствие специфики отражений, от 0.1 до 0.4 мкс. Наряду с исходным импульсом можно обнаружить также и задержанные эхосигналы от локальных искусственных подводных объектов и от поверхности. Обсуждаются возможные практические приложения полученных данных.

Гончаренко Б.И., Гусев В.А. «Акустические поля в слоистой газонасыщенной среде» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 93 (2017)

Исследованы особенности распространения акустических волн и ограниченных пучков в слоисто-неоднородной среде, содержащей газовые пузырьки. Такая система моделирует, в частности, акустические процессы в пресноводных водоемах с донным грунтом, содержащем газонасыщенные осадочные породы. Показано, что скорость звука в газонасыщенном грунте определяется количеством содержащегося в нем газа. При увеличении газа примерно до 1% от общего объема грунта скорость звука падает до 100 м/с, т.е. в 15 раз по сравнению со скоростью звука в воде. Рассчитаны коэффициенты отражения и прохождения акустической волны от слоистой газонасыщенной среды и их зависимости от частоты и угла падения волны. Проведено сравнение с результатами экспериментальных исследований. Показано, что частотная зависимость модуля коэффициента отражения звука, полученная на одной из акваторий Клязьминского водохранилища, имеет осциллирующий характер, причем частота осцилляций зависит от толщины газонасыщенного слоя и не зависит от угла падения. Показана возможность восстановления параметров структуры слоистого грунта по этой частотной зависимости. Исследованы нелинейные акустические эффекты, связанные с сильной структурной нелинейностью жидкости с пузырьками. Рассмотрены различные случаи расположения излучателя по отношению к границе донного грунта и выведены эволюционные уравнения для случаев горизонтального и наклонного распространения интенсивной волны. Рассчитаны волновые профили и поперечная форма пучков.

Смирнов И.П., Хилько А.А., Коваленко В.В., Мареев Е.А., Малеханов А.И., Хилько А.И., Кравченко В.Н. «Адаптивная интегрированная сетецентрическая система высокочастотного подводного наблюдения вблизи портовых зон и морских сооружений импульсных сигналов в океане» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 93 (2017)

Для акустического высокочастотного зонального наблюдения вблизи морских сооружений разработан сетецентрический метод, основанный на совместной обработке набора мультистатических томографических проекций, формируемых в подводном канале вертикальными излучающими и приемными решетками сложно-модулированных импульсных сигналов в виде согласованных с волноводом пучков. Исследована эффективность конкретных систем наблюдения в реальных прибрежных морских акваториях. Работоспособность метода исследовалась в натурных экспериментах.

Хилько А.И., Смирнов И.П., Машошин А.И., Шафранюк А.В. «Исследование влияния когерентности гидроакустических полей на эффективность подводного наблюдения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

Разработана модель когерентности высокочастотных гидроакустических полей в случайно неоднородных океанических волноводах. Анализируются причины разрушения когерентности. Приведены результаты расчётов когерентности шумовых источников в зависимости от взаимного положения источника и приемной системы, типа волновода, а также параметров случайных неоднородностей океанического волновода. Обсуждается эффективность частично когерентного подводного наблюдения.

Щуров В.А., Щеглов С.Г., Ляшков А.С. «Векторные свойства акустического поля как основа для создания помехоустойчивых алгоритмов обнаружения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

В реальных векторных акустических полях мелкого моря, сформированных многими источниками звука, наблюдаются явления, которые могут быть использованы как механизмы выделения слабого сигнала на фоне когерентной помехи и подводного окружающего шума. Особенности свойств векторного акустического поля связаны с направленным характером движения энергии подводного окружающего шума, когерентной помехи от локальных источников, полезного сигнала; статистической особенностью разностно-фазовых соотношений и их производных; вихревыми структурами вектора плотности потока энергии. Перечисленные свойства являются фундаментальными свойствами векторного акустического поля и могут быть использованы в системах пассивной локации.

Кузнецов Г.Н., Курчанов А.Ф. «Методы повышения помехоустойчивости обнаружения и пеленгования с использованием векторно-скалярного модуля» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

Выполняется пеленгование широкополосных источников скалярной антенной (СА) и векторно-скалярными модулями (ВСМ) с использованием обработки по потоку мощности и по новому методу, основанному на применении псевдовекторов, построенных по проекциям векторов колебательной скорости (ВКС). Исследуется метод подавления помех от локального источника с использованием векторных полей.

Кузнецов Г.Н., Глебова Г.М. «Исследование однонаправленности приема, оценки дальности и глубины источника с использованием скалярных и векторно-скалярных антенн» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 95 (2017)

Анализируются пространственные спектры на выходе линейной скалярной или векторно-скалярной антенны (СА или ВСА) при обработке сигналов методами, имеющими различную разрешающую способность, согласованными или несогласованными с передаточной функцией волновода. Эксперименты проводились в мелководном бассейне при стационарном расположении антенны и излучателя и в режиме буксировки антенны с движущимся источником шума. ВСА, в отличие от СА, подавляет сигналы, приходящие по «зеркальному» лепестку и обладает однонаправленностью пеленгования, а при использовании согласованной обработки в пассивном режиме однозначно определяет расстояние и глубину источника.

Некрасов В.Н «Оценка параметров источников гидроакустического шума при использовании векторно-фазовых методов измерений» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 95 (2017)

Приводятся результаты натурных экспериментальных исследований потенциальных возможностей гидроакустических измерительных систем, реализующих векторно-фазовые методы измерений (ВФМИ), при решении различных прикладных задач гидроакустики. Показана перспективность использования ВФМИ и измерительных систем с комбинированными гидроакустическими (векторными) приемниками (ВП) для низкочастотных гидроакустических измерений, поскольку уже в случае применения одиночного ВП возникает качественный скачок, который заключается в появлении новых свойств у точечной приемной системы – возможности в широкой полосе частот определять направление на источник шума, разделять по направлениям несколько источников и оценивать полосу частот и акустическую мощность их излучения, благодаря применению принципиально новых (по отношению к системам на базе гидрофонов) алгоритмов обработки информации, заключающихся в измерении лишь той части потока акустической энергии (мощности), которая обусловлена наличием в выбранном секторе окружающей среды измеряемого объекта.

Родионов А.А. «Исследование байесова метода локализации источника звука в волноводе с неточно заданными параметрами» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 95-96 (2017)

Проведена количественная оценка влияния флуктуаций скорости звука на возможность определения положения источника звука с помощью разных методов (оценивателя Бартлетта, метода Кейпона, а также алгоритма, основанного на байесовом подходе). Были рассмотрены два типа флуктуаций: вызванные случайными внутренними волнами, а также случайным отклонением профиля Манка, постоянным на всей трасе распространения. Предполагалось, что полезный сигнал принимается в 6 частотных полосах вертикальной антенной решеткой, состоящей из 16 элементов. Было показано, что наилучшие результаты демонстрирует метод, основанный на байесовом подходе, использующий интегрирование функции правдоподобия методом Монте-Карло по пространству неизвестных параметров и учитывающий различное отношение сигнал/шум в различных частотных полосах.

Турчин В.И. «Анализ робастных алгоритмов пеленгации источников звука» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 96 (2017)

Построен максимально правдоподобный робастный алгоритм для пеленгации тонального источника в присутствии плавных флуктуационных искажений поля на раскрыве линейной антенной решетки; алгоритм инвариантен к коэффициентам, определяющим искажения поля. Построена граница Крамера–Рао для дисперсии оценки пеленга. Показано, что дисперсия зависит от набора коэффициентов; некоторые реализации коэффициентов в большой степени могут увеличить дисперсию оценки. Приведены численные примеры робастных оценок пеленга для «хороших» и «плохих» флуктуаций, которые сопоставлены с обычными оценками пеленга.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Казначеев И.В., Пересёлков С.А. «Применение спектрограммы к локализации шумового источника в мелком море» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 96-97 (2017)

Обсуждены условия, накладываемые на спектр шумового движущегося источника звука, когда возможно использование спектрограммы для задачи локализации. Изложен алгоритм локализации и оценена его помехоустойчивость. Приведены результаты численного и натурного экспериментов.

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в случайно-неоднородном океаническом волноводе с неизвестными параметрами с использованием адаптивного обобщенного алгоритма MUSIC» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 97 (2017)

Построен робастный алгоритм MUSIC, позволяющий локализовать акустический источник в условиях неполной информации о случайном канале распространения. В предположении, что основным механизмом, вызывающим рассеяние звука, является развитое ветровое волнение, представлены результаты статистического моделирования и экспериментальной апробации предложенного метода, характеризующие его работоспособность в реальной мелководной акватории.

Муханов П.Ю., Гончаров В.В., Веденев А.И., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Совместное восстановление параметров водного слоя и дна мелкого моря методами модовой томографии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 97-98 (2017)

Рассматривается двумерная модель модовой томографии мелкого моря для совместного восстановления характеристик водного слоя и дна, использующая в качестве исходных данных времена распространения сигналов мод разных номеров в различных частотных диапазонах. Для инверсии исходных данных используется линейное приближение, а уточнение получаемых оценок волновода происходит итерационно. Приводятся результаты численного моделирования по предложенной схеме совместного восстановления профиля скорости звука в водном слое, течений, а также параметров дна.

Серебряный А.Н., Кенигсбергер Г.В., Елистратов В.П., Сабинин К.Д., Попов О.Е., Свадковский А.Н., Тарасов Л.Л., Денисов Д.М., Химченко Е.Е., Чекайда В.Н. «Акустическая диагностика гидрофизической изменчивости на абхазском шельфе Черного моря» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 98 (2017)

Представлены результаты российско-абхазского научного сотрудничества, проводимого при поддержке РФФИ с 2013 г., по исследованию изменчивости морской среды на абхазском шельфе Черного моря акустическими и контактными методами. Основной целью исследований было изучения динамики прибрежных вод шельфа с крутым склоном в условиях весенне-летней стратификации. Проводились измерения на стационарной трассе в прибрежной зоне методом акустической автогенерации (метод Фурдуева), но основной объем данных был получен с помощью акустического допплеровского профилометра течений ADCP «Rio Grande 600 kHz», закрепленным на эстакаде. Также делались пространственные съемки в различных участках шельфа ADCP, установленном на малом моторном судне. Получены представительные данные о направлении течений в прибрежных водах, их изменчивости по вертикали и во времени, а также о вертикальной структуре скорости звука и температуры. Также собран материал о временной и пространственной (по вертикали) изменчивости сигнала обратного акустического рассеяния, дающего информацию о загрязненности вод. Особенное внимание было уделено исследованию внутренних волн, которые помимо измерений акустическим профилометром регистрировались также заякоренными вертикальными гирляндами термисторов. Зарегистрированы короткопериодные (от единиц до десятков минут) и длиннопериодные колебания термоклина с периодом близким к инерционному. Выявлены особенности внутренних волн, близко подходящих к берегу. Специальные исследования по мониторингу системы прибрежных течений проводились в районах впадения в море рек Гумиста и Кодор.

Калинина В.И., Смирнов И.П., Хилько А.И. «Оптимизация алгоритмов решения обратной задачи при реконструкции геоакустических параметров слоев дна морского шельфа с помощью зондирования когерентными сейсмоакустическими импульсами» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 98 (2017)

Изучаются алгоритмы послойной реконструкции геоакустических параметров донных слоев с использованием параметрических моделей формирования сигналов, отраженных от слоистого полупространства при когерентном зондировании морского шельфа. Исследуется устойчивость алгоритмов поиска и принятия решений при ограниченных априорных данных.

Половинка Ю.А., Максимов А.О. «Обнаружение подводных утечек газа с помощью обращенных во времени акустических сигналов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 99 (2017)

Описан метод обнаружения подводных утечек газа, основанный на использовании фокусирующих свойств обращающих волновой фронт акустических антенн. При возникновении утечки рождаются газовые пузырьки, излучающие звук на частотах, непосредственно связанных с их геометрическими размерами. Два фактора – локальный характер генерации акустических сигналов, обусловленных утечкой, и резонансная природа излучения пузырьков при их рождении – позволяют использовать для локации обращенные во времени эмиссионные сигналы с целью получения мощного сигнала рассеяния. Описание распространения эмиссионных и обращенных во времени сигналов выполнено c помощью функции Грина для волновода Пекериса. Настоящее исследование расширяет круг приложений, использующих механизм фокусировки обращенных сигналов, и включает в него регистрацию утечек в специфических условиях – окрестности добывающих платформ на морском шельфе.

Завольский Н.А., Малеханов А.И., Раевский М.А., Смирнов А.В. «Cравнение методов пространственной обработки принимаемого горизонтальной антенной сигнала в мелком море при ветровом волнении» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 99-100 (2017)

Анализируется влияние ветрового волнения на коэффициент усиления протяженной горизонтальной антенной решетки в мелком море при использовании различных, в том числе, оптимальных методов пространственной обработки сигнала. Численное моделирование выполнено для гидрологических условий, характерных для Баренцева моря в зимний период, и модели Пирсона-Московица для спектра ветровых волн. Демонстрируется возможность значительного влияния развитого волнения на усиление АР в зависимости от ее волновых размеров, дистанции распространения сигнала и скорости ветра.

Громашева О.С., Матирный О.Е., Радаев И.Р., Чупин В.А. «Обработка сейсмо-акустических данных методами вейвлет-анализа» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 100 (2017)

Для изучения влияния океанической среды на структуру акустических полей в океане в лаборатории физики геосфер отдела акустики Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН проводятся измерения вариаций гидросферного давления в инфразвуковом и звуковом диапазонах с использованием современных лазерно-интерференционных методов. Для таких измерений используются лазерные измерители вариаций давления гидросферы и лазерные гидрофоны, характеристиками которых являются высокая точность, широкий частотный и динамический диапазоны. Для обработки данных измерений создается специальное математическое обеспечение, основанное на применении корреляционных методов, спектрального оценивания и вейвлет-анализа. В работе обсуждаются вопросы разработки алгоритмов, приводятся исследования возможностей применения вейвлет-анализа для обработки многоканальной гидроакустической информации.

Родионов А.А., Семенов В.Ю. «Исследование эффективности некогерентного апертурного синтеза в зависимости от типа и длины траектории носителя антенной решетки» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 100 (2017)

Рассматривается задача шумопеленгации источника звука с использованием апертурного синтеза. При этом предполагается, что излучаемый источником сигнал является шумовым (некогерентным во времени). Такой сценарий наиболее интересен с практической точки зрения, поскольку реальные цели имеют в основном непрерывный спектр излучения. Кроме того, предполагалось, что источник сигнала движется с некоторой неизвестной скоростью, что также соответствует реальной ситуации. Предполагалось, что в качестве приемной системы используется две горизонтальные антенные решетки, расположенные по обоим бортам корабля-носителя и состоящими из 32 элементов каждая. Считалось, что на приемную систему помимо шумов моря воздействует также помеха, вызванная работой механизмов внутри корабля-носителя (корабельная помеха), мощность которой значительно превышает мощность полезного сигнала. Апертурный синтез производился за счет аппроксимации измеренной зависимости пеленга источника от времени модельной кривой. Подавление бортовой помехи осуществлялось за счет использования ранее разработанного метода адаптивной шумопеленгации. Было показано, что в зависимости от длины и типа траектории корабля-носителя достигаются различные точности измеренных координат движущегося источника. Наилучшие результаты достигаются для криволинейных траекторий, а также в случае неравномерного движения. Для таких сценариев показана возможность одновременной оценки координат источника в горизонтальной плоскости и двух проекций его скорости.

Бритенков А.К., Боголюбов Б.Н. «Возможности 3D-печати на основе селективного лазерного сплавления для развития технологии изготовления низкочастотных гидроакустических излучателей продольно-изгибного типа» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 101 (2017)

Низкочастотные гидроакустические излучатели необходимы в широком спектре задач: от дальней звукоподводной связи и телеуправления до сейсмоакустической разведки. В связи с этим разработка компактных излучателей высокой удельной мощности, излучающих в достаточно широкой полосе частот, является актуальной задачей. Понижение частоты с увеличением мощности излучения в сочетании с высоким КПД при больших гидростатических давлениях предъявляет особые требования к технологии изготовления гидроакустических преобразователей. Корпус излучателя является одной из самых сложных составляющих в процессе создания мощных низкочастотных гидроакустических преобразователей. Оптимизация излучателя возможна путём поиска глобальных экстремумов многопараметрической модели по совокупности критериев: распределению динамических и статических напряжений, геометрических параметров и характеристик материалов. Получаемая геометрия деталей корпуса излучателя уже нереализуема с помощью традиционной металлообработки. Изготовление корпуса излучателя с помощью SLM-технологии из металлических порошков исключает проблемы герметизации, устойчивости к гидростатическому давлению и разброса электроакустических параметров. При этом корпус может иметь достаточно сложную форму. Предложенный излучатель продольно-изгибного типа c волнообразной излучающей поверхностью корпуса обладает рядом преимуществ при сборке и настройке, что позволяет использовать его в различных областях гидроакустики, для подводных систем телеуправления и связи.

Коренбаум В.И. «Методы виброзащиты векторных приемников» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 101 (2017)

Проблема виброзащиты векторных приемников вытекает из повышенной вибрационной чувствительности этого класса гидроакустических датчиков. Для виброзащиты векторных приемников потенциально пригодны: виброизоляция, виброкомпенсация, интенсиметрическое виброподавление. В зависимости от значений собственной частоты подвеса, конструктивных особенностей векторных приемников инерционного и силового типов рассмотрены возможности и ограничения этих методов. Разработаны оригинальные технические решения.

Львов К.П., Фомин А.А. «Экспериментальные оценки статистических характеристик высокочастотного обратного донного рассеяния» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 101-102 (2017)

Экспериментальные данные были получены с использованием аппаратуры доплеровского лага установленного на катере, галсы – северная акватория Ладожского озера на глубинах более 100 м. Усиление на стробе синхронного приема 4 каналов было постоянно, отношение с/ш> >1. Получены коэффициенты вариации, пространственно временной корреляции. Оценки сравниваются для условий движения с небольшой скоростью и стопа катера. Анализируется связь оценок с верхним слоем дна, имеющим место в некоторых морях.

Кириллов А.Г., Рейман А.М., Циберев А.В. «Акустические доплеровские измерители течений (профилометры) и спектров поверхностного волнения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 102 (2017)

Представлены результаты разработки специализированных ультразвуковых приборов для исследования профилей течений в природных объектах, профилей дна и поверхностного ветрового волнения для решения задач гидрофизики и гидрометеорологического мониторинга окружающей среды. Ключевые слова: течение жидкости, доплеровские

Максимов Г.А., Денисов Д.Н., Ларичев В.А., Лесонен Д.Н., Григорьев А.Г., Корольков З.А. «Цифровая твердотельная буксируемая сейсмокоса малого диаметра для морской инженерной сейсморазведки» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 102 (2017)

Приводятся сведения о цифровой твердотельной буксируемой сейсмокосе малого диаметра для морской инженерной сейсморазведки, разработанной в АО «Акустический институт им. Н.Н. Андреева». Разработанное оборудование прошло проверку в реальном коммерческом проекте на шельфе Карского моря, зарекомендовало себя как удобное средство во время эксплуатации и позволило получить геофизические данные кондиционного качества.

Родионов А.А., Савельев Н.В. «Исследование возможности обнаружения локального возмущения профиля скорости звука в мелком море для разных моделей полезного сигнала» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 103 (2017)

Рассматривается задача обнаружения локального возмущения в профиле скорости звука в мелком море. Обнаружение основано на регистрации акустического сигнала, который создается излучающей системой и проходит через данное возмущение, расположенное на трассе распространения звука. В качестве приемной системы используется вертикальная антенная решетка. В работе рассмотрено две модели принимаемого сигнала, различающиеся степенью временной когерентности полезного компонента. Задача обнаружения решается с помощью метода, основанного на критерии отношения правдоподобия (при этом считается, что в принятом сигнале присутствует аддитивный гауссов шум). Для разных моделей сигнала приведены результаты исследования характеристик обнаружения локального возмущения в зависимости от различных параметров задачи, таких как размеры и величина возмущения, отношение сигнал/шум и т.п.

Буланов В.А., Стороженко А.В. «О рассеянии высокочастотного звука в верхнем слое океана» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 103 (2017)

Представлены результаты исследований рассеяния звука в верхнем слое для различных районов океана и выявлены основные отличия рассеяния звука в верхнем слое арктических морей и в экваториальных и средних широтах океана. Проанализированы особенности распределения звукорассеивающих слоев на шельфе Японского моря в различные сезоны года. Одновременные исследования рассеяния звука и сетные обловы планктона in situ позволили выявить взаимосвязи между рассеянием высокочастотного звука и распределением зоопланктона.

Максимов А.О., Буров Б.А., Саломатин А.С. «Особенности акустических сигналов, излучаемых подводными газовыми сипами» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 103-104 (2017)

Необходимость мониторинга роста выбросов метана на арктическом шельфе, вызванных климатическими изменениями, и потребность развития эффективных методов диагностики утечек подводных газопроводов являются побудительными мотивами развития акустических методов изучения этих явлений. Представлены результаты натурных экспериментов и разработанных для их интерпретации теоретических моделей, призванных описать структуру и механизмы генерации звуков, излучаемых морскими сипами. При подводной утечке газа формируются пузырьки различных размеров. Каждый пузырек издает звук на характерной частоте, связанной с его размером. Таким образом, анализируя звуки сипов, можно определить, как много пузырьков возникло и каковы их размеры. Наблюдения придонных пузырьков с помощью стенда “Искусственный газовый факел” были выполнены в прибрежной зоне Японского моря на Морской станции Тихоокеанского океанологического института. Выявлена значительная нерегулярность как во временных интервалах между последовательными моментами образования пузырьков, так и в интенсивности излучаемых сигналов. Время, в течение которого пузырек излучает акустический сигнал, определяется добротностью этой колебательной системы и составляет первые десятки периодов его собственных колебаний. За это время пузырек успевает всплыть на расстояние, сопоставимое с его радиусом, поэтому параметры его излучения (собственная частота, коэффициент радиационного затухания) в значительной степени определяются взаимодействием с подстилающим дном. Для описания экспериментов развиты три модели поведения пузырька вблизи межфазной поверхности: абсолютно жесткая граница, поверхность, разделяющая две жидкие среды, и импедансная граница. Для учета значительной нерегулярности в моментах рождения пузырьков, построена модель, описывающая колебания двух близко расположенных пузырьков. Определены собственные частоты и коэффициенты затухания колебаний, близких к синфазным и противофазным. Эти результаты используются для интерпретации формы наблюдаемых акустических сигналов. Данное исследование представляет собой шаг в решении задачи классификации звуков, издаваемых морскими сипами, и в развитии теоретических представлений для их интерпретации.

Лисютин В.А., Ярошенко А.А., Ластовенко О.Р., Маленко Ж.В., Дегтяр А.Д. «О влиянии движения флюида на дисперсию и затухание звука в неконсолидированных морских осадках» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 104 (2017)

В настоящее время в акустике морских осадков конкурируют две теории – VGS теория М. Букингема и теория Био–Столла, расширенная Н. Чотиросом и М. Кимурой. В теории Био–Столла и ее развитиях среда рассматривается как двухфазная, в которой зерна консолидированы упругим скелетом, а поровая жидкость подвижна. Эта теория является чисто линейной, и объясняет дисперсию и затухание в среде вязкостью флюида и внутренним трением. G-S теория М. Букингема объясняет распространение и затухание звука в осадках трением между частицами. Возможностью относительного движения флюида пренебрегается. Ключевая идея G-S теории – деформационное упрочнение – нелинейное явление на микроуровне. Предлагается модификация GS теории, заключающаяся в подключении возможности относительного движения флюида. Выводится формула для сжимаемости неконсолидированной среды, подстановка которой в волновое уравнение дает волновые числа быстрой и медленной компрессионных волн в неконсолидированной среде с внутренним трением. Обращается внимание на отличие среды Био от порового пространства реальной среды с сетевой структурой пор. Вводится понятие о динамической пористости. Сравнительный анализ результатов VGS и модифицированной GS теории с экспериментальными данными показывает, что модифицированная теория показывает лучшее совпадение с экспериментом.

Буренин А.В., Моргунов Ю.Н. «Распространение импульсных псевдослучайных сигналов из шельфа в глубокое море в зимних гидрологических условиях Японского моря» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 105 (2017)

Обсуждаются результаты эксперимента, проведенного в Японском море в марте 2016 г. на акустической трассе протяженностью 194 км при зимних гидрологических условиях. Исследован наиболее сложный случай распространения импульсных псевдослучайных сигналов из шельфа в глубокое море при наличии на акустической трассе вихревого образования. Анализ экспериментально полученных импульсных характеристик показал, что фиксируемый во всех точках максимальный первый приход акустической энергии хорошо согласуется с расчетом. Это свидетельствует о том, что на данном горизонте приема первыми приходят импульсы, прошедшие в приповерхностном звуковом канале по кратчайшему расстоянию и под малыми, близкими к нулю, углами.

Горовой С.В. «Некоторые результаты исследования временной изменчивости характеристик гидроакустических шумов в заливе Петра Великого Японского моря» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 105 (2017)

Описаны результаты исследования временн?й изменчивости параметров моделей авторегрессии (АР) и авторегрессии–скользящего среднего (АРСС) гидроакустического шума, зарегистрированного с помощью одиночного ненаправленного гидрофона вблизи акватории порта Владивосток. Приведены графики зависимостей параметров моделей АР(5) и АРСС(3, 2) от времени. Полученные результаты можно считать типичными для данной акватории при отсутствии на удалениях до 2 миль движущихся или стоящих на якоре судов. Приведены результаты сравнения временной изменчивости параметров моделей АР и АРСС гидроакустического шума и программно-реализованного модельного белого шума.

Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Муханов П.Ю., Сабиров И.Р., Сергеев С.Н., Шуруп А.С. «Исследование особенностей спектрально-корреляционных характеристик низкочастотных шумов мелкого моря для целей пассивной томографии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 105-106 (2017)

Рассматриваются результаты корреляционной обработки низкочастотных шумов, зарегистрированных в Баренцевом море разнесенными в пространстве донными гидрофонами. Сопоставление экспериментальных данных с результатами численного моделирования показывает, что на формирование спектрально-корреляционных характеристик низкочастотных шумов заметное влияние может оказывать межмодовая интерференция, а не только наличие точки стационарной фазы вблизи минимума дисперсионных зависимостей групповых скоростей мод, как это предполагалось ранее. Демонстрируется, что выделение частотной области, где шумовое поле сформировано только низшей модой, позволяет увеличить выходное отношение сигнал/помеха при корреляционной обработке, что может быть использовано при построении схем пассивной томографии.

Иванов И.А. «Алгоритм выделения слабого акустического сигнала в глубоком море на базе векторно-фазового детектора» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 106 (2017)

Проведены исследования поля вектора интенсивности (вектора плотности потока энергии) в глубоком открытом океане. Рассмотрен векторно-фазовый сонар и предложен быстрый алгоритм пеленга, использующий «электрический» поворот координат, преобразование Гильберта, элементы теории аналитических сигналов и свойство фазовой помехоустойчивости. Методами статобработки производилось детектирование сигнала из реверберационного поля. Источник был удален от приемника на 3 км и имел частоту 617 Гц.

Макаров Д.В., Коньков Л.Е. «О точности измерения углов прихода звуковых импульсов с помощью вертикальной антенны» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 106 (2017)

Рассматривается алгоритм расчета угловой структуры акустических импульсов в подводном звуковом канале. В основе алгоритма лежит преобразование Хусими, позволяющее приближенно установить связь между волновым полем и соответствующими лучевыми приходами. Важным преимуществом алгоритма является возможность его реализации с помощью вертикальной антенны, перекрывающей малую часть толщи океана. Вводятся понятия фундаментальной и алгоритмической погрешностей измерения углового спектра. Первая соответствует фундаментальным ограничениям, устанавливаемым соотношением неопределенностей. Вторая связана со способностью антенны обеспечивать точное вычисление функции Хусими. Приводится оценка минимально возможной фундаментальной погрешности для антенны длиной 300 метров.

Шахворостов Д.Ю., Горинов И.А., Щёголева Т.В. «Особенности разработки, создания и исследования пьезокомпозита связности 1-3-0 для гидроакустической аппаратуры» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 106-107 (2017)

Рассматриваются принципы создания пьезокомпозита связности 1-3-0 на основе пьезокерамики типа ЦТС с повышенной пористостью, особенности конструирования устройств на основе пьезокомпозита 1-3-0. Показано преимущество использования пьезокомпозита связности 1-3-0 по сравнению с пьезокомпозитом 1-3 и монолитной пьезокерамикой. Полимерно-пьезокерамические композиты позволяют получить, по сравнению с пьезокерамикой, в гидроакустических антенных решётках, преимущества, которые состоят в относительно хорошем акустическом согласовании между устройстволМ и средой при высоких значениях чувствительности к принимаемому сигналу. Существуют различные конфигурации пьезокомпозитов 1-3: из столбиков квадратного сечения, из цилиндров и др. В данной работе реализован конструктив, представляющий собой пьезокерамические стержни из материала ЦТС, которые в свою очередь являются композитом 3-0, и заливочного материала на основе эпоксидной смолы. Рассмотрены три варианта пьезокомпозита: пьезокерамические столбики квадратного сечения и заливочный материал на основе эпоксидной смолы (композит 1-3); пористые пьезокерамические столбики квадратного сечения и заливочный материал на основе эпоксидной смолы (композит 1-3-0); пористые пьезокерамические столбики квадратного сечения и заливочный материал на основе эпоксидной смолы с наполнителем (композит 1-3-0). Экспериментально показано, что переход от пьезокомозита 1-3 из высокотвёрдой низкопористой керамики ЦТС к пьезо керамическим столбикам на основе материала с высоким содержанием пор позволяет получать значительно лучшие значения чувствительности по напряжению γ_U (чувствительность к звуку в пьезокерамике) по сравнению с обычной керамикой, как показано в таблице. Кроме того, использование пьезокомпозита 1-3-0 снижает массу изделия на 30–40%.

Кочетов О.Ю., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Протокол динамической маршрутизации для сети автономных донных гидроакустических станций» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 107 (2017)

Рассмотрены особенности применения протоколов динамической маршрутизации для построения самоорганизующейся сети автономных донных гидроакустических станций с использованием звукоподводной связи. Дан обзор известных протоколов динамической маршрутизации для мобильных радиосетей, показаны преимущества и недостатки проактивного и реактивного подходов. Описаны модификации реактивного протокола динамической маршрутизации AODV, учитывающие особенности использования звукоподводной связи. Этот протокол рекомендован для звукоподводной связи на Арктическом шельфе.

Авилов К.В., Куличков С.Н., Попов О.Е. «К вычислению звуковых полей в моделях морской среды, включающих атмосферу, водную толщу и дно» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 107 (2017)

Представлено описание комплекса программных средств для вычисления широкополосных передаточных функций в моделях природных сред, включающих атмосферу, водную толщу и дно с учетом зависимости акустических свойств как от вертикальной, так и от горизонтальной координат волновым методом псевдодифференциального параболического уравнения в приближении однонаправленного распространения без учета наличия сдвиговых волн. Приведены примеры расчетов, как верифицирующие правильность функционирования комплекса, так и представляющие прикладной интерес.

Вьюгин П.Н., Диденкулов И.Н., Курин В.В. «Физическое моделирование распространения звука в клиновидном волноводе» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 108 (2017)

Изучению распространения звука в неоднородных по глубине волноводах посвящено большое количество теоретических и экспериментальных работ. Однако физическое моделирование в лаборатории позволяет провести измерения в контролируемых условиях, что зачастую невозможно в натурном эксперименте. Целью данной работы было исследование трансформации мод в процессе распространения в клиновидном волноводе методами прямого и отраженного поля. Для разрешения отдельных мод использовался импульсный режим и вертикальное сканирование приемным щупом-гидрофоном водного слоя. Разрешение мод осуществляется по времени прихода на приёмник модовых импульсов. Измерения проводились на частоте 150 кГц в акустической ванне с наклонным дном, длина трассы составляла 320 см, глубина в начальной точке – 35 мм. Методами прямого и отраженного поля получены согласующиеся данные о трансформации поля в клине по мере распространения из глубоководной части в мелководную.

Лабутина М.С., Малеханов А.И., Смирнов А.В. «Моделирование выигрыша антенной решетки в волноводе в условиях приема многомодового сигнала на фоне модовых помех» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 108 (2017)

Рассматривается задача пространственной фильтрации многомодового сигнала, представляющего собой суперпозицию конечного числа регулярных мод со случайными амплитудами и принимаемого антенной решеткой (АР) на фоне помех, содержащих интенсивную компоненту модового спектра. В качестве характеристики эффективности метода фильтрации определен коэффициент усиления (выигрыш) АР. Численное моделирование выполнено для случая вертикальной АР, расположенной в океаническом волноводе, в предположении взаимно-некоррелированных модовых амплитуд полезного сигнала и помех. Проведено сравнение оптимального метода пространственной фильтрации с эвристическим методом согласованной фильтрации отдельных мод. Показано, что величина коэффициента усиления АР варьирует в широких пределах в зависимости как от взаимного соотношения спектров интенсивности сигнальных и помеховых мод, так и разрешающей способности АР в модовом пространстве.

Жукова В.О., Канев Н.Г. «Громкость речи – параметр для оценки акустики учебных аудиторий» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 109 (2017)

Представлены результаты измерения акустических параметров учебных аудиторий МГТУ им. Баумана средней вместимости, предназначенных для проведения лекций и семинаров. Для характеристики акустики аудиторий выбраны следующие параметры: время реверберации, индекс передачи речи STI, а также уровень звука речи лектора, называемый в настоящей работе громкостью речи. Предложен параметр для характеристики пространственного распределения громкости речи. Параметр является нелокальным, поэтому в больших аудиториях оценка акустического качества по этому параметру оказывается дифференцированной. Предлагается простой метод измерения в натурных условиях громкости речи с удалением от источника. Проанализирована связь данного параметра с другими акустическими параметрами аудиторий, а также с размерами и внутренней отделкой аудиторий.

Андрющенко А.К. «Испытание и расчет подвесных звукопоглощающих панелей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 109 (2017)

В целях снижения шума на рабочих местах производственных помещений для испытаний были изготовлены подвесные звукопоглощающие панели с использованием минеральной ваты в качестве звукопоглощающего материала. Проведены измерения эффективности панелей на опытном стенде. Выполнен расчет коэффициента звукопоглощения подвесных звукопоглощающих панелей.

Ширжецкий Х.А., Алешкин В.М., Субботкин А.О., Сухов В.Н. «К вопросу объективной оценки акустики связанных помещений» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 110 (2017)

На основании комплекса натурных измерений, показана практическая применимость предложенного метода расчета реверберации связанных помещений. Отмечена особая полезность метода при акустическом проектировании зальных помещений с трансформируемой перегородкой между ними. В качестве подтверждения приводятся результаты экспериментальной проверки предложенных оценок на основе проведенных авторами натурных акустических измерений в помещениях Дворца Искусств «Нефтяник» в г. Сургут. Ключевые слова: акустика, реверберация,

Шевцов С.Е., Шумаков С.Н. «Акустика нового репетиционного зала Свердловской государственной академической филармонии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 110 (2017)

Представлен ход акустического проектирования и результаты обследования звукового поля нового репетиционного зала Свердловской областной филармонии и акустические параметры некоторых других подобных залов. Затрагивается проблема отсутствия стандартов и рекомендаций в вопросе акустики данных помещений.

Канев Н.Г. «Акустика концертных залов России. Обобщение опыта последних лет» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 110-111 (2017)

Приведен обзор акустики 17 концертных залов, строительство или реконструкция которых завершились в последние годы. Выделены три труппы залов: классические, предназначенные для использования в условиях естественной акустики; электроакустические, в них все мероприятия проводятся со звукоусилением; бифункциональные, предназначенные для проведения концертов как в условиях естественной акустики, так со звукоусилением. Проанализированы результаты акустических измерений в залах после их открытия, выявлены оптимальные характеристики для каждой группы залов.

Бобылёв В.Н., Тишков В.А., Гребнев П.А., Щёголев Д.Л., Монич Д.В. «Прохождение звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зданий» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 111 (2017)

Рассмотрены основные положения теории самосогласования волновых полей, позволяющей исследовать механизм прохождения звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции с учетом двойственной природы прохождения звука. Приведены аналитические выражения для определения предельной звукоизоляции ограждения, которая не может быть превышена при заданной массе и геометрических размерах. Исследованы резервы повышения звукоизоляции однослойных и многослойных ограждающих конструкций, применяемых в строительстве.

Лившиц А.Я. «Звукоизоляция трёхслойных тонких конструкций с интегрированным каркасом» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 111 (2017)

В современных многоэтажных жилых домах межквартирные стены не обладают необходимой звукоизоляцией Rw=52 дБ. Причиной этого является применение в качестве материала для таких стен лёгких газосиликатных или гипсовых блоков. Применение материалов с большей плотностью или большей толщины ограничено несущей способностью междуэтажных перекрытий и экономией площади жилого пространства. Для решения этой проблемы разработаны трёхслойные конструкции внутренних не несущих стен, состоящие из наружных слоёв, сложенных из Ш (Е) или ТТ образных бетонных блоков, повернутых рёбрами жёсткости друг к другу. Их внутренний слой выполнен из звукопоглощающего материала – минеральной ваты, керамзитового песка. При общей толщине таких конструкций в 160–200 мм удалось получить звукоизоляцию в 52–53 дБ. В статье приведены результаты экспериментального исследования влияния на звукоизоляцию таких трёхслойных стен плотности бетона, материала внутреннего слоя, других факторов.

Алешкин В.М., Морозова К.Г., Субботкин А.О. «Акустика концертных площадок большого объема на примере многофункционального зала "Тесла 4000" в Москве» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 112 (2017)

Статья посвящена результатам анализа акустических характеристик концертного зала, проведенного в рамках реконструкции многофункционального концертной зала «Tesla4000» в г. Москва в бывшем помещении лаборатории ВНИИ кабельной промышленности. Данное помещение представляет интерес в связи со значительными размерами (общий воздушный объем зала составляет более 120 000 м³). В зале планируется проводить мероприятия с использованием звукоусиления, требующие высокого качества музыкального и речевого звучания. Предполагаемое количество зрителей – до 5000 человек. В рамках работы над акустикой зала были проведены предварительные акустические измерения, разработаны рекомендации по внутренней отделке зала для достижения требуемых акустических показателей, а также контрольные измерения после завершения строительных работ. Исследование акустики зала было проведено на компьютерной модели в программном комплексе AFMG EASE с помощью модуля AURA, дающего возможность моделирования импульсных откликов в помещении. Для получения сведений о звукопоглощающих свойствах используемых материалов дополнительно было проведено программное моделирование многослойных конструкций, а также измерения коэффициента звукопоглощения в импедансной трубе. По итогам работы рассчитан комплекс объективных критериев акустического качества зала в зонах прослушивания и проведён их анализ. Кроме того, сделаны некоторые выводы относительно практической применимости принципов статистической теории акустики помещений (формул Сэбина–Эйринга) для больших объемов с учетом неравномерности акустической отделки.

Крейчи С.А., Кедрова Г.Е., Байрамова Ф.О., Потёмкин С.Б., Фролова О.Е. «Межъязыковая интерференция на уровне просодии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 113 (2017)

База данных звучащей русской речи, разработанная в лаборатории фонетики и речевой коммуникации филологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, позволяет изучать межъязыковые интерференционные явления на всех уровнях фонетической организации высказывания. База данных звучащей русской речи позволяет изучать межъязыковую интерференцию на просодическом уровне при чтении и спонтанной речи, записанной иностранными студентами филологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, изучающими русский язык и являющимися носителями четырнадцати языков разного строя: американского английского, немецкого, французского, итальянского, испанского, голландского, польского, чешского, финского, шведского, турецкого, китайского, корейского и японского языков. Интонографический анализ показал, что ИК-2, характерный для русского вопросительного высказывания, начинающегося с вопросительного слова повторен в общих чертах только носителями японского языка, вероятно, по причине большой разницы в вербальной реализации эквивалентного смысла, и невозможностью повлиять на русское произношение, а также, возможно, хорошей способностью усваивать материал, даваемый преподавателем. У носителей других языков часто встречается ИК-3, где кривая частоты основного тона (ЧОТ) к концу высказывания направлена вверх, что может коррелировать с эквивалентными высказываниями на родном языке.

Потапова Р.К., Санников В.Г., Потапов В.В. «Системы речевого взаимодействия «человек–машина» и разработка алгоритмов преобразования «текст–речь»» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 113-114 (2017)

Естественноязыковые интерфейсы систем искусственного интеллекта, как правило, проектируются с ориентацией на обмен текстовыми (письменными, символьными) сообщениями. Однако такое взаимодействие между человеком и машиной зачастую оказывается неудобным и неэффективным. Речевой канал коммуникации предоставляет оптимальные возможности как по скорости, так и по комфортности взаимодействия, что имеет большое значение для эргономичности труда операторов автоматизированных систем.

Ляксо Е.Е., Фролова О.В., Григорьев А.С., Николаев А.С., Бедалова Ш.Г., Городный В.А., Михалева К.А., Гречаный С.В. «Оценка состояния детей по характеристикам их голоса и речи: синдром Дауна, расстройства аутистического спектра, умственная отсталость» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 114-115 (2017)

Целью настоящего исследования является выявление специфических особенностей голоса и речи детей с расстройствами аутистического спектра (РАС), синдромом Дауна (СД), умственной отсталостью разной степени выраженности (УО) по сравнению с типично развивающимися детьми (ТР). Созданы модельные ситуации взаимодействия ребенка с экспериментатором и осуществлена аудиозапись вокализаций и речи детей с параллельной регистрацией их поведения. Анализ речи детей включал перцептивный эксперимент, направленный на выявление взрослыми значения сказанного ребенком и спектрографический анализ временных и частотных характеристик вокализаций и слов детей. Определяли длительность высказываний, слов, ударных и безударных гласных и их стационарных участков; значения частоты основного тона (ЧОТ) и диапазона ЧОТ высказываний и гласных, значения ЧОТ, формантных частот и их интенсивности на стационарных участках гласных. Выявлены особенности речи, вокализаций и характеристик голоса детей с синдромом Дауна, РАС, УО по сравнению с ТР детьми.

Собакин А.Н. «Исследование голосового источника по речевому сигналу» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 115 (2017)

Рассмотрен метод преобразования речевых колебаний, образованных с участием голосовых связок, в импульсную последовательность синхронную с основным тоном. Метод позволяет выявлять индивидуальные характеристики голосового источника разных дикторов.

Борисенко С.Ю., Воробьев В.И., Давыдов А.Г «Анализ фазовых соотношений между квазигармоническими составляющими речевых сигналов с использованием оценок фазового инварианта, фазового квазиинварианта и бифазы» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 115 (2017)

При решении некоторых задач анализа речи оказывается целесообразной оценка фазовых межкомпонентных связей между квазигармоническими составляющими вокализованных звуков. В докладе приведены результаты сравнения способов оценки фазового инварианта, фазового квазиинварианта и бифазы. Рассмотрены алгоритмы оценки фазовых соотношений между колебаниями основного тона и обертонами речевых сигналов. Предлагаются рекомендации по применению этих алгоритмов в речевых технологиях.

Бобров Н.В. «Возможности использования лингвистической информации при разработке перспективных технологий сжатия речевого сигнала» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 115-116 (2017)

Оцифрованный речевой сигнал обладает относительно малой сжимаемостью. Компрессия речевого сигнала без потерь методами энтропийного сжатия даёт уменьшение объёма результирующего сообщения по отношению к исходному приблизительно в полтора раза. Применение дельта-компрессии (и близких к ней по сути методов, основанные на идеях А. Хаара и И. Добеши) позволяет улучшить этот показатель ещё в полтора раза. Методы сжатия речевого сигнала с потерями, дающие коэффициенты сжатия, лучшие на порядок, используют психоакустические закономерности: из сигнала удаляются компоненты, оказывающие наименьшее влияние на слуховое восприятие сигнала, например участки спектра, находящиеся «в тени» больших пиков. Необходимо заметить, что все перечисленные идеи основаны на существовании некоторых априорных знаний о речевом сигнале как источнике данных (например, о том, что ординаты соседних точек осциллограммы часто различаются на небольшую величину, или о том, что мгновенный спектр речевого сигнала, как правило, содержит небольшое число доминирующих пиков, определяющих воспринимаемое качество звука). Следуя этой же логике, можно предположить, что использование априорных знаний о том, что речевой сигнал является контейнером, заключающим в себе лингвистическую информацию, также может дать существенный выигрыш в степени его сжатия как с потерями, так и без потерь информации за счёт включения в модель источника данных сведений о закономерностях, описывающих его лингвистическую составляющую. Сообщается, к каким результатам может привести проверка данного предположения.

Григорьев А.С., Ляксо Е.Е. «Акустические характеристики гласных из слов детей 14–16 лет» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 116 (2017)

На материале русского языка описаны акустические (спектральные и временные) характеристики ударных гласных из слов, вырезанных из спонтанной речи детей в возрасте 14–16 лет, распознанных аудиторами с разной вероятностью. Проведен перцептивный анализ речи детей, направленный на распознавание значения слов взрослыми. Для слов, распознанных с разной вероятностью (0,75–1,0 и 0–0,25) описаны значения длительности ударных гласных, длительности их стационарных участков, величины частоты основного тона (F0), определены значения формантных частот (F1, F2). Построены формантные треугольники кардинальных гласных для русского языка (а, у, и) и определены их площади.

Николаев А.С., Ляксо Е.Е. «Восприятие взрослыми речи детей с расстройствами аутистического спектра» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 116-117 (2017)

В зависимости от тяжести расстройства аутистического спектра (РАС) нарушения речи могут проявляться на разных уровнях её организации (артикуляционном, грамматическом, прагматическом). Артикуляционный уровень организации речи является базовым, так как он определяет степень разборчивости речи. Для пациентов с РАС характерна эхолалия, специфическая просодика и наличие собственного «языка». Цель работы: изучение способности распознавания на основе слухового восприятия взрослыми фраз и отдельных слов детей с РАС. Объект исследования – 10 детей в возрасте 5–10 лет с РАС разной степени тяжести, посещающих специализированный детский сад. Дети различались по уровню речевого развития. Осуществлена запись речи детей. Использованы методы перцептивного эксперимента и акустического спектрографического анализа речи детей. Для перцептивного эксперимента для каждого из детей создана тестовая последовательность, содержащая по 30 слов, взятых из записей речи. В перцептивном эксперименте приняли участие 54 взрослых носителя русского языка (аудиторов) перед которыми стояла задача определить значение каждого слова, пол, возраст, состояние (комфортное, дискомфортное, нейтральное) ребенка и эмоциональность его речи. Определены слова с высокой (0,75–1,0) и низкой (0,25–0) вероятностью распознавания, типы ошибок, допущенных аудиторами при распознавании. Проанализирована вероятность распознавания слов детей в зависимости от пола аудитора и его опыта общения с детьми. Значимых различий в распознавании слов детей между мужчинами и женщинами обнаружено не было, поэтому данные представлены вместе. Акустический спектрографический анализ заключался в определении длительности гласных и слов, частоты основного тона (ЧОТ) гласных и слов, распознанных с высокой и низкой вероятностью; определении НОТ, частоты и интенсивности первых трёх формант (Р1, Р2, РЗ) ударных и безударных гласных каждого слова. Обсуждается связь между вероятностью распознавания и акустическими характеристиками слов и степенью тяжести РАС ребенка.

Столярова Э.И., Охарева Н.Г. «Вокализации детей с синдромом Дауна в довербальный период» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 117 (2017)

Приводятся результаты наблюдения за вокально-речевым развитием детей с синдромом Дауна, посещающих развивающие занятия в специализированном реабилитационном центре. В состав группы входило 18 детей в возрасте от 5.5 мес. до 3 лет. Среди детей отмечалось наличие различного рода соматических и психомоторных патологий, специфические особенности строения артикуляционных органов, мышечная гипотония. Систематическая оценка уровня развития детей по шкалам KID-R и RCDI2000 свидетельствовала об отставании уровня их развития от биологического возраста. В процессе выполнения работы проводились видеозаписи групповых и индивидуальных занятий с последующим выделением детских вокализаций. В результате анализа определены индивидуальные особенности звукового поведения детей и характерные типы вокализаций в различных коммуникативных ситуациях (игра, диалог, имитация речи взрослого и т.д.). Полученные данные способствуют расширению представлений о развитии когнитивных и вокальных способностей детей с синдромом Дауна и могут быть использованы при разработке стратегии проведения индивидуальных развивающих занятий. Так, при существенном отставании детей в освоении речевых навыков могут быть рекомендованы к использованию средства дополнительной/альтернативной коммуникации (жестовая речь, графические символы).

Огородникова Е.А, Столярова Э.И., Балякова А.А., Галкина Е.В., Пак С.П. «Особенности перцептивного анализа речевых сигналов у детей с нарушениями слухоречевой функции» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 117 (2017)

Обсуждаются результаты исследований, отражающих особенности восприятия речевых и неречевых сигналов у детей дошкольного и школьного возраста с нормальным слухом и нарушениями слухоречевой функции (сенсоневральная тугоухость, слуховая нейропатия, речевые расстройства). Сопоставлены показатели слухового анализа звуковых сигналов с разной временной и спектральной структурой (изолированные звуки, слова, ритмические последовательности). Акцент сделан на нарушениях процессов аналитического восприятия, которые наблюдаются во всех группах со слухоречевыми расстройствами, и их проявлениях в образцах устной и письменной речи ряда испытуемых. Обсуждается актуальность раннего выявления данных проблем и целесообразность организации функционального тренинга базовых навыков аналитического слухового восприятия в практике коррекционных и реабилитационных мероприятий.

Бакланов В.С. «Виброакустика самолетов с двигателями нового поколения (проблемы и решения)» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 118 (2017)

Задача выполнения самолётами нового поколения будущих шумовых стандартов (гл. 14 ICAO) по защите окружающей среды требует перехода на двигатели большой степени двухконтурности всех типов магистральных самолётов. Вибрационный и акустические спектры турбовентиляторных двигателей большой степени двухконтурности смещаются в низкочастотную часть звукового спектра. Это вызвано снижением частоты вращения ротора вентилятора и низкочастотных составляющих возмущающего воздействия газовоздушного тракта двигателя, что будет определять характер шума самолетов и виброакустического воздействия двигателей на планер и требует нового подхода к разработке средств для снижения шума и вибрации.

Бойчук И.П., Руднев Ю.И. «Численное моделирование шума биротативного винтовентилятора» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 119 (2017)

Предлагается численный метод моделирования шума биротативного винтовентилятора, который позволяет сочетать разумную степень точности оценки аэродинамического шума с приемлемой скоростью проведения расчетов. Это достигается в применении упрощенной схемы расчета гидродинамической задачи с использованием вихревого панельного метода и упрощенного метода Фокса Вильямса–Хоукинса (явные формулы Фарассата) для расчета акустики. Предлагаемый подход может быть использован для определения тонального шума ротора. Он характеризуется простотой реализации, высокой скоростью проведения расчетов, возможностью учета шума, возникающего при взаимодействии вихревого следа, сходящего с лопастей переднего ротора, с решеткой лопастей заднего. Данный метод применим для предварительных оценок шума на этапе проектирования.

Халецкий Ю.Д., Почкин Я.С. «Роль реактивного элемента в системе шумоглушения авиационного двигателя» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 119-120 (2017)

В качестве глушителей шума авиационных двигателей широко используются сотовые звукопоглощающие конструкции (ЗПК), в последние годы – двухслойные. Разработанная в ЦИАМ конструкция глушителя представляет собой комбинацию традиционных сотовых ЗПК и реактивного элемента в виде решетки пластин. Эксперименты показали, что в частотном диапазоне наибольшей чувствительности человеческого уха комбинированный глушитель снижает шум вентилятора на 2–3 дБ больше, чем сотовые двухслойные ЗПК той же длины. Эксперименты были проведены с использованием модели вентилятора авиационного двигателя в качестве источника шума. Другой реализацией реактивного глушителя являются надроторные устройства (НРУ), которые в авиационных двигателях нашли применение в качестве средства повышения газодинамической устойчивости компрессоров. Одной из наиболее успешных конструкций НРУ стала щелевая проставка, устанавливаемая над рабочим колесом. Было исследовано влияние надроторного устройства на шум осевого вентилятора современного авиадвигателя, а также на шум биротативного закапотированного вентилятора. Представлены результаты исследования влияния НРУ на шум модели биротативного закапотированного вентилятора при варьировании конструктивных параметров НРУ.

Томилина Т.М., Бобровницкий Ю.И., Бахтин Б.Н., Афанасьев К.М. «Теоретическое и экспериментальное исследование структуры эффективного звукопоглотителя резонансного типа для средних частот» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 120 (2017)

Рассматривается задача конструирования эффективного звукопоглотителя в определенном диапазоне частот. Для получения максимальной эффективности звукопоглощения предлагается метод согласования импедансных характеристик звукопоглотителя и акустической среды. В рамках импедансной теории сформулированы два условия для получения наилучшего эффекта. В качестве примера рассматривается звукопоглотитель с внутренней структурой, состоящей из нескольких компактно «свернутых» резонаторов с различными параметрами. Приведена расчетная модель эффективности поглотителя и экспериментальные результаты определения коэффициента звукопоглощения в диапазоне частот 100–2000 Гц. Предложенная модель показала высокую эффективность в среднечастотном диапазоне.

Лактионова М.М., Томилина Т.М., Вдовин Р.А., Бахтин Б.Н., Гребенников А.С., Афанасьев К.М., Сафин А.И. «Экспериментальное исследование свойств звукопоглотителей из акустических метаматериалов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 120 (2017)

Э1кспериментально исследуются звукопоглощающие свойства образцов поглотителей со сложной внутренней структурой резонансного типа. Образцы спроектированы на основе концепции о наилучшем поглотителе для повышения эффективности поглощения акустической энергии в низкочастотном диапазоне и изготовлены из фотополимерного материала по аддитивной технологии PolyJet. Показана более высокая эффективность исследуемых образцов по сравнению с известными материалами. Определены оптимальные технологические параметры процесса выращивания образцов для получения требуемой структуры.

Комкин А.И., Миронов М.А., Быков А.И. «Исследование поглощения звука торцевым резонатором Гельмгольца» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 121 (2017)

Исследовано влияние величины амплитуд колебаний в отверстии резонатора Гельмгольца на потери и резонансную частоту резонатора. Предложена расчетная модель, описывающая работу резонатора, установленного в торце акустически узкого волновода в нелинейном режиме.

Фикс И.Ш., Фикс Г.Е. «О предельных возможностях систем активного гашения звуковых монохроматических сигналов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 121 (2017)

Применительно к задачам звукоизоляции устройств, излучение которых в основном происходит на дискретных частотах, описана система активного гашения (компенсации) звука во внешнем пространстве. Принцип работы системы основан на создании системой управляемых излучателей компенсирующего поля, инверсного по отношению к полю первичного источника. Компенсирующее поле формируется на монохроматической частоте, совпадающей или достаточно близкой к частоте компенсируемого сигнала, которая должна быть известна или измерена заранее. Исследована эффективность системы при компенсации сигналов с неточно известной частотой.

Попков С.В. «Технология создания виброакустической защиты судового оборудования, как совокупность расчетных и экспериментальных методов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 121 (2017)

Для создания виброакустической защиты судового оборудования необходимо учитывать потоки колебательной энергии, распространяющиеся от источников через опорные и неопорные связи, и в виде воздушного шума. Предложен перечень расчетных методов, используемых при создании виброакустической защиты. Представлены номенклатура виброакустических параметров оборудования и перечень динамических характеристик средств виброакустической защиты, для определения которых необходимо использовать экспериментальные методы и стендовую базу для проведения измерений.

Попов П.А., Иголкин А.А., Крючков А.Н. «Применение энергетического подхода при решении задач снижения шума внутри сборочно-защитного блока для космических аппаратов различной конфигурации» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 122 (2017)

При адаптации космического аппарата (КА) с ракетой-носителем (РН) типа «Союз» возникла задача снижения акустического нагружения поверхности КА, так как в представленной на КА технической документации режимы акустического нагружения при наземной отработки были достаточно низкие по сравнению c нормативными уровнями акустического давления (АД) для используемого сборочно-защитного блока (СЗБ). Возникшая задача была решена с использованием имеющихся экспериментальных данных для эксплуатируемого СЗБ, а также уточненной математической модели, позволяющей оценивать влияние формы КА и факторов поглощения на воздействующее акустическое поле. С помощью данной модели были проведены расчетные оценки, в соответствии с которыми, для выполнения требования по АД были подобраны конструктивные мероприятия, позволившие снизить уровни акустического нагружения в разных диапазонах эксплуатационного спектра частот предположительно до 6 дБ.

Сотов А.В., Томилина Т.М., Гребенников А.С., Лактионова М.М., Смелов В.Г., Агаповичев А.В. «Компактный стальной виброизолятор с заданными фильтрующими свойствами, изготовленный по 3D технологиям» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 122 (2017)

Представляется конструкция компактного стального виброизолятора с высокими фильтрующими свойствами в диапазоне частот 500–900 Гц, изготовленного по аддитивным технологиям. Приводятся результаты экспериментальных исследований механических и функциональных свойств образцов виброизолятора и свойств синтезированного материала. Показано, что аддитивные технологии позволяют получить образцы с требуемыми характеристиками при меньшем весе по сравнению с литым прототипом. Результаты могут быть использованы для изоляции чувствительных приборов от воздействия вибрационных нагрузок, в том числе для предотвращения «микрофонного эффекта» при проведении высокоточных измерений.

Цукерников И.Е., Смирнов В.А. «Измерения и анализ вибрации, вызванной движением поездов метрополитена на близлежащие здания и разработка мероприятий по их снижению» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 123 (2017)

Представлены результаты исследования процессов распространения колебаний от поездов Калужско-Рижской линии Московского Метрополитена. Основной целью работы является разработка эффективных мероприятий, позволяющих снизить вибрацию перекрытий и структурного шума в проектируемых зданиях, расположенных вблизи линий метрополитена. Рассматриваемый жилой комплекс состоит из 6-ти секций, расположенный в 15–52 метрах от туннелей метро. Проведённые полевые измерения позволили определить вибрацию поверхности грунта и несущих элементов присутствующих на площадке строительства старых зданий в момент прохождения поездов, а также вычислить передаточные коэффициенты с поверхности грунта на несущие элементы здания. Основными этапами при пересчёте уровней вибрации грунта к уровням вибрации перекрытий являются: 1) определение величины снижения вибрации при переходе от поверхности грунта на фундамент жилого здания; 2) определение потерь колебательной энергии по конструкции здания; 3) определение величины резонансного увеличения колебаний центра плиты перекрытий, по сравнению с колебаниями опорного контура. Полученные в работе коэффициенты передачи могут быть использованы для прогноза уровней вибрации в схожих зданиях и расположенных вблизи линий метрополитена. Расчёт уровней вибрации несущих элементов здания оценивается на соответствие санитарным нормам. Предлагаются мероприятия по снижению уровней вибрации и оценивается их эффективность.

Цукерников И.Е., Шубин И.Л., Невенчанная Т.О. «Проектирование защиты от производственного шума» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 123-124 (2017)

Дана историческая справка о действовавших с 1977 г. национальных нормативнотехнических документах в области проектирования защиты от производственного шума. Рассмотрены основные положения и особенности свода правил СП 254.1325800.2016, введенного в России в феврале 2017 г. Приведен регламентированный сводом правил перечень работ и рекомендованные методы их выполнения при проектировании защиты от шума, создаваемого производственным оборудованием, для обеспечения санитарных норм шума на рабочих местах, расположенных в помещениях и на территории предприятий и организаций. Даны правила выполнения акустических расчетов, правила подбора и размещения малошумного оборудования, а также проектирования мероприятий по снижению шума средствами строительной акустики.

Тупов В.Б. «Теоретические и практические вопросы создания малошумного энергетического объекта» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 124 (2017)

Штатная эксплуатация энергетических объектов (котельных, тепловых электрических станций, трансформаторных подстанций и других) является причиной превышения шумовых санитарных норм в окружающем районе. Актуальность проблемы обусловлена тем, что большинство энергетических объектов находятся в городах рядом с жилыми районами. Рассмотрены теоретические и практические вопросы создания малошумного энергетического объекта. Показано, что создание математической модели энергетического объекта позволяет рассматривать влияние лимитирующих факторов на создание малошумного объекта, а именно: количества источников шума, шумовых характеристик источников, место расположения источников на территории объекта, режима работа оборудования, фактора направленности, от ориентации энергетического объекта по отношению к жилому району и других факторов. Для каждого типа энергетического объекта выделены группы источников шума и рассмотрены характерные меры по шумоглушению. Важным моментом по созданию малошумного энергетического объекта является комплексное применение мер по шумоглушению.

Иванов Н.И., Бойко Ю.С., Шашурин А.Е. «Нормативно-техническая документация по расчету внешнего шума от железнодорожного транспорта» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 124 (2017)

Описаны нормативно-технические документы, действующие на территории Российской Федерации, регламентирующие методы расчета и прогнозирования уровней шума от железнодорожного транспорта различных скоростных категорий (до 400 км/ч). Представлены статус и особенности применения документов, история их разработки и утверждения. Дополнительно приведены сведения об утверждаемых и разрабатываемых стандартах и сводах правил, введение в действие которых предполагается в 2017 г.

Завгородний Е.А. «Технология расчета вибраций и звукоизлучения конструкций морских сооружений» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 124 (2017)

Показана возможность точного решения задач вибраций и звукоизлучения конструкций бесконечных пластин, соединенных круговыми инерционными связям, в акустических средах с использованием одномерных преобразований Бесселя. Выявлена роль резонансов участков пластин на звуковые и вибрационные поля конструкции. Результаты могут быть использованы при проектировании конструкций судов и морских сооружений.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю., Соков А.М. «Акустическое и сейсмическое поле движущихся источников шума и вибрации (регистрация решеткой микрофонов и сейсмической косой)» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 125 (2017)

Выполнен многоканальный прием акустических и сейсмических сигналов, порождаемых легковым автомобилем, быстро движущимся по автостраде. Внешний акустический шум и техногенные сейсмические сигналы зарегистрированы продольной антенной микрофонов и косой сейсмоприемников. Путем электронного сканирования центрального лепестка характеристики направленности антенны построены веерные диаграммы, указывающие текущее направление на движущийся объект. Для контроля его скорости используется тонкий спектральный анализ и замер доплеровского смещения частот дискретных компонент в спектре внешнего шума. По результатам регистрации на косу сейсмических приемников построена картина поля, на которой формируются волновые годографы, по линиям которых обеспечивается прогноз направления движения объекта и оценка его скорости, используемая для верификации данных акустической регистрации, а также возможно получение информативных признаков, необходимых для его классификации.

Федотовский В.С., Никулина А.Н., Иванова Е.А. «Собственные групповые колебания пучка упругих стержней как ансамбля инерционно связанных осцилляторов дипольного типа» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 125 (2017)

Динамическое поведение пучка стержней под воздействием продольного потока жидкости существенно отличается от динамики одиночного стержня. Это объясняется тем, что движение стержней в пучке гидродинамически связаны, и вибрации каждого стержня не могут рассматриваться как вибрации отдельного элемента, а только в контексте совместных вибраций всех стержней в пучке. Особенно это характерно для тесных пучков, где отношение расстояния между центрами стержней в пучке S к диаметру стержня d меньше 1,3. Основной целью данной работы является аналитическое определение границ спектра групповых колебаний пучка стержней. Для этого рассматривается две задачи, одна из которых о колебаниях одного, так называемого “пробного стержня”, окруженного гетерогенной средой, т.е. множеством таких же стержней. Другая задача представляет собой более сложную, трехфазную модель, в которой пробный стержень в ячейке идеальной жидкости окружен бесконечной гетерогенной средой. Обе задачи сводятся к определению собственных частот гидродинамически связанной через теплоноситель системы “пробный стержень” и множество окружающих его стержней. Такая связанная колебательная система имеет две собственных частоты, одна их которых меньше, а вторая больше, чем собственная частота синфазных колебаний стержней в теплоносителе. Эти собственные частоты и определяют границы спектра групповых колебаний пучка твэлов.

Марфин Е.А., Кирпичникова Т.А., Метелёв И.С. «Особенности спектров фильтрационных шумов в естественных и искусственных пористых средах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 126 (2017)

Фильтрация флюидов в пористых средах вызывает генерацию гидродинамических шумов. В работе экспериментально исследованы особенности спектральных характеристик таких шумов в различных образцах пористых сред. Использованы образцы с различными значениями пористости и проницаемости. Установлена взаимосвязь характерных частот шумов с фильтрационными свойствами пористых кернов. В частности показано, что скорость фильтрации влияет только на интенсивность фильтрационного шума, при этом характерные частоты не меняются. Увеличение проницаемости пористого образца приводит к смещению основного пика в спектре фильтрационных шумов в область высоких частот.

Хроматов В.Е. «Оценка влияния сверхзвукового потока на акустическое поле внутри фюзеляжных конструкций» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 126 (2017)

Bсследуется влияние аэродинамического давления на упруго-акустические колебания цилиндрических оболочек, находящихся в контакте со звукоизолирующим слоем, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа и находящихся в поле случайных внешних сил. Дополнительное аэродинамическое давление учитывается по поршневой теории. Получены соотношения для спектральных плотностей и дисперсии перемещений точек срединной поверхности оболочки, дисперсии давлений акустической среды.

Комкин А.И., Львов В.А., Нестеров Н.С. «Оценка сопротивления продуванию волокнистых звукопоглощающих материалов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 126 (2017)

Проведена оценка сопротивление продуванию трех видов волокнистых звукопоглощающих материалов с различными диаметрами волокон. По результатам экспериментальных исследований определены зависимости сопротивления продуванию исследуемых материалов от их плотности и предложено использовать для аналитической аппроксимации полученных зависимостей безразмерные комплексы

Хватов А.А. «Теория Флоке в анализе виброизоляции» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 127 (2017)

Усиленный интерес к периодическим структурам возник в начале 50-х годов XX века. После классической работы Леона Бриллюэна было сделано множество исследований в этой области. Однако, в области периодических структур наблюдается недостаток работ и исследований, обладающих математической строгостью. В рамках настоящей статьи будет рассмотрена связь волновых свойств бесконечного волновода и его конечной части на примере некоторых дифференциальных операторов, используемых в акустике.

Калинин В.Н. «Акустические особенности проектирования дроссельных устройств решетчатого типа» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 127 (2017)

Анализируется конструкция дроссельного устройства решетчатого типа, как акустического фильтра нижних частот. Рассматриваются результаты экспериментальных исследований гидродинамических характеристик данного устройства. В работе приведена схема и методика проведения испытаний по измерению гидродинамического шума в стендовых условиях. Приведены перспективные конструктивные способы снижения собственного излучаемого шума и шума, распространяющегося по трубопроводным системам от других источников. Основной задачей данных исследований является обеспечение оптимального соотношения гидравлических характеристик изделия и работоспособности с учетом современных требований по уровням гидродинамического шума.

Смирнов В.В., Булдаков П.Ю., Бухаров С.Н., Вьюненко Ю.Н., Хлопков Е.А. «Сравнительное исследование характеристик эффективности антивибрационных рукавиц и перчаток различных конструкций» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 127-128 (2017)

Проведено определение защитных свойств различных конструкций антивибрационных (АВ) рукавиц и перчаток. Измерения проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.002-97 «Средства защиты рук от вибрации. Технические требования и методы испытаний». Наиболее высокие защитные свойства отмечены у изделий с гелевыми материалами и комбинированными АВ-элементами. Единой закономерностью для всех средств защиты явился их низкий уровень гашения вибраций в низкочастотной и среднечастотной областях спектра (8–63 Гц). Наиболее высокие характеристики в этом частотном диапазоне отмечены у рукавиц «Турбо-Донбасс», их эффективность достигала 3–4 дБ. Повышение демпфирующих свойств средств индивидуальной защиты (СИЗ) достигается выбором геометрических параметров упругих деталей конструкций АВ-элементов и комбинацией материалов с различными вязко-упругими свойствами.

Макаров В.В. «Использование методов искусственного интеллекта для оценки технического состояния движительно-рулевой колонки (ДРК) по вибрационным характеристикам» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 128 (2017)

Дана подробная характеристика основных источников повышенной вибрации в ДРК. Рассчитаны основные частоты источников вибрации ДРК. По результатам испытаний на заводе изготовителе проведена идентификация источников вибрации. С помощью нейросетевых методов разработан алгоритм диагностики технического состояния ДРК по вибрационным характеристикам.

Соколов А.Н. «Использование параметров гибких вставок для исследования колебаний систем трубопроводов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 126 (2017)

Представлен метод экспериментального определения колебательной мощности, излучаемой по системам трубопроводов, на основе информации о матрице сопротивления гибкой вставки.

Клемина А.В., Демин И.Ю., Клемин В.А., Гурбатов С.Н. «Исследования частотной и температурной зависимостей скорости и поглощения ультразвука в модифицированной сыворотке крови» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 129 (2017)

Результаты исследований сыворотки крови человека с помощью Акустического анализатора АКБа-01 БИОМ позволили разработать безреагентные методики определения белковых и липидных компонентов сыворотки крови. Дальнейшие перспективы в этой области связаны с использованием сред, полученным из сыворотки крови путем воздействия на сыворотку крови буферных растворов, которые позволяют удалить глобулины и оставить в модифицированной сыворотке крови альбумин в окружении низкомолекулярных компонентов данной сыворотки. Альбумин является важнейшим переносчиком множества компонентов организма человека в процессе его жизнедеятельности. Приводятся результаты исследований модифицированной сыворотки крови, основным компонентом которой является альбумин. Обсуждаются перспективы использования полученных результатов для разработки методик лабораторной диагностики.

Макалкин Д.И., Коршак Б.А., Брысев А.П. «Упорядочивание эритроцитов крови человека в поле стоячих поверхностных акустических волн» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 129 (2017)

Представлены результаты реализации эффекта упорядочивания одного из форменных элементов крови человека – эритроцитов, в поле стоячих поверхностных акустических волн с частотой 14,40 МГц. Для регистрации эффекта использовалась цифровая камера. На полученных фотографиях отчетливо наблюдается выделение из плазмы крови эритроцитов в виде полосатой структуры, соответствующей пространственному распределению давления акустического поля. Как показали измерения, период образованной эритроцитами структуры (в пределах точности измерений) равен половине длины поверхностной акустической волны на используемой в эксперименте подложке из ниобата лития. Сравнительный анализ полученных результатов показал их соответствие теоретической и численной моделям, разработанным О.В. Руденко с соавторами и применимых к описанию основных особенностей формирования структурированных пленок из ансамблей микро- или наночастиц на подложке в каплях коллоидного раствора, подвергнутых акусто-вибрационному воздействию, а также их экспериментальным результатам по структурированию частиц кремнезема аналогичным методом. Продемонстрирована так же возможность создания требуемого пространственного распределения взвешенных в жидкости частиц за счет использования акустического поля соответствующей структуры. Отмечается перспективность реализованного эффекта применительно к разработке инновационных методов медицинской диагностики с использованием технологий lab-on-chip.

Дмитриев К.В., Котельников Е.А., Зотов Д.И., Румянцева О.Д. «Установка для томографирования акустических нелинейных параметров с использованием кодированных сигналов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 130 (2017)

Сопоставлены схемы томографирования, основанные на нелинейных эффектов третьего порядка и использующие два кодированных сигнала и один монохроматический или же три кодированных сигнала в качестве первичных. Алгоритм получения томограммы акустического нелинейного рассеивателя адаптирован для схемы с тремя кодированными первичными сигналами, и проведены первые эксперименты на модифицированной установке.

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.

Сухоручкин Д.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Эхо-импульсная ультразвуковая визуализация через неоднородный по толщине твердотельный слой в применении к транскраниальной диагностике структур мозга» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 131 (2017)

Задача ультразвуковой визуализации структур головного мозга значительно осложняется присутствием черепа, который приводит к сильным аберрациям и ослаблению проходящих сквозь него акустических волн. Причиной тому является заметное различие скоростей звука и акустических импедансов черепной кости и мягких тканей, а также неоднородность черепа по толщине. В настоящей работе в двумерном приближении построена теоретическая модель для описания распространения акустических волн в неоднородной среде, в том числе при наличии твердотельных включений типа черепной кости. На основе полученных данных в ходе численного эксперимента проанализирована возможность получения ультразвукового изображения мягких тканей головного мозга через неоднородный по толщине твердотельный слой в применении к транскраниальной диагностике структур мозга.

Коренбаум В.И., Почекутова И.А., Малаева В.В., Сафронова М.А., Костив А.Е. «Трахеальные шумы форсированного выдоха человека: происхождение и диагностические приложения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 131-132 (2017)

Форсированный выдох человека сопровождается характерными дыхательными шумами, содержащими широкополосные и узкополосные составляющие. Освещены акустические представления о происхождении и характеристиках шумов форсированного выдоха, полученные в последнее десятилетие. Анализируются акустико-биомеханические взаимосвязи форсированного выдоха, преимущественные механизмы и зоны формирования шумов. Разработанные акустические модели и эмпирически установленные феномены позволили предложить набор акустических параметров, оказавшихся перспективным для функциональной диагностики вентиляционной функции легких как в общемедицинских целях, так и при контроле состояния лиц, находящихся в экстремальных условиях.

Харченко С.С., Мещеряков Р.В. «Модель голосообразования после удаления гортани» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 132 (2017)

Рассматривается разработанная математическая модель образования псевдоголоса в процессе формирования пищеводной речи у пациентов потерявших гортань в следствии болезни. Разработанная модель учитывает биомеханические свойства мышечных тканей, участвующих в голосообразовании.

Римская-Корсакова Л.К., Сухорученко М.Н. «Маскировка импульсов импульсными последовательностями у слушателей с нормальным слухом и возрастными нарушениями» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 132 (2017)

Измерены пороги маскировки тестовых импульсов при разных задержках между тестовым импульсом и помехой. Помехой был либо одиночный импульс, либо последовательность, состоящая из 8 импульсов, разделенных межимпульсным интервалом Т (40–120 мс). Центральные частоты и полосы тестовых импульсов и импульсов помех были равны 4 кГц и 200 Гц, соотвествонно. Интенсивность импульсов помех достигала 60 дБ над индивидуальным порогом слышимости (ИПС). Переменным параметром была задержка тестового импульса D относительно начала или конца помехи. За порог принимали минимально обнаруживаемую интенсивность тестового импульса. Помехи разных видов, опережающие тестовые импульсы, вызывали классическую маскировку, т.е. уменьшение порогов при увеличении D. Такую же маскировку вызывал одиночный импульс помехи, следовавший за тестовым импульсом. Однако если помехой была последовательность импульсов, и если Т=D, то пороги достигали значений, превышающие интенсивность импульсов помехи. Чтобы найти объяснения наблюдаемым явлениям, оценивали комплементарные характеристики реакции ансамбля моделей волокон слухового нерва (ВСН) такие, как распределение моментов появления спайков во времени и распределение межспайковых интервалов. Оказалось, что учет свойств последнего распределения позволял объяснить наблюдаемые особенности поведения порогов обратной маскировки.

Демин И.Ю., Спивак А.Е., Шнейдман Д.Д., Рыхтик П.И., Рябова Е.Н., Сафонов Д.В., Андреев В.Г., Крит Т.Б. «Измерения вязко-упругих характеристик мягких биологических тканей (фантомы и скелетные мышцы), используя эластографию сдвиговой волны (реализовано в системах Verasonics и Siemens Acusson)» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 133 (2017)

В современной аппаратуре ультразвуковой диагностики перспективными методами визуализация и измерение упругости мягких тканей являются методы SWEI и ARFI, основанные на бесконтактном возбуждении и регистрации скорости сдвиговой волны. В последние годы данные методики были апробированы для измерения сдвиговых вязкоупругих характеристик полимерных и желатиновых фантомов в лаборатории «МедЛаб» Нижегородского госуниверситета с помощью исследовательской системы с открытой архитектурой V-1 Electronics фирмы «Verasonics» и на базе Приволжского окружного медицинского центра (ПОМЦ) с использованием ультразвуковой системы ACUSON S2000 фирмы «Siemens». Диагностическая система Verasonics позволяет формировать импульсные последовательности для возбуждения и регистрации сдвиговых волн. Система укомплектована стандартным линейным датчиком L7-4, работающим на частоте 5 МГц. Ультразвуковая система фирмы Siemens Acuson S2000 с датчиком 9L4. Желатиновые фантомы с различными процентным содержанием желатина, разработанные и изготовленные в лаборатории «МедЛаб». Фантомы имели включения различной упругости. Калиброванные полимерные фантомы CIRS–Model 049A Elasticity QA, содержащие цилиндры и сферы на различной глубине от поверхности с различными диаметрами и значениями модуля Юнга в диапазоне от 5 до 80 кПа. Измерены скорости сдвиговой волны в объеме фантомов и различных включениях. Сдвиговая волна возбуждалась как в центральной части неоднородности, так и на различных расстояниях от центра. Вычислены модули Юнга и проведено сравнение с значениями, данными производителями. Показано, что обе системы дают результаты, близкие к калибровочным значениям в неоднородностях с размерами 2–4 см на глубине до 4 см. При измерениях вблизи края неоднородности отмечена значительная погрешность в определении модуля Юнга. Это связано с усреднением значений скорости волн, распространяющихся по двум направлениям от области возбуждения. Следующим шагом продолжения этих совместных исследований является теоретическое и экспериментальное исследования сдвиговых волн в анизотропных вязкоупругих средах на примере скелетных мышц, где анизотропия упругих свойств обусловлена ориентацией мышечных волокон. В докладе приведены результаты измерений скорости сдвиговых волн и упругих характеристик (модули сдвига и Юнга) двуглавой мышцы плеча (musculus biceps brachii) и икроножной мышцы (musculus gastrocnemius). В качестве волонтеров были привлечены студенты-спортсмены Нижегородского государственного университета в количестве 17 человек (15 юношей и 2 девушки). Скорости сдвиговой волны были измерены в зависимости от направления поляризации сдвиговой волны по отношения к мышечным волокнам (вдоль и поперек), а также как в расслабленной мышце, так и в напряженной, под различной нагрузкой. Было отмечено увеличение скорости сдвиговой волны вдоль волокон в 1,5–2 раза по отношению к результатам измерения скорости волны поперек волокон мышцы. Также проведены сопоставления упругих характеристик (модулей сдвига и Юнга) для пассивной мышцы и напряженной, что может послужить в дальнейшем для диагностики функционального состояния мышц – важно в спортивной медицине.

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.

Хасанова М.В., Сапожников О.А. «Создание плосковолнового ультразвукового поля в ближней зоне излучателя конечного размера с целью измерения акустических характеристик среды распространения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 134 (2017)

Исследуется возможность экспериментальной реализации акустического поля в форме бегущей плоской волны с целью измерения коэффициента поглощения и скорости звука в среде распространения. Для этого предлагается использовать плоский пьезоэлектрический источник и проводить измерения в импульсном режиме на небольших расстояниях от излучающей поверхности. В результате теоретического моделирования, основанного на точном решении волнового уравнения на оси круглого поршневого излучателя, выявлены пространственные и временные интервалы для существования режима плоской волны. Показано, что предложенный метод позволяет измерить коэффициент поглощения ультразвука в жидкостях и мягких биологических тканях в мегагерцовом диапазоне частот с использованием излучателей сантиметровых размеров.

Полянский А.И., Сапожников О.А. «Численное исследование кавитационного механизма артефакта мерцания при ультразвуковой визуализации камней в почках» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 134-135 (2017)

Рассмотрены особенности ультразвуковой визуализации почечных камней в условиях, когда на поверхности камней присутствуют пузырьки субмикронного размера. Построена модель, позволяющая наблюдать так называемый артефакт мерцания, заключающийся в образовании цветной мозаичной структуры при ультразвуковом исследовании камней в доплеровском режиме. В основе модели лежит численное моделирование уравнений эластоупрогусти и уравнения Рэлея–Плессета, описывающего кавитацию пузырьков. Приведены результаты доплеровской обработки сигнала, показывающие, что кавитация пузырьков действительно приводит к появлению артефакта мерцания.

Храмцова Е.А., Мороков Е.С., Григорьев Т.Е., Губарева Е.А., Сотниченко А.С., Куевда Е.В., Левин В.М., Петронюк Ю.С. «Импульсная ультразвуковая микроскопия материалов и объектов тканевой инженерии» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 135 (2017)

Представлены результаты экспериментального изучения возможностей применения импульсной акустической микроскопии для неинвазивной характеризации материалов и объектов тканевой инженерии. Изучены особенности визуализации акустическими методами нетканого матрикса, выполненного из тонких синтетических волокон полисульфона диаметром 4–8 мкм, а также нетканого материала на основе хитозана с толщиной волокон 100–400 нм. Предложены ультразвуковые методики для наблюдения объемной микроструктуры естественных тканевых матриксов, получаемых удалением клеточного содержимого из органов-доноров. Для отображения распределения мелкомасштабных структурных элементов в поперечных сечениях образцов тканевых матриксов развиты методики визуализации с применением динамической фокусировки внутри объекта и последующего полутонового отображения структуры – B/D (brightness-depth) методика. Результаты исследования позволяют предложить недоступные ранее методики характеризации объемной архитектуры материалов, используемых для создания тканевых матриксов, в т.ч. для оценки ориентированности волокон, степени их смачиваемости водными растворами, оценки размеров и структуры пор, ячеек матрикса.

Росницкий П.Б., Гаврилов Л.Р., Сапожников О.А., Высоканов Б.А., Хохлова В.А. «Возможности динамической фокусировки многоэлементных решеток для неинвазивной ультразвуковой хирургии с плотным заполнением поверхности элементами» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 135-136 (2017)

В современной медицине широко используются многоэлементные фазированные решетки для проведения неинвазивных, то есть без прямого хирургического вмешательства, операций по разрушению опухолей внутри тела человека [1]. Решетки состоят из большого количества независимых излучателей: элементов решетки, которые обычно располагаются на сферической оболочке. Варьирование амплитуд и фаз на элементах дает возможность электронного перемещения фокуса в сторону от центра кривизны. Кроме того, при облучении органов, закрытых ребрами, можно отключать некоторые элементы, чтобы избежать перегрева костей во время лечения. Однако отключение элементов ведет к значительной потере общей мощности, излучаемой решеткой, что является недопустимым для реализации метода механического разрушения опухолей (гистотрипсии с кипением), основанного на генерации высокоамплитудных ударных фронтов в фокусе [2]. Общая мощность решетки определяется в основном плотностью заполнения решетки элементами, которая обычно составляет около 60% [3]. Таким образом, основным механизмом увеличения мощности является увеличение поверхностной плотности заполнения Φ≪em>S_излуч/S_общ. Здесь S_излуч – суммарная площадь всех элементов, S_общ – площадь сферической чаши решетки. При этом элементы должны быть расположены по некоторому апериодическому закону во избежание побочных дифракционных эффектов, связанных с образованием решеточных максимумов при динамической фокусировке [4]. В работе предлагается метод апериодического заполнения решетки элементами с плотностью заполнения близкой к 100%. Метод базируется на использовании алгоритма, основанного на мозаике Вороного, который позволяет построить разбиение сферической поверхности решетки на многоугольные ячейки близкой площади [5]. При этом расположение ячеек не периодично и каждая ячейка мозаики (пятиугольник, шестиугольник или семиугольник) является элементом решетки. Несмотря на плотное и апериодическое заполнение, возникает вопрос о размерах области динамической фокусировки предложенной решетки по сравнению с распространенными на практике решетками, состоящими из круглых элементов. Для ответа на этот вопрос, в работе проведены расчеты полей при различных положениях фокуса для двух решеток с одинаковыми геометрическими размерами, площадями элементов и общими площадями излучающей поверхности. Первая из них – 512-элементная решетка со 100% заполнением поверхности элементами в форме ячеек Вороного, а вторая – существующая 256-элементная решетка ультразвуковой хирургии с 50% заполнением поверхности круглыми элементами, расположенными по виткам спирали [6] Численный расчет поля многоэлементных решеток в случае различных положений фокуса занимает значительное время. В связи с этим в работе развит аналитический подход для расчета дальнего поля плоского элемента в формепроизвольного выпуклого многоугольника. При этом поле решетки рассчитывалось как сумма полей всех ее элементов. Проведено сравнение пространственных областей электронного смещения фокуса для двух представленных решеток с учетом побочных эффектов уменьшения амплитуды давления в фокусе и образования решеточных максимумов. 1. Гаврилов Л.Р. Фокусированный ультразвук высокой интенсивности в медицине. М.: Фазис. 2013. 2. Khokhlova T.D., Canney M.S., Khokhlova V.A., Sapozhnikov O.A., Crum L.A., Bailey M.R. Controlled tissue emulsification produced by high intensity focused ultrasound shock waves and millisecond boiling // Journal of the Acoustical Society of America, 2011. V. 130. №. 5. P. 3498-3510. 3. Гаврилов Л.Р., Сапожников О.А., Хохлова В.А. Спиральное расположение элементов двумерных ультразвуковых терапевтических решёток как метод улучшения качества динамической фокусировки и повышения интенсивности в фокусе // Известия РАН. Сер. физическая. 2015. Т. 79, № 10. С. 1386-1392. 4. Ильин С.А., Юлдашев П.В., Хохлова В.А., Гаврилов Л.Р., Росницкий П.Б., Сапожников О.А. Применение аналитического метода для оценки качества акустических полей при электронном перемещении фокуса многоэлементных терапевтических решеток // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 1. С. 57-64. 5. Ries M., de Greef M., Ramaekers P., Moonen C.T. A phased array transducer based on fermat’s spiral // The 15th International Symposium on Therapeutic Ultrasound. 2015. 6. Khokhlova V.A., Yuldashev P.V., Rosnitskiy P.B., Maxwell A.D., Kreider W., Bailey M.R., and Sapozhnikov O.A. Design of HIFU transducers to generate specific nonlinear ultrasound fields // Physics procedia. 2016. V. 87. P. 132-138.

Аносов А.А., Шаракшанэ А.А., Мансфельд А.Д., Санин А.Г. «Расчет аппаратной функции широкополосного акустотермометрического датчика» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 136 (2017)

Рассчитана аппаратная функция широкополосного (1.6–2.5 МГц) датчика, используемого в акустотермометрии. Экспериментальная проверка показала согласование измеренных и расчетных результатов. Проведены исследования влияния характеристик полосы пропускания и размера датчика на аппаратную функцию приемника, а также влияния аппаратной функции на измеряемый датчиком акустотермометрический сигнал. Показано, что при типичных в акустотермометрии расстояниях между датчиком и исследуемым объектом основным параметром, определяющим акустотермометрический сигнал, является отношение длины волны (для средней частоты приема) к диаметру датчика. Для задач локализации нагретой области приемник оптимально устанавливать на расстоянии 15–25 мм от нагретой области. Например, в этой зоне для датчика диаметром 8 мм ширина аппаратной функции составляет 1.2±0.1 мм по уровню 0.5 от максимального.

Стрельцов Д.А., Клемина А.В. «Акустические исследования эритроцитов крови человека под воздействием солевых растворов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 137 (2017)

Проведены исследования изменений структуры эритроцитов акустическим методом – методом интерферометра постоянной длины. Метод основан на использовании стоячих ультразвуковых волн в цилиндрическом резонаторе. В ходе эксперимента бралась цельная кровь человека, на эритроциты которой действовали гипотоническими и гипертоническими растворами. Полученная суспензия помещалась в акустическую ячейку анализатора. Проводилось сравнение относительной скорости ультразвука в цельной крови и после воздействия на нее гипотоническим и гипертоническим растворами. Была получена четкая картина изменения структуры эритроцитов под воздействием растворов, причем все данные были получены акустическими измерениями.

Кириллов А.Г., Рейман А.М. «Экспертная система диагностики ожирения и функционального тонуса организма БодиСоник» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 137 (2017)

Представлены результаты разработки специализированного ультразвукового прибора для поиска и измерения глубины залегания сильно отражающих структур в мягких тканях (границ раздела жировых и мышечных слоев тела) и программного обеспечения, формирующего экспертную систему для оценки степени ожирения и функционального тонуса организма.

Михралиева А.И., Заграй Н.П., Чернов Н.Н. «Нелинейное отражение акустических волн на границах биологических сред» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 138 (2017)

Неоднородная биологическая среда представляется как совокупность ряда плоских слоев с различными акустическими свойствами. Акустические методы диагностики биологических сред по параметрам отраженных сигналов акустических параметрических антенн становятся основой ряда современных методов визуализации таких сред методами нелинейной акустики. Теоретической основой таких методов становится рассмотрение и установление в нелинейном приближении взаимосвязи между параметрами и их изменениями для вторичных акустических полей, генерируемых в среде в результате нелинейного взаимодействия первичных полей волн накачки. При излучении в нелинейно-упpугую материальную сплошную среду акустических волн повышенной интенсивности величины прошедших и отраженных полей становятся отличными от случаев малых амплитуд, соответствующих линейной акустике. Расширение граничных условий на второе (нелинейное) приближение в описании акустического поля на границах позволяет определить величины уровней полей отраженных и прошедших и коэффициенты отражения или прохождения в этом приближении.

Кудашова А.А., Демин И.Ю., Андреев В.Г. «Движение твердых микрочастиц в вязкоупругой среде под действием акустической радиационной силы» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 138 (2017)

Одной из наиболее значимых задач современной диагностики, является разработка метода, позволяющего выявить на ранней стадии рак молочной железы. Главным диагностическим параметром для данного типа рака считается скопление кальция – макро- и микрокальцификаты, образовывающиеся в тканях. В зависимости от их размера, формы и количества можно судить о стадии развития заболевания. При разработке новых методов медицинской диагностики важную роль играет правильный подбор модели мягкой биологической ткани. Принципиальное значение имеет материал, имитирующий определенные свойства ткани. В эластографии, прежде всего, важно, чтобы упругие свойства фантома соответствовали упругим свойствам той или иной биологической ткани. В качестве модели мягкой ткани в лабораториях используются полимерные фантомы, а также фантомы, основанные на желатиновоагаровой композиции. Приведены результаты измерения относительных смещений сферических микрочастиц в вязкоупругой среде под действием радиационной силы. В качестве экспериментальной модели были использованы специально разработанные желатиновые фантомы с включениями в виде стеклянных шариков размером от 100 до 300 мкм. Измерения проводились при помощи акустической системы Verasonics с открытой архитектурой, расположенной в лаборатории «Биомедицинских технологий, медицинского приборостроения и акустической диагностики (МедЛаб)» кафедры акустики радиофизического факультета ННГУ. В результате экспериментальных исследования была предложена методика определения размеров частиц из временных зависимостей смещения их относительно однородной среды. Эти результаты могут быть использованы для разработки метода ранней диагностики рака молочной железы по обнаружению твердых микрочастиц – микрокальцификатов, являющихся главным диагностическим параметром для данного типа рака и определению их размера.

Лесик М.В., Соловьев С.И., Андреев В.Г. «Акустический пинцет для захвата и перемещения микрочастиц на базе сфокусированного ультразвукового излучателя» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 138-139 (2017)

Рассматривается задача захвата и перемещения микрочастиц с помощью одиночного сфокусированного излучателя на частоте 2 МГц. Рассчитано пространственное распределение радиационной силы, действующей на твердые частицы полистерена и двуокиси кремния в поле фокусирующего излучателя с фокусным расстоянием 70 мм и апертурой 64 мм. Показано, что существуют области на расстоянии 64 мм от поверхности излучателя, где частицы диаметром 150 мкм могут быть захвачены и удержаны при амплитуде колебательной скорости на поверхности излучателя, превышающей 6 см/с. Проведены измерения смещения частиц двуокиси кремния в горизонтальных плоскостях, расположенных на расстояниях 60–70 мм от излучателя. Показано, что под действием радиационной силы микрочастицы смещаются и образуются области чистой поверхности, размеры и положение которых зависят от расстояния до излучателя и интенсивности ультразвука. Экспериментальные результаты соответствуют теоретическим расчетам. Предложенная схема простого акустического пинцета может быть востребована в биоинженерии для захвата и перемещения клеток и клеточных структур.

Белова А.И., Кузнецов Г.Н. «Акустическая калибровка района установки антенн с использованием векторно-скалярных модулей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 140 (2017)

Оцениваются параметры модели поверхностных слоев грунта в мелком море. Для анализа модовой структуры используются импульсы буксируемого пневмоисточника и преобразование Вигнера. Вертикальные векторные приемники выделяют семь мод. Скалярные приемники или горизонтальные векторные приемники выделяют только три моды. Показано, что использование вертикальных векторных приемников повышает точность оценки параметров модели слоистого дна.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Анализ применимости принципа взаимности в векторно-скалярных полях мультипольных источников» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 140 (2017)

Исследуется применимость принципов взаимности (ПВ) в гидроакустическом волноводе для векторно-скалярных полей (ВСП) мультипольных источников (МИ). Показано, что МИ по этому принципу разделяются на две группы: в первой группе поля звукового давления (ЗД), горизонтальные проекции векторов колебательной скорости (ГП ВКС) удовлетворяют ПВ, а вертикальные проекции (ВП ВКС) этих векторов не удовлетворяют. Во второй группе ЗД и ГП ВКС принципу взаимности не удовлетворяют, а их ВП ВКС удовлетворяют. Градиенты фазы (ГФ) и углы прихода в вертикальной плоскости, в основном, ПВ не удовлетворяют.

Белова Н.И., Кузнецов Г.Н. «Интерференционная амплитудно-фазовая структура узкополосных векторно-скалярных сигналов в мелком море» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 140 (2017)

В мелком море выполнен сравнительный анализ амплитуд и фаз узкополосных низкочастотных векторно-скалярных сигналов в зонах интерференционных максимумов и минимумов (ИМА и ИМИ). Установлено существенное отличие интерференционной структуры звукового давления (ЗД) и горизонтальных проекций вектора колебательного ускорения (скорости – ВКС) от характеристик вертикальных проекций. Показана устойчивость градиентов фазы в зонах ИМА и быстрое изменение фазы в зонах ИМИ, предположительно связанных с зонами дислокаций.

Белова А.И., Кузнецов Г.Н. «Затухание звукового давления и ортогональных проекций вектора колебательного ускорения в мелком море» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 141 (2017)

Исследования пространственного затухания низкочастотных векторно-скалярных звуковых полей в мелком море выполнены с использованием буксируемой пневмопушки и четырехкомпонентных векторно-скалярных приемников. Экспериментальные данные и вычисленные на основе акустической калибровки волновода законы спадания звукового давления и ортогональных векторных проекций колебательного ускорения показали, что вертикальная проекция вектора колебательного ускорения убывает заметно быстрее, чем поле звукового давления.

Грязнова И.Ю., Иващенко Е.Н., Лабутина М.С. «Влияние статистики распределения донных дискретных неоднородностей по размерам на обратное рассеяние акустических волн» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 141 (2017)

Исследовано влияние статистики распределения дискретных неоднородностей по размерам на среднюю интенсивность обратно рассеянных акустических сигналов. Показано, что появление рассеивателей разных размеров на «звукопрозрачном» дне приводит к увеличению средней интенсивности обратного рассеяния по сравнению с рассеянием на неоднородностях одинакового размера. Доказано, что при наличии отражающей подложки вклад интерференционного слагаемого в среднюю интенсивность при обратном рассеянии на неоднородностях разных размеров уменьшается с увеличением среднего размера рассеивателей.

Красненко Н.П., Буркатовская Ю.Б., Раков А.С., Раков Д.С., Шаманаева Л.Г. «[Распространение] акустического излучения вдоль приземных горизонтальных трасс в движущейся турбулентной поглощающей и рассеивающей атмосфере» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 141-142 (2017)

При распространении акустического излучения вдоль горизонтальных трасс в атмосфере, происходит его поглощение, обусловленное вязкостью и теплопроводностью воздуха и молекулярным релаксационным поглощением, рассеяние на флуктуациях температуры и скорости ветра, и рефракция на градиентах температуры и скорости ветра. В зависимости от атмосферных условий, вклад многократного рассеяния в сигнал, принимаемый детектором, может составлять от 10 до 70% и более. Для приземных трасс распространения, большое влияние оказывают также эффекты отражения излучения земной поверхностью. В докладе представлены результаты статистического моделирования процесса распространения монохроматического акустического излучения от источника до приемника с учетом вклада многократного рассеяния, рефракции звука, и отражения поверхностью земли для различных моделей атмосферы в зависимости от частоты звука, импедансных свойств земной поверхности, длины трассы распространения, и высот расположения источника и приемника. Расчет проводился методом Монте-Карло с использованием алгоритма локальной оценки по разработанной авторами программе. Проведено сравнение результатов экспериментальных исследований и аналитических расчетов с использованием модели импеданса ДеланиБэзли. Показано удовлетворительное согласие результатов.

Дорофеева А.А., Жарников Т.В., Сыресин Д.Е., Никитин А.А. «Изучение поведения дисперсионных кривых квазидипольных мод анизотропного волновода с помощью полуаналитического метода конечных элементов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 142 (2017)

Исследуются особенности поведения дисперсионных кривых квазидипольных мод эллиптических анизотропных волноводов. С помощью полуаналитического метода конечных элементов показано, что вблизи точки сближения дисперсионных кривых они не пересекаются, а отталкиваются. Отталкивание сопровождается вращением поляризации мод при изменении частоты. Причиной такого поведения является отсутствие в модели точной симметрии. Пересечение возможно только в моделях с точной симметрией. Предложенный сценарий пересечения дисперсионных кривых важен для геофизических задач, поскольку может быть альтернативой общепринятому сценарию, когда пересечение кривых вызвано преднапряжением вмещающей среды.

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.

Приходько В.Ю. «Построение функций Грина неоднородного акустического слоя на упругом полупространстве» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 143 (2017)

Излагается метод построения функций точечного источника звуковых волн в неоднородных средах. Основные результаты получены для случая неоднородного акустического слоя, лежащего на неоднородном полупространстве с переменной по глубине плотностью и скоростью звука. Найдены функциональные соотношения, связывающие характеристики звуковых полей с упругими и спектральными характеристиками неоднородного полупространства. Исследование проводится при помощи обобщенных соотношений ортогональности для векторных нормальных волн в стратифицированных средах. Используются формулы Грина для неоднородного уравнения Гельмгольца и формулы Бетти для уравнений теории упругости

Лапин А.Д. «Излучение диполя в волноводе» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 143 (2017)

Исследовано звуковое поле точечного диполя с моментом M в двух многомодовых волноводах – трубе с прямоугольным и трубе с круговым сечением, стенки обеих труб жесткие. Поле диполя получено дифференцированием поля монополя по координатам этого источника. Показано, что при приближении диполя с моментом M к жесткой стенке волновода пропадает излучение, обусловленное компонентой момента, перпендикулярной этой стенке. Рассчитана мощность излучения диполя в многомодовом волноводе, исследована зависимость этой мощности от частоты. Показано, что мощность излучения диполя в узкой (по сравнению с длиной звуковой волны) трубе равна ρc(kM)²(4S)^–1 где k – волновое число, ρ и c – соответственно плотность заполняющей среды и скорость звука в ней, S – площадь поперечного сечения трубы, M – проекция момента диполя на ось этой трубы.

Попов Ю.Н., Лисенков Н.М. «Применение сложных широкополосных сигналов при измерении силы цели цилиндрической оболочки» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 143 (2017)

Показана возможность измерения силы цели с помощью широкополосных сигналов с кодово-импульсной модуляцией. Обеспечение высокоточного отсчета для синхронизации работы приемника и излучателя обеспечивает определение точного угла и расстояния между приемником, источником и целью. Сила цели определяется путем сравнения корреляционных функций сигналов на приемнике, полученных при прохождении зондирующего сигнала и отраженного эхосигнала. Результаты могут быть использованы в задачах гидролокации при поиске подводных объектов.

Попов Ю.Н., Лисенков Н.М. «Расчет влияния незеркальной составляющей при рассеянии плоской волны на пластине с периодическими импедансными условиями» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 144 (2017)

Сформулирована задача формирования и приведен алгоритм расчета незеркальной составляющей при рассеянии плоской волны на пластине с периодическими импедансными условиями. Показано, что на плоской пластине, не имеющей пространственную кривизну, при косом падении волны может возникать сложное рассеяние, в том числе с незеркальной составляющей. Результаты могут быть использованы при проектировании конструкций судов и морских сооружений, для которых важен вопрос помехозащищенности.

Скобельцын С.А. «Определение направления оси упругой симметрии анизотропного шара по рассеянному звуковому полю» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 144 (2017)

Решена задача определения направления оси упругой симметрии анизотропного тела по рассеянному акустическому полю. Рассматривается дифракция плоской звуковой волны на анизотропном шаре с гексагональной симметрией упругих свойств. Задача дифракции решается с помощью метода конечных элементов (МКЭ). Показано существенное влияние на рассеянное поле ориентации оси упругой симметрии. Это позволяет определить ее направление на основе измерений давления в окрестности шара.

Ларин Н.В. «Дифракция плоской звуковой волны на термоупругом шаре с неоднородным покрытием» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 144-145 (2017)

Решены прямая и обратная задачи дифракции плоской гармонической звуковой волны на термоупругом шаре с непрерывно-слоистым покрытием, находящемся в невязкой теплопроводной жидкости. При решении прямой задачи определены волновые поля в шаре и вне его. Рассчитаны и проанализированы угловые и частотные характеристики рассеянного акустического поля. При решении обратной задачи найдены законы неоднородности материала покрытия термоупругого шара, обеспечивающие наименьшее звукоотражение в определенном угловом секторе и в заданном диапазоне частот.

Трушина П.А., Канев Н.Г. «Измерение коэффициента рассеяния звука в масштабной модели прямоугольного помещения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 145 (2017)

Экспериментально исследован недавно предложенный способ измерения коэффициента рассеяния звука в недиффузном звуковом поле. Такое поле создается в прямоугольном помещении с одной поглощающей стенкой, на остальных стенках располагаются испытуемые звукорассеивающие элементы, коэффициент рассеяния которых определяется по измеренной кривой затухания. Измерения проведены в помещении размером 0.7×0.4×0.4 м на частотах 4–16 кГц. Полученные результаты продемонстрировали возможность измерения коэффициента рассеяния предложенным способом.

Федотовский В.С. «Эффективные динамические свойства и резонансная дисперсия звука в обычных дисперсных композитах и метаматериалах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 146 (2017)

Рассмотрено межфазное инерционно-упругое взаимодействие жестких частиц-включений с упругой матрицей дисперсных композитов. Получены соотношения для собственных частот поступательных и вращательных колебаний сферических включений-осцилляторов, обуславливающих резонансы эффективных инерционных и упругих свойств композитов в колебательно-волновых процессах. Поскольку скорость распространения продольных и поперечных волн в дисперсном композите связана с эффективными инерционными и упругими свойствами, то резонансы эффективных свойств (динамической плотности, объемной и сдвиговой упругости) проявляются в резонансной дисперсии продольных и поперечных волн. Установлены резонансные зависимости динамической плотности, объемной и сдвиговой упругости от частоты волн и собственных частот поступательных и вращательных колебаний частиц-включений в упругой матрице дисперсного композита. Приведены оценки собственных частот колебаний сферических включений и других внутренних динамических параметров резиноподобного дисперсного композита, определяющие резонансные свойства и резонансную дисперсию продольных и поперечных волн. Для слабо диссипативных композитов резонансы эффективных свойств приводят к тому, что возникают диапазоны частот, в которых эффективная динамическая плотность и упругость принимают отрицательные значения. При одновременно отрицательной динамической плотности и упругости в некотором частотном диапазоне дисперсный композит принимает уникальные акустические свойства метаматериала (отрицательное преломление, аномальный эффект Доплера и др.). Для продольных волн сжатия в метаматериале одновременно отрицательными должны быть динамическая плотность и объемная сжимаемость. Для этого достаточно чтобы в непрерывной упругой матрице находились включения двух видов. Одни включения-осцилляторы дипольного типа, совершая резонансные поступательные колебания, обеспечивают отрицательность динамической плотности, а другие включения-осцилляторы монопольного типа (полости в упругой матрице), совершая объемные резонансные колебания, обеспечивают отрицательную динамическую сжимаемость. Для поперечных же волн одновременно отрицательными свойствами композита должны быть динамическая плотность и сдвиговоротационная упругость. Для этого достаточно присутствия в упругой матрице включенийосцилляторов одного вида с близкими собственными частотами поступательных и вращательных колебаний. В докладе рассмотрены зависимости эффективной динамической плотности, трансляционной и сдвигово-ротационной упругости дисперсного композита от его структуры и внутренних динамических параметров – собственных частот поступательных и вращательных колебаний, присоединенной массы и присоединенного момента инерции упругой матрицы для включений. Основное внимание уделяется инерционно-упругому взаимодействию жестких сферических включений с резиноподобной матрицей и оценке собственных частот их поступательных и вращательных колебаний, определяющих частотные диапазоны отрицательных свойств метаматериала. Полученные оценки показывают, что при определенных значениях объемной концентрации включений, механических свойств матрицы и включений инерционно-упругие свойства композита могут быть одновременно отрицательными, т.е. условия существования дисперсного композита как метаматериала практически достижимы.

Миронов М.А., Корольков З.А. «Предельные возможности одномерной вибрационной черной дыры» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 146-147 (2017)

Вибрационная черная дыра – замедляющая структура, в которой скорость распространения волны постепенно уменьшается и на конечной длине обращается в нуль. Изменение скорости распространения не должно быть слишком быстрым, чтобы не было отражения волн от промежуточных сечений структуры. Примером вибрационной черной дыры для изгибных волн является стержень, заостренный по параболическому закону. Начиная с некоторой частоты и выше изгибные волны, распространяющиеся по этому стержню, замедляются при приближении к острой кромке и время распространения до нее равно бесконечности. Вследствие этого волна никогда не дойдет до конца стержня и, следовательно, не отразится от него. Такая конструкция является эффективным поглотителем вибрации, не содержащим поглощающего материала. Она может быть использована для поглощения вибрации в различных устройствах. В докладе рассмотрен, на основе точных решений уравнения поперечных колебаний параболически заостренного стержня, вопрос о соотношении между массой демпфируемой конструкции и массой демпфирующей черной дыры на простом примере. В качестве демпфируемой конструкции берется однородный стержень конечной длины.

Субботкин А.О., Вахитов Ш.Я. «К вопросу о моделировании интерференционной антенны остронаправленных микрофонов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 147 (2017)

Анализируются некоторые сомнительные результаты моделирования интерференционной антенны остронаправленного микрофона, полученные группой японских ученых [2, 3], которые требуют дополнительных исследований. Кроме того, рассматриваются затруднения при реализации фильтра высоких частот в акустических и механических колебательных системах. 2. K. Ono, T. Sugimoto, A. Ando, K. Hamasaki, T. Ishii, Y. Chiba, K. Imanaga // AES 129th Convention, Convention Paper 8216, p. 8 (2010) 3. Y. Sasaki, T. Nishiguchi, K. Ono, T. Ishii, Y. Chiba, A. Morita // AES 141^st Convention, Convention Paper 9639, p. 6 (2016)

Вичевич Д.С., Салин М.Б., Суворов А.С. «Расчет дифракционных компонент высокочастотного акустического поля методом граничных элементов для решения задач гидроакустической совместимости» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 147 (2017)

При работе нескольких гидроакустических систем на борту одного носителя, в одном частотном диапазоне встает вопрос об их гидроакустической совместимости. Если приемник и передатчик находятся в зоне геометрической тени друг относительно друга, то наводка возникает за счет так называемых дифракционных волн (огибающих волн и волн соскальзывания), распространяющихся в среде вдоль корпуса. В настоящем докладе представлен опыт применения метода граничных элементов к задачам исследования гидроакустической совместимости.

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.

Грязнова И.Ю., Иващенко Е.Н., Сомов Р.В. «О роли коллективных эффектов рассеяния в задачах диагностики дискретных случайных неоднородностей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 148 (2017)

Предложено описание возможной корреляции взаимного расположения дискретных донных неоднородностей. Показано, что наличие такой корреляции приводит к существенному изменению средней интенсивности обратного рассеяния. Исследовано, при каких условиях доминируют эффекты, возникающие при наличии разброса неоднородностей по размерам, а при каких – коллективные эффекты рассеяния.

Красненко Н.П., Кузьмин А.А., Раков А.С., Раков Д.С., Шеин И.Ю. «Исследование параметров сдвоенной антенной системы на основе мощных акустических антенных решеток» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 148 (2017)

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований характеристик антенной системы, состоящей из двух мощных излучающих акустических антенных решеток с уровнем звукового давления до 155 дБ. Дается методика расчетов и исследований. Приводятся результаты исследований уровня звукового давления и характеристик направленности антенной системы.

Красненко Н.П., Капегешева О.Ф., Шаманаева Л.Г. «Динамика среднеквадратичного отклонения для трех компонентов скорости ветра по данным акустического зондирования» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 148 (2017)

Анализируется динамика среднеквадратичного отклонения для трех компонентов скорости ветра, измеренных мини-содаром в пограничном слое атмосферы. В течение суток, 16 сентября, значения среднеквадратичного отклонения изменялись для x-, y- компонентов от 0,5 до 4 м/c и для z-компонента от 0,2 до 1,2 м/с. Анализ высотных профилей СКО трех компонентов скорости ветра за 4-суточный период измерений показал, что рост x и y с высотой довольно хорошо описывается степенным законом, с показателем степени, изменяющимся от 0,22 до 1,3 в зависимости от времени суток, а z растет по линейному закону. Найдены константы аппроксимации и оценены погрешности их использования. Установленные физические закономерности и полученные константы аппроксимации позволяют описывать суточную динамику СКО для трех компонентов скорости ветра в пограничном слое атмосферы и могут быть рекомендованы для использования в моделях АПС.

Полянский В.А., Третьяков Д.А., Штукин Л.В., Яковлев Ю.А. «Диагностика состояния конструкций при усталостном нагружении методом акустоупругости» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 149 (2017)

Проведено исследование возможности применения метода акустоупругости для технической диагностики конструкций, подверженных неупругому деформированию при усталостном нагружении. Обнаружено качественное совпадение полей акустической анизотропии и полей остаточных пластических деформаций. Сравнительные исследования распределений акустической анизотропии и концентрации растворенного водорода показали их полное соответствие в образцах после разрушения, что говорит о существенном влиянии микротрещин на акустическую анизотропию. Полученные результаты говорят о возможности применения метода акустоупругости для диагностики состояния конструкций, находящихся в близком к критическому состоянии. Можно не только измерять внутренние механические напряжения, но и определять области больших пластических деформаций, микрорастрескивания и локальные участки с повышенной концентрацией водорода.

Николаев А.Л., Гопин А.В., Северин А.В., Миронов М.А., Дежкунов Н.В. «Ультразвуковой синтез гидроксиапатита в докавитационном и кавитацинонных режимах» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 149-150 (2017)

Исследуется влияние ультразвука на синтез гидроксиапатита добавлением ортофосфорной кислоты к водной суспензии, содержащей гидроксид кальция. Рассматривается воздействие ультразвука разных частот (22 кГц, 0.88 МГц, 1.76 МГц, 2.64 МГц) и различной интенсивности (0.2–25 Вт/см²) на начальные стадии фазообразования. Показано, что в выбранных условиях кристаллы гидроксиапатита, синтезированные при слабом докавитационным ультразвуковом воздействии (1.76 МГц, 0.2 Вт/см²), обладают существенно более высокой дисперсностью, чем синтезированные при воздействии интенсивного кавитационного ультразвука (22 кГц, 25 Вт/см²). Предложено объяснение полученных результатов.

Кудряшов Б.А., Нигметзянов Р.И., Перекрестов А.Е., Перекрестова В.А. «Наложение ультразвуковых колебаний в процессе химико-термической обработки изделий машиностроения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 150 (2017)

Повышение ресурса изделий машиностроения остается актуальной задачей. Увеличение эксплуатационных свойств можно достичь различными путями, например совершенствованием конструкционных решений, работой над составом сталей и сплавов изделий машиностроения или же модификацией поверхностного слоя. По сравнению с внедрением новых конструкторских решений, модификация поверхностного слоя требует меньших затрат. Данное решение широко применяются в машиностроении. Для повышения долговечности и надежности машин широко используется химико-термическая обработка, обеспечивающая высокое сопротивление износу, коррозии и повышающая сопротивление усталостному разрушению. Они имеют ряд неоспоримых преимуществ, превышающих недостатки. К существенному недостатку можно отнести большую длительность процесса, так для получения упрочненного слоя глубиной 0,5 мм необходимо не менее 50 ч. Как известно применение ультразвука позволяет интенсифицировать различные процессы в различных средах. Примеров является технология получения ряда материалов с высокими эксплуатационными свойствами в процессе их кристаллизации в поле высокоамплитудных упругих колебаний для конструкционных и инструментальных сталей; высокопрочных алюминиевых и никелевых сплавов; литых композиционных сплавов. В данной работе рассматривается перспективы применения одного из методов химико-термической обработки азотирования с наложением ультразвуковых колебаний.

Асташев В.К., Пичугин К.А. «Авторезонансное возбуждение колебаний ультразвуковых технологических систем» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 151 (2017)

Определяются условия резонансной настройки стержневой системы с пьезоэлектрическим возбудителем колебаний. Показано, что резонансная частота зависит от места расположения возбудителя. Определяются резонансные частоты и амплитуды колебаний. Показано, что резонансные режимы могут быть эффективно реализованы при авторезонансном возбуждении колебаний.

Петронюк Ю.С., Левин В.М., Мороков Е.С., Рыжова Т.Б., Шаныгин А.Н. «Исследование деградации композитных материалов ультразвуковыми методами высокого разрешения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 151 (2017)

Представлены результаты исследования механизмов деградации современных армированных композитов на основе углеродного волокна и эпоксидной матрицы под действием механических и климатических нагрузок. Экспериментальное исследование проводилось неразрушающими методами импульсной акустической микроскопии на частотах 50–100 МГц. Такой подход позволил наблюдать процессы разрушения структуры в объеме композитных образцов, обнаруживать микроскопические зоны потери адгезии армирующих элементов структуры.

Мансфельд А.Д., Санин А.Г., Волков Г.П., Беляев Р.В., Мороскин Д.В. «Ультразвуковые расходомеры газа с накладными датчиками» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 151 (2017)

Описаны два типа ультразвуковых расходомеров газа с накладными датчиками, осуществляющих измерение газового потока через металлическую стенку трубы. Основным достоинством разработанных расходомеров является возможность измерения расхода газа даже при низком давлении, без врезки датчиков в стенку. Рассматриваются различные способы локации (импульсный, непрерывный), влияние «стеночных» сигналов, способы выделения полезного сигнала. Приводятся результаты лабораторных и натурных испытаний.

Кузнецов С.Ю., Лёвушкина Н.В., Сундуков С.К., Фатюхин Д.С. «Интенсификация технологии сборки прессовых соединений наложением ультразвуковых колебаний» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 152 (2017)

Прессовые соединения получили широкое распространение в промышленности. Основным недостатком таких соединений является сложность процесса сборки, связанная с необходимостью создания больших усилий запрессовки, больших давлений нагнетания смазочного материала или использования температурных воздействий на собираемые детали. Наложение ультразвуковых колебаний на запрессовываемую деталь является эффективным способом интенсификации процесса сборки соединений с натягом. Это обусловлено возможностью передачи значительных ускорений и эффектом преобразования сухого трения в квазивязкое. Результаты проведённых исследований позволили установить зависимости глубины запрессовки и снижения коэффициента трения от режимов ультразвукового воздействия и заданного натяга соединения.

Крошко А.О., Галанов Н.Э. «Исследование одномерной и двумерной излучающих систем предназначенных для ультразвуковой обработки пробирок» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 152 (2017)

Ультразвуковая обработка различных жидкостей и веществ в жидкой среде широко применяется при проведении различных лабораторных исследований для целей экстракции, гомогенизации, диспергирования, эмульгирования и т.д. При этом одной из задач является обработка небольшой порции исследуемого материала в открытой или закрытой стандартной емкости (пробирке). Традиционные излучающие системы, предполагающие погружение излучающего волновода в обрабатываемую среду, не подходят для случая закрытой емкости. В работе исследуются ультразвуковые излучающие системы, предназначенные для одновременной обработки нескольких образцов жидкости, помещенных в стандартные пробирки. Рассмотрены одномерные – на основе стержня, и двумерные – на основе пластины, излучающие системы, реализующие данную технологию. Исследуются собственные частоты и моды колебаний стержневой системы, вдоль оси которой, размещаются пробирки с жидкостью, и собственные частоты и моды колебаний пластины, в которой пробирки размещаются в несколько рядов перпендикулярно направлению возбуждения.

Лобачев А.М., Модестов В.С., Полянский В.А., Пивков А.В. «Численное моделирование распространения ультразвуковых волн в системе «пьезоэлемент–упругий слой»» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 152-153 (2017)

Проведено прямое конечно-элементное моделирование прохождения ультразвуковой волны в материале с учетом отличия плотности материала в тонком поверхностном слое. Для исключения эффектов отражения в модели учтен также переходной слой с постепенным изменением плотности от плотности поверхностного слоя к плотности основного материала. В работе получено полное напряженнодеформированное состояние системы «пьезоэлемент–упругий слой» в процессе прохождения волн. В результате моделирования был получен сигнал на электродах пьезодатчика. Вычислена зависимость задержки акустического сигнала от степени изменения плотности в поверхностном слое.

Балакший В.И., Магдич Л.Н., Манцевич С.Н. «Электронная перестройка частоты акустического резонатора Фабри–Перо» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 154 (2017)

Теоретически и экспериментально исследован эффект электронной перестройки частоты акустических резонансов акустооптического модулятора, предназначенного для активной синхронизации мод лазера. В приближении плоских акустических волн решена задача возбуждения акустического резонатора Фабри–Перо пластинчатым пьезопреобразователем с учетом реальных параметров ВЧ генератора и элементов согласования преобразователя с генератором. Получены выражения для основных электрических и акустических характеристик. Проведенный теоретический анализ подтвердил существование ранее экспериментально обнаруженного эффекта сдвига частоты акустических резонансов при изменении согласующих электрических элементов. В эксперименте использовалась акустооптическая ячейка из кварца с преобразователем из ниобата лития.

Пороховниченко Д.Л., Дьяконов Е.А., Волошинов В.Б., Кузнецов С.В., Федоров П.П., Кузнецов М.С., Лисицкий И.С. «Измерение скоростей продольных ультразвуковых волн в монокристалле йодида индия для акустооптических применений» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 154-155 (2017)

Кристалл йодида индия (InI), обладающий орторомбической симметрией и прозрачный для излучения с длинами волн от красной области видимого спектра до 50 мкм, является перспективным материалом для применения в акустооптике дальнего инфракрасного диапазона. Выращен монокристаллический образец йодида индия, проведена его ориентация по кристаллографическим осям. Измерены скорости продольных ультразвуковых волн методом эхоимпульсов: 2,23 км/с; 1,96 км/с и 2,18 км/с в направлении кристаллографических осей a, b и c соответственно. Относительная погрешность измерений составляет ±2,5%. Определены компоненты тензора упругой жесткости кристалла: C₁₁=2,7×10¹⁰ Н/м², C₂₂=2,1×10¹⁰ Н/м², C₃₃=2,6×10¹⁰ Н/м² с погрешностью ±7%. Наблюдалась дифракция лазерного излучения на продольных ультразвуковых волнах в направлении основных кристаллографических осей. Согласно предварительной оценке, коэффициент акустооптического качества кристалла достигает величин в 150–200 единиц относительно коэффициента качества плавленого кварца. Исследования акустических и акустооптических свойств данного кристалла проводятся впервые.

Кожушко В.В., Сергиенко В.П., Мышковец В.Н. «Определение модулей металлических композитов бесконтактной регистрацией оптико-акустических импульсов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 155 (2017)

С помощью современных технологии из металлов синтезируют композиты, упругие модули которых необходимо определить, поскольку они могут значительно отличаться от модулей исходных объёмных материалов из-за пористости, микроструктуры, плотности дислокаций и т.д. В акустически изотропном материале ультразвуковые методы используют для определения продольного и сдвигового модуля по измерению скорости распространения соответствующих импульсов. Определив два модуля, можно установить коэффициент Пуассона и, следовательно, любой другой модуль, описывающий упругие свойства материала. Небольшие объёмы новых материалов ограничивают возможности применения традиционных методов, поскольку требуют более коротких зондирующих импульсов для проведения измерений в режиме разделения импульсов. Лазерное возбуждение ультразвука значительно упрощает задачу, связанную с передачей упругого возмущения в объём исследуемого образца. В результате оптико-акустического преобразования в металлах поглощённая часть энергии наносекундного импульса лазера возбуждает упругие импульсы приблизительно такой же длительности. Эффективность возбуждения объёмных и поверхностных импульсов различна, так как диаграмма направленности объёмных волн зависит от формы пятна на поверхности металла. В литературе подробно изучен механизм возбуждения продольных импульсов широким лазерным пучком, что уменьшает влияние дифракционных потерь. Эффективность возбуждения поверхностных и сдвиговых импульсов повышается при острой фокусировке оптического излучения на поверхность металла. В работе рассматриваются подготовленные металлические образцы в форме половины диска диаметром 20 мм и толщиной 5 мм. Лазерное излучение фокусируется цилиндрической линзой в отрезок вдоль оси диска, ширина пятна приблизительно 50 мкм, а длина 5 мм. Плоская катушка d=5 мм, состоящая из 10 витков провода d=0,15 мм, использована для бесконтактной регистрации переменного электромагнитного поля, индуцированного ультразвуковым импульсом. Катушка включена в цепь предварительного усилителя и находится предельно близко к цилиндрической поверхности образца в поле 0,25 Тл постоянного NdFeB магнита. Фронт электрического сигнала фотодиода запускает цифровой осциллограф, и задача по измерению скорости сдвиговой волны сводится к определению времени прихода ультразвукового импульса, так как расстояние от источника до приёмника известно. В экспериментах, проведённых на образцах стали марки 40Х, получены значения скоростей объёмных волн и модулей, близкие к справочным.

Перекатова В.В., Субочев П.В., Кириллин М.Ю., Турчин И.В. «Определение степени насыщения крови кислородом оптико-акустическим методом» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 155-156 (2017)

Неинвазивное измерение уровня оксигенации крови внутри кровеносных сосудов является перспективным клиническим приложением оптоакустического имиджинга. Однако задача определения степени насыщения крови кислородом осложнена неизвестным распределением освещенности, поскольку освещённость в некоторой точке исследуемой среды зависит от пространственного распределения оптических показателей рассеяния и поглощения во всем исследуемом объеме. Был предложен метод поиска оптимальных длин волн, минимизирующий погрешность определения оксигенации крови с учетом акустического отношения сигнал-шум и погрешности определения коэффициентов оптического рассеяния и поглощения, используемых при расчете освещенности. В работе учтена погрешность, связанная с использованием приближенных способов оценки освещенности внутри сосуда, при оптико-акустических измерениях с использованием двух длин волн. Минимальная погрешность в определении сатурации крови на глубинах от 2 до 8 мм достигается при использовании длин волн 658±30 нм и 1069±40 нм в случае неизвестного (или почти неизвестного) пространственного распределения освещенности. В работе демонстрируются результаты in vivo измерения степени насыщения крови кислородом на найденных оптимальных длинах волн в хвосте бестимусной мыши с учетом распределения освещенности в биоткани, полученного методом Монте Карло моделирования.

Субочев П.В., Перекатова В.В., Михайлова И.С., Кириллин М.Ю., Орлова А.Г., Турчин И.В. «Сканируюшая оптико-акустическая мезоскопия биологических тканей» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 156 (2017)

Разработано устройство для одновременного оптоакустического (ОА), ультразвукового (УЗ) и диффузионно-оптического (ДО) зондирования биологических тканей на глубину до 3 миллиметров [1–3]. С использованием мелких лабораторных животных продемонстрированы возможности прижизненной тримодальной ОА/УЗ/ДО визуализации биологических тканей с поперечным пространственным разрешением 50 мкм / 25 мкм / 3.5 мм соответственно [4]. ОА модальность позволяет визуализировать светопоглощающие неоднородности, представленные экзогенными или эндогенными хромофорами (например, кровеносными сосудами). УЗ модальность - неоднородности акустического импеданса, представленные анатомическими особенностями биотканей. ДО модальность – неоднородности оптического рассеяния и поглощения. ДО измерения дополняют ОА измерения данными об освещенности внутри биоткани, открывая возможности для количественных ОА измерений концентраций различных хромофоров, в частности, для определения степени оксигенации крови [5]. 1. P. Subochev, "Cost-effective imaging of optoacoustic pressure, ultrasonic scattering, and optical diffuse reflectance with improved resolution and speed," Optics letters 41, 1006-1009 (2016). 2. P. Subochev, I. Fiks, and M. Frenz, "Simultaneous triple-modality imaging of diffuse reflectance, optoacoustic pressure and ultrasonic scattering using an acoustic-resolution photoacoustic microscope: feasibility study," Laser Physics Letters 13, 025605 (2016). 3. П.В. Субочев, А.В. Ковальчук, В.И. Плеханов, М.Б. Прудников, Р.В. Беляев, В.В. Воробьев, А.Г. Орлова, И.В. Турчин “Оптоакустический микроскоп для биоимиджинга” Патент на полезную модель РФ № 2016124856 от 21.06.2016. 4. P. Subochev, A. Orlova, I. Mikhailova, N. Shilyagina, and I. Turchin, "Simultaneous in vivo imaging of diffuse optical reflectance, optoacoustic pressure, and ultrasonic scattering," Biomedical Optics Express 7, 3951-3957 (2016). 5. V. Perekatova, P. Subochev, M. Kleshnin, and I. Turchin, "Optimal wavelengths for optoacoustic measurements of blood oxygen saturation in biological tissues," Biomedical ptics Express 7, 3979-3995 (2016).

Волошинов В.Б., Хоркин В.С., Кулакова Л.А. «Акустооптическая ячейка с использованием акустических волн в плоскости XZ монокристалла Теллура» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 157 (2017)

Представлено теоретическое описание и экспериментальное исследование акустооптического (АО) взаимодействия на продольных и сдвиговых акустических волнах в плоскости XZ монокристалла теллура. Для теоретического исследования акустических и акустооптических свойств создана компьютерная программа, позволяющая рассчитывать указанные свойства для произвольной плоскости кристаллов. На основе литературных данных о значениях упругих констант, об оптических свойствах кристалла, а также исходя из кристаллографического класса симметрии, в ходе численного анализа были определены скорости акустических волн в кристалле теллура. Для расчета были использованы усредненные значения независимых упругих констант: c₁₁=3.76·10¹⁰ Па, c₁₂=0.94·10¹⁰ Па, c₁₃=2.88·10¹⁰ Па, c₁₄=1.43·10¹¹ Па, c₃₃=7.85·10¹⁰ Па и c₄₄=3.55·10¹⁰ Па. В случае расчета акустической задачи программа позволила получить сечения поверхности акустической медленности произвольной плоскостью. При анализе акустооптических свойств материала был проведен расчет углочастотных зависимостей в плоскости XZ кристалла, справедливый также и для произвольной плоскости АО взаимодействия. В работе теоретически определены скорости и поляризации акустических волн, распространяющихся в плоскости XZ монокристалла теллура, а также зависимости угла Брэгга от частоты ультразвука для акустических волн, распространяющихся вдоль оси X. Результаты теоретического анализа были использованы для создания акустооптических ячеек на продольной и сдвиговой акустических волнах. Эти ячейки были использованы при экспериментальном исследовании анизотропного акустооптического взаимодействия в теллуре на длине волны света λ=10.6 мкм. Методом эхо-импульсов были измерены скорости акустических волн в созданных АО ячейках для двух акустических мод: продольной волны, распространяющейся вдоль оси X со скоростьюv=2450 м/с и для сдвиговой волны, распространяющейся под углом α=4° к оси X со скоростью v=2700 м/с.

Янкин С.С., Митяков Ф.Е. «Мастер-класс "Моделирование акустических систем в COMSOL Multiphysics»» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 157 (2017)

Пакет COMSOL Multiphysics (и его расширение – модуль "Акустика") позволяет рассчитывать распространение акустических волн в твердых телах, пористых и текучих средах и любых их комбинациях. Удобный интерфейс и большой набор специализированных инструментов для задания источников звука, нелинейных и анизотропных материалов, импедансных граничных условий, определения характеристик акустических полей в дальней зоне позволяет проводить специализированные расчеты при решении как фундаментальных задач, так и для R&D проектирования звуковых и ультразвуковых приборов на различных масштабах: от микроструктур метам атер налов до акустики помещений. Междисциплинарность среды COMSOL Multiphysics позволяет учитывать эффекты термовязкости, пороакустики, пьезоакустики, оптоакустики, аэроакустики, геометрической лучевой акустики и ультразвукового нагрева.