Иваненков А.С., Родионов А.А. «Адаптивное выделение сигналов с помощью решёток микрофонов на фоне набора источников интенсивных помех» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 61, № 3, с. 216-229 (2018)

Рассмотрена задача выделения звукового сигнала отдельного источника при наличии совокупности пространственно разделённых источников при приёме с помощью решётки микрофонов. При этом считается, что источник выделяемого сигнала находится в заранее известной ограниченной области пространства. Такая задача имеет практическое значение, например для прослушивания речи в местах большого скопления людей, для выделения сигналов отдельных источников в задачах акустической диагностики различных механических систем и др. Для её решения независимо для каждой узкой полосы принимаемого сигнала предложен адаптивный алгоритм пространственной обработки, основанный на использовании модели помехи в виде набора источников с произвольными неизвестными векторами направлений. Достоинством предложенного метода является его устойчивость по отношению к несоответствиям используемой модели реальным условиям. Такого рода устойчивость достигается без привлечения каких-либо априорных сведений о характере ошибок в используемой модели. В работе приводятся результаты выделения речевого сигнала с использованием численного моделирования и данных эксперимента для сценариев, включающих наличие мощных источников помехи, а также ошибок в задании вектора направлений. Полученные результаты демонстрируют более высокую эффективность применения предложенного метода в реальных условиях по сравнению с другими известными методами.

Елизарова Т.Г., Иванов А.В. «Регуляризованные уравнения для численного моделирования течений в приближении двухслойной мелкой воды» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 5, с. 741-761 (2018)

Построены регуляризованные уравнения для описания гидродинамических течений в приближении двухслойной мелкой воды. На основе этих уравнений выписана конечно-разностная условно-устойчивая разностная схема метода конечного объема. Тестирование разностной схемы выполнено для серии известных тестовых одномерных задач, включая задачи о распаде разрыва.

Репина А.В., Репин В.Б., Иванова А.А. «Экспериментальное исследование эволюции ударных волн в засыпке» Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева, 74, № 1, с. 15-22 (2018)

Текучев В.В., Калинкин Д.П., Иванова И.В. «Расчет энтропии твердых и жидких металлов на основе акустических данных» Журнал физической химии, 92, № 5, с. 679-683 (2018)

На основе акустических данных в рамках теории Дебая и модели жестких сфер впервые исследована энтропия железа, кобальта, родия, платины от 298 K до температуры кипения. Обоснована формула энтропии плавления металлов. Получено хорошее соответствие результатов исследования с литературными данными.

Иващенко В.А., Мулляджанов Р.И. «Численное моделирование затопленной струи переменной плотности» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 12, № 2, с. 45-53 (2017)

Исследуются струйные течения переменной плотности методом численного моделирования. Для высокой точности пространственной дискретизации уравнений Навье–Стокса был выбран метод спектральных элементов. Методом моделирования крупных вихрей (LES) была проведена валидация алгоритма решения на примере турбулентного течения в периодической трубе при числе Рейнольдса Re=5 300, построенного по среднерасходной скорости и диаметру трубы. Сравнение статистических характеристик показало хорошее согласие с литературными данными. Дальнейшее исследование было сконцентрировано на круглой турбулентной струе воздуха, вытекающей в пространство, заполненное воздухом, гелием или углекислым газом. Для пары «воздух–воздух» продемонстрировано хорошее совпадение полученных результатов с литературными данными и другим LES расчетом. В ходе анализа пар «гелий–воздух» и «углекислый газ–воздух» были выявлены их основные сходства и различия как между собой, так и с парой «воздух–воздух», выдвинуто предположение о преобладании эффектов, связанных с переменной плотностью, в процессах перемешивания смеси двух нереагирующих газов.

Измоденов В.В. «Глобальная структура гелиосферы: трёхмерная кинетико-магнитогидродинамическая модель и анализ данных космических аппаратов» Успехи физических наук, 188, № 9, с. 881–893 (2018)

Представлен краткий обзор результатов исследований области взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвёздной средой. Это взаимодействие определяет глобальную структуру гелиосферы – области, занятой солнечным ветром, и имеет сложный многокомпонентный характер. Описана трёхмерная кинетико-магнитогидродинамическая модель взаимодействия, которая включает в себя плазменную и нейтральную компоненты межзвёздной среды и солнечного ветра, гелиосферное и межзвёздное магнитные поля, широтные и временные изменения параметров солнечного ветра. При описании результатов особое внимание уделено эффектам, связанным с магнитными полями, в частности магнитному вытеснению плазмы магнитным полем в окрестности гелиопаузы. Описанная модель позволяет объяснить достаточно большое количество экспериментальных данных, полученных на космических аппаратах "Вояджер-1", "Вояджер-2", IBEX (Interstellar Boundary Explorer), SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory), HST (Hubble Space Telescope) и др. На основе экспериментальных данных и модели удалось определить параметры межзвёздной среды и межзвёздного магнитного поля. Вместе с тем показано, что дать самосогласованное объяснение всем имеющимся данным в рамках существующей модели с одним набором граничных условий не представляется возможным. Возникающие сложности показаны на примере анализа полученных "Вояджером-1" данных по рассеянному солнечному лайман-альфа-излучению.

Григорьев Д.М., Годовицын И.В., Амеличев В.В., Ильков А.В. «Исследование влияния параметров акустического отверстия на амплитудно-частотную характеристику МЭМС-микрофона» Нано- и микросистемная техника, 20, № 8, с. 491-497 (2018)

Параметры акустического отверстия существенно влияют на характеристики МЭМС-микрофона, в частности на амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Ввиду сложности конструкции корпуса для расчета АЧХ МЭМС-микрофона необходимо использовать конечно-элементное моделирование. В работе представлены результаты моделирования АЧХ МЭМС-микрофона с помощью структурно-акустического гармонического анализа в программе ANSYS. Исследовано влияние положения и формы акустических отверстий на АЧХ МЭМС-микрофона. Представлен анализ полученных результатов.

Ильменков С.Л. «Решение задачи рассеяния стационарного и импульсного звуковых сигналов на многослойной изотропной цилиндрической оболочке» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 2, с. 28-38 (2018)

Получены результаты строгого решения задачи рассеяния звука на многослойной изотропной цилиндрической оболочке, находящейся в безграничной жидкой среде. Решение опирается на методы динамической теории упругости и разделения переменных. Подстановка разложений в граничные условия на поверхностях контакта слоев между собой (а также с внешней и внутренней средами) позволяет получить алгебраические системы уравнений для нахождения неизвестных коэффициентов разложений и рассчитать значения рассеянного звукового давления. Вычислены и проанализированы угловые диаграммы и частотные зависимости рассеяния стационарного, а также временные и спектральные характеристики рассеяния импульсного сигнала для различных вариантов расположения слоев.

Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Ильченко Е.В., Генне Д.В., Абраменко Д.С., Подкользин А.Д. «Анализатор импедансных характеристик ультразвуковых колебательных систем» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 33-36 (2018)

Приведены данные научных исследований, по разработке усовершенствованного УЗ прибора, связанных с изучением влияния акустической нагрузки на параметры и характеристики ультразвуковых колебательных систем. Отличительной особенностью представленного УЗКС, является повышение эффективности работы ультразвуковых излучателей, а так же снижение их себестоимости. Преимуществом разработанного анализатора заключается в контроле импеданса и возможности своевременного выявления критических изменений.

Илясов Л.В. «Акустопарные измерительные преобразователи» Вестник Тверского государственного технического университета, № 2, с. 3-9 (2018)

Описывается новый тип измерительных преобразователей, названных акустопарными. Преобразователь представляет собой совокупность миниатюрного электромагнитного телефона и электретного микрофона, акустически связанных друг с другом. Показано, что изменение этой связи за счет механических воздействий или характеристик газовой среды, разделяющей телефон от микрофона, позволяет получать измерительную информацию о малых давлениях, малых перемещениях и силах, а также о плотности и составе бинарных газовых сред. Обсуждаются возможности применения акустопарных измерительных преобразователей в средствах аналитической техники.

Абрамян А.К., Индейцев Д.А., Постнов В.А. «Бегущие и стоячие волны балки Тимошенко» Механика твердого тела, № 2, с. 101-109 (2018)

Исследуются стоячие волны балки Тимошенко конечной длины и их связь с бегущими волнами для бесконечной балки. Показано, что принцип "замкнутого цикла" бегущей волны полностью тождественен обычной процедуре непосредственного удовлетворения со стороны общего решения для бесконечной балки Тимошенко граничным условиям балки конечной длины. Обсуждается вопрос существования второго частотного спектра при произвольных граничных условиях балки. Предложен "смягченный подход" к понятию второго частотного спектра. Результаты теоретического рассмотрения подтверждены численными расчетами для балки Тимошенко с упругими опорами и упругими заделками ее торцевых сечений.

Кебкал К.Г., Кебкал А.Г., Кебкал В.К., Себастьао Л., Паскоаль А., Рибейро Дж., Индивери Дж., Келхолт Э., Джизус С., Мантуока А. «Оценка производительности двухканальной цифров гидроакустической связи на фоне импульсных помех излучающего спаркера» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 4-12 (2018)

Представлены результаты работ по развитию комбинированной системы позиционирования и связи в составе разрабатываемого мобильного комплекса подводной сейсмоакустической (геотехнической) разведки в рамках проекта H2020 WiMUST (Widely scalable Mobile Underwater Sonar Technology). Рассмотрены результаты передачи потоков данных по двум одновременно работающим каналам гидроакустической гидроакустической связи – высокоскоростными и низкоскоростными гидроакустическими модемами. Высокоскоростная гидроакустическая связь использовалась для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос, буксируемых автономными необитаемыми подводными аппаратами (АНПА), на борт сопровождающего судна (на терминал оператора). Низкоскоростная гидроакустическая связь использовалась для передачи сопровождающим плавсредством сервисных и навигационных данных, предназначенных для позиционирования АНПА. Кроме одновременной работы устройств гидроакустической связи дополнительным условием, усложняющим передачу данных, являлось присутствие в составе комплекса сейсмоакустической разведки постоянно работающих источников широкополосных зондирующих импульсов. Представлены результаты натурных экспериментов по передаче данных на небольшое расстояние (сотни метров) с использованием одновременно двух разнотипных гидроакустических модемов: модели S2CR18/34 (для обмена сервисными и навигационными данными) и модели S2CR42/65 (для доставки данных полезной нагрузки от сейсмокос АНПА на судно сопровождения). Эксперименты проведены в условиях фоновых импульсных помех излучающего спаркера Geo-Source 400 компании Geo Marine Survey. Влияние межканальной интерференции и импульсных помех выразилось в умеренном снижении эффективной скорости передачи данных и умеренном снижении вероятности доставки пакетов данных по каждому из двух гидроакустических каналов связи.

Золотарёв В.В., Инзарцев А.В., Ходоренко М.С. «К вопросу о взаимном влиянии гидролокационных устройств при выполнении обзорно-поисковых работ группой автономных подводных роботов» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 12-21 (2018)

На примере гидролокатора бокового обзора (ГБО) даны оценки возможного взаимного влияния дистанционно действующих акустических устройств при выполнении обзорно-поисковых работ группой автономных подводных роботов (АПР). Рассмотрены два типа помех: мощные помехи, обусловленные прямым проникновением зондирующих посылок одного ГБО на приёмный тракт другого ГБО из группы АПР, и реверберационные помехи, обусловленные отражениями от дна в направлениях, близких к зеркальному. Показано, что несмотря на высокий уровень помех первого типа они относительно просто могут быть устранены правильным выбором параметров ГБО-съёмки. Задача выявления или минимизации помех второго типа представляется задачей гораздо более сложной, поскольку они по своим характеристикам практически неотличимы от полезного сигнала.

Ипагов М.С., Копьев В.Ф., Круглякова А.Е., Остриков Н.Н., Яковец М.А. «Экспериментальное исследование в заглушенной камере различий диаграмм направленности излучения звука из открытого конца воздухозаборника при моделировании условий статических испытаний и полета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 197-201 (2018)

Численное моделирование, выполненное ранее, продемонстрировало существенное различие в диаграммах направленности излучения акустических мод из воздухозаборника при работе в статическом режиме (реализуется только всасывающий поток без спутного потока) по сравнению е режимом полета (одновременно реализуется всасывающий и спутный потоки). Было показано, что существенное изменение направленности излучения является результатом комбинированного действия эффектов дифракции и рефракции вблизи открытого конца канала, вызванных сильной неоднородностью всасываемого потока в статических условиях. Настоящая работа направлена па экспериментальное исследование указанного эффекта, для чего в заглушенной камере АК-2 была собрана установка (схема и фотография собранной установки представлены на рисунке), состоящая из маломасштабной модели воздухозаборника, в которой азимутальные вращающиеся моды генерируются с помощью 12-ти акустических драйверов, установленных заподлицо на внутренней поверхности канала с равномерным шагом в азимутальном направлении, радиального вентилятора Веза ВРАН6-6,3 для создания всасывающего потока внутри канала модели воздухозаборника, воздуховода внутреннего диаметра 200 мм, совпадающего с диаметром канала модели воздухозаборника. секций ЗПК для глушения шума вентилятора.

Исраилов М.Ш. «Аналогия линейной цепочки и сейсмические колебания сигментных и вязкоупругих трубопроводов» Механика твердого тела, № 3, с. 119-128 (2018)

В проблеме о сейсмических колебаниях сегментного трубопровода с демпфирующими стыками, деформируемыми по закону линейной вязкоупругости, выдвинута оригинальная аналогия с линейной цепочкой сосредоточенных масс. Построенная дискретная система обобщает модель одноатомной решетки в том отношении, что рассматривается вязкоупругое взаимодействие между массами цепочки и, кроме того, исследуются вынужденные (а не собственные) колебания такой системы. Переходом от дискретной системе к непрерывной получено интегро-дифференциальное уравнение колебаний сегментного трубопровода с вязкоупругими стыками в упруго сопротивляющейся среде. Это уравнение является обобщением известного дифференциального уравнения Клейна–Гордона, описывающего "стесненные" колебания упругого стержня или струны в среде с упругим сопротивлением. К тому же уравнению приводится и задача о сейсмических колебаниях непрерывного трубопровода из полимерного (вязкоупругого) материала. Изучены совместные стационарные сейсмические колебания вязкоупругого трубопровода и грунта в точной постановке и найдены максимальные напряжения в трубопроводе путем решения полученного интегро-дифференциального уравнения. Те же напряжения найдены и используя инженерный подход "жесткого защемления", согласно которому перемещения и деформации в сейсмической волне и трубопроводе одинаковы. Анализом найденных напряжений при законе вязкоупругости в виде соотношения модели Кельвина–Фойгта установлено, что обычно принимаемое за истину положение о том, что названный инженерный подход дает верхнюю оценку для напряжений в трубопроводе справедливо только в дозвуковом случае (когда скорость сейсмической волны меньше скорости волн в трубопроводе) и не справедливо при сверхзвуковом режиме, когда точная теория может приводить к напряжениям, превышающим вычисленные на основании инженерного подхода.

Исраилов М.Ш. «Дифракция плоских звуковых волн на "твердо-мягкой" полуплоскости» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 4, с. 34-40 (2018)

Предложен простой метод решения задач дифракции плоских акустических волн на полуплоскости с разнотипными граничными условиями на ее лицевых сторонах (условиями Неймана на одной стороне и Дирихле – на другой). В отличие от существующих методов предлагаемый метод позволяет получать аналитические решения, справедливые как вблизи полуплоскости, так и на больших расстояниях от ребра.

Иудин Д.И., Давыденко С.С., Готлиб В.М., Долгоносов М.С., Зелёный Л.М. «Физика молнии: новые подходы к моделированию и перспективы спутниковых наблюдений» Успехи физических наук, 188, № 9, с. 850-864 (2018)

Обсуждаются фундаментальные проблемы физики молнии и последние достижения инструментальной (прежде всего спутниковой) регистрации разрядных явлений в атмосфере. Формирование в грозовом облаке плазменных образований с параметрами, необходимыми для зарождения и развития молниевого разряда, рассматривается как индуцированный электростатическим шумом неравновесный фазовый переход. Источником шума является коллективная динамика заряженных гидрометеоров – взвешенных в конвективном потоке льдинок и капель воды. Взаимовлияние плазменных образований и их поляризация в крупномасштабном электрическом поле грозового облака обеспечивает эффективную генерацию стримеров, описание которых в рамках теории случайных графов и перколяционной теории составляет основу феноменологического представления разряда как фрактальной диссипативной структуры. В рамках указанного подхода удаётся решить ряд важнейших проблем грозового электричества, в том числе объяснить механизм инициации молнии в существенно подпороговых электрических полях, свойства и морфологию молниевых разрядов различных типов, а также построить самосогласованное описание их широкополосного электромагнитного излучения. Обсуждаются дальнейшие перспективы развития модели и важная роль предстоящих спутниковых экспериментов по регистрации интенсивного электромагнитного излучения грозовых облаков.

Аксенов А.А., Ишаев Р.О., Клименко Д.В., Тимушев С.Ф. «Моделирование нестационарного течения поля давления и динамических нагрузок в автономной турбине» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 22-24 (2018)

Современный тренд развития ракетно-космической техники направлен на разработку и внедрение ракетных двигателей многократного использования. Создание новых транспортных ракетно-космических систем многоразового использования предъявляет повышенные требования к надежности и ресурсу безотказной работы турбонасосных агрегатов (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Кащенко Н.М., Ишанов С.А., Мациевский С.В. «Развитие неустойчивости Рэлея–Тейлора в экваториальной ионосфере и геометрия начальной неоднородности» Математическое моделирование, 30, № 9, с. 21-32 (2018)

Численное моделирование проводилось для условий экваториальной F-области ионосферы Земли с помощью двумерной электродинамически согласованной математической модели MI2. Показано, что время развития ионосферных пузырей достаточно сильно зависит от вертикального размера начальной неоднородности и несколько менее сильно – от горизонтального размера. Ионосферные пузыри развивались медленнее при генерации неустойчивости повышением концентрации плазмы, чем при генерации обеднением плазмы. Экспериментально найдены три метрических порога при увеличении размеров начальной неоднородности.