Морозов Н.Ф., Муратиков К.Л., Индейцев Д.А., Вавилов Д.С., Семенов Б.Н. «О новой модели влияния электронного газа на термоакустику проводников при лазерном воздействии» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 21, № 6, с. 17-22 (2018)

Рассмотрена новая модель динамического поведения проводящих материалов при лазерном воздействии, учитывающая давление электронного газа. Для описания и объяснения новых динамических термоупругих эффектов в проводниках предлагается двухкомпонентная модель, в соответствии с которой сплошная среда состоит из двух «взаимопроникающих континуумов», т.е. в каждой точке такой среды существуют частицы обеих сред, взаимодействующих между собой. Предлагаемая модель позволяет рассматривать электронный газ, состоящий не только из свободных электронов, но и связанных. Поведение свободных электронов описывается законами для идеальных металлов, в то время как связанные электроны подчиняются более сложным законам, для которых характерны процессы захвата на локализованных уровнях и перехода с одного уровня на другой – «прыжковая» диффузия и «прыжковая» проводимость. Впервые отмечается, что, в отличие от известной классической модели термоупругости, существенную роль в выражении для давления электронного газа играют разница температур решетки и электронного газа и изменение концентрации свободных электронов, вызванное переходом локализованных электронов в свободное состояние в соответствии с известным физическим явлением Мотта. Длительность акустических импульсов в решетке проводника принципиально зависит не только от времени действия лазерного воздействия, но также и от времени существования разности температур электронного газа и решетки. При этом наибольшая длительность акустического импульса достигается при определенной концентрации локализованных электронов. Полученные результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными.

Валеева Д.Н., Трунов К.В. «Численное моделирование частотно-резонансных характеристик балки Эйлера с точечными упругими креплениями» Вестник Башкирского университета, 23, № 3, с. 599-603 (2018)

Анищенко А.Е., Солдатов Г.В., Лотарев А.В., Вареникова А.Ю. «Способ формирования фазоманипулированных сигналов гидроакустической параметрической антенной» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 67-75 (2018)

В развитии морской инфраструктуры существует необходимость передачи информации через водную среду на десятки и сотни тысяч метров. Цель данного исследования – разработка нового принципа фазовой манипуляции для звукоподводной связи с использованием параметрической антенны. Показана принципиальная возможность использования разностной частоты параметрической гидроакустической антенны для формирования сигналов с фазовой манипуляцией. Рассмотрены два способа формирования фазовой манипуляции – при помощи изменения фазы частот накачки и с помощью кратковременного изменения частоты на участке разностной волны. Использование существующего способа фазовой манипуляции через изменение фаз сигналов накачки приводит к неконтролируемым переходным процессам в сигнале разностной частоты. Использование второго способа фазовой манипуляции сигнала разностной частоты через кратковременное изменение частот накачки и соответственно появление измененного участка сигнала разностной частоты, сдвигающего фазу основного сигнала в сторону уменьшения или в сторону увеличения позволяет управлять переходным процессом уменьшая количество амплитудных выбросов. Проведены экспериментальные исследования как в гидроакустическом бассейне, так и в море с учетом наличия природных гидрологических условий подтвердившие теоретические положения. Расчеты показали, что использование укороченной измененной части сигнала разностной частоты параметрической антенны приводит к необходимости чрезмерного увеличения частоты накачки (сотни кГц) что может превышать ширину полосы пропускания параметрической антенны. Использование увеличенного участка позволяет увеличивать частоту незначительно (на десятки или даже единицы кГц), что дает практически неограниченные возможности для выбора угла манипуляции.

Голиков И.А., Гололобов А.Ю., Попов В.И., Варламов И.И. «Формирование кольцеобразной области повышения температуры электронов в субавроральной ионосфере в зимний период» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 2, с. 213-218 (2019)

На основе сопоставления результатов численного моделирования и измерений электронной температуры (T_e) на ИСЗ CHAMP показана возможность формирования кольцеобразной области повышения температуры электронов в субавроральной ионосфере, окружающей авроральный овал, в интервале 04–07 ч мирового времени (UT), когда высокоширотная ионосфера оказывается на ночной (затененной) стороне.

Пятакович В.А., Василенко А.М. «Методы расчетной и экспериментальной оценки первичного гидроакустического поля морской цели» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 4, с. 41-55 (2018)

Представлен алгоритм приведения уровней подводного шума кораблей с расчетом максимальных дискретных составляющих. Рассмотрены методы оценки первичного гидроакустического поля. Проведен итоговый анализ сопоставления результатов расчета по существующим методикам оценки первичного гидроакустического поля морской цели с экспериментальными данными. Описаны вероятность первичного и накопленного процесса обнаружения цели и их зависимости.

Буторина М.В., Куклин Д.А., Васильев А.П., Шабарова А.В. «Риск-ориентированный подход к оценке шума железнодорожного транспорта» Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), № 1, с. 28-33 (2019)

Шум является одним из основных факторов негативного влияния на здоровье населения, проживающего вблизи железнодорожных магистралей, т.к. около 10 % городского населения подвергается рискам развития различных заболеваний, вызванных воздействием сверхнормативных уровней шума. Проведение оценки рисков здоровью населения выполняется на основании разработки карт шума, которые представляют результаты оценки уровней шума, содержат статистическую информацию о численности населения, подвергающегося воздействию шума различных уровней, и являются эффективным инструментом планирования мероприятий. Выбор шумозащитных мероприятий на основании оценки риска был проведен для поселка с численностью населения порядка 8000 человек. Карты шума примагистральной территории были построены с применением программы SoundPLAN. Были произведены расчет и оценка индивидуальных и популяционных рисков здоровью населения. Для снижения рисков был разработан комплекс шумозащитных мероприятий, включающий установку акустических экранов и применение шумозащитного остекления.

Богомолов Э.А., Васильев Г.И., Менн В. «²H- и ³Hе- изотопы в солнечных вспышках из данных PAMELA 2006–2014 гг .» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 5, с. 582-585 (2019)

первые представлены результаты наблюдений в орбитальном эксперименте PAMELA в 2006–2014 гг. изотопов ²H с энергией свыше ∼50 МэВ/нукл. и ³He с энергией свыше ∼90 МэВ/нукл. во время солнечных вспышек. Для селекции изотопов использован времяпролетный анализ ядер с известной из траекторных измерений жесткостью в сцинтилляционном телескопе магнитного спектрометра PAMELA и данные об их ионизационных потерях в стриповых детекторах трекера. Проведено GEANT4 моделирование генерации ядер ²Н и ³Не в солнечном веществе спектрами ядер ¹Н и ⁴Не СКЛ для оценки пространственных масштабов области генерации изотопов. Вероятно обнаружено дополнительное ускорение ядер ²Н и ³Не во время вспышек.

Васильев Е.И., Васильева Т.А., Колыбелкин Д.И., Красовитов Б. «Метод Годунова 3-го порядка аппроксимации для уравнений газовой динамики» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 22, № 1, с. 71-83 (2019)

Представлена новая модификация метода Годунова 3-го порядка аппроксимации по пространству и времени для гиперболических систем уравнений типа законов сохранения. Разностная схема метода основана на совместной дискретизации уравнений по пространству и времени без использования стадий Рунге–Кутта. Метод ориентирован на привлечение точного или приближенного решения задачи Римана для вычисления потоков между ячейками. Перед шагом по времени вычисляются поправки к аргументам задачи Римана, обеспечивающие третий порядок аппроксимации для линейных систем. После шага по времени применяется процедура коррекции численного решения для устранения погрешности 2-го порядка, возникающей из-за нелинейности уравнений. Приведены результаты экспериментальной проверки порядка аппроксимации метода на точном гладком решении внутри веера волны разрежения, возникающей при распаде разрыва. Результаты тестов полностью подтверждают 3-й порядок представленного метода.

Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Чернов Д.В., Елизаров С.В. «Критериальные параметры для оценки степени деградации композитных материалов при акустико-эмиссионном мониторинге изделий» Дефектоскопия, № 12, с. 3-11 (2018)

В лаборатории моделирования повреждений и разрушения машин ИМАШ РАН разработана концепция мониторинга степени деградации многослойной структуры пакета полимерного композитного материала, реализуемая в ходе акустико-эмиссионной диагностики изделия в режиме реального времени с применением новых критериальных параметров, отражающих процентное содержание локационных импульсов в энергетических кластерах, характеризующих процессы разрушения структуры материала на микро-, мезо- и макромасштабных уровнях. Разработанные методика, алгоритм и программное обеспечение для мониторинга процесса деградации многослойной структуры пакета полимерного композитного материала и прогнозирования остаточной прочности изделия были успешно протестированы в условиях стендовых испытаний конструктивноподобного образца авиационной панели, включающего слоистую и ячеистую структуры с сотовым полимерным наполнителем, на статическое растяжение.

Курганов А.А., Булатов В.Л., Васильев О.А., Карманов Д.Е., Ковалев И.М., Панасюк М.И., Панов А.Д., Подорожный Д.М., Полков Д.А., Седов Г.Е., Ткачев Л.Г., Ткачев П.Л., Турундаевский А.Н., Филиппов С.Б. «Текущий статус миссии НУКЛОН-2» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 5, с. 694-695 (2019)

Эксперимент НУКЛОН-2 нацелен на изучение изотопного и зарядового состава средних, тяжелых и сверхтяжелых ионов (Z < 82) в энергетическом диапазоне от 300 МэВ/нуклон до 1 ГэВ/нуклон. Представлена планируемая конструкция спутникового эксперимента по изучению космических лучей НУКЛОН-2. Проведенное симулирование подтверждает работоспособность алгоритмов разделения изотопов.

Ташлыков В.П., Медведев А.В., Васильев Р.В. «Модель сигнала обратного рассеяния для Иркутского радара некогерентного рассеяния» Солнечно-земная физика, 4, № 2, с. 55-65 (2018)

Васильев Р.В., Артамонов М.Ф., Мерзляков Е.Г. «Сравнительный статистический анализ поведения скорости нейтрального ветра в области мезосферы/нижней термосферы средних широт по данным измерений метеорным радаром и интерферометром Фабри–Перо» Солнечно-земная физика, 4, № 2, с. 86-95 (2018)

Сетов А.Г., Глоба М.В., Медведев А.В., Васильев Р.В., Кушнарев Д.С. «Первые результаты абсолютных измерений потока солнечного излучения на иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР)» Солнечно-земная физика, 4, № 3, с. 33-38 (2018)

Михалев А.В., Белецкий А.Б., Васильев Р.В., Жеребцов Г.А., Подлесный С.В., Тащилин М.А., Артамонов М.Ф. «Спектральные и фотометрические характеристики среднеширотного сияния во время магнитной бури 17 марта 2015 г.» Солнечно-земная физика, 4, № 4, с. 54-61 (2018)

Иванов К.И., Комарова Е.С., Васильев Р.В., Еселевич М.В., Михалев А.В. «Исследование дрейфа метеорного следа по данным базисных наблюдений» Солнечно-земная физика, 5, № 1, с. 100-106 (2019)

Радионов С.А., Пильник Н.П., Васильев С.Б. «Смягчение условий дополняющей нежесткости в динамических моделях общего равновесия» Математическое моделирование, 30, № 12, с. 111-128 (2018)

Представлено описание и обоснование эвристического приема, используемого в прикладных динамических моделях экономики, содержащих оптимизационные задачи агентов. Решение таких задач позволяет получить систему, содержащую дифференциальные и алгебраические уравнения, неравенства и условия дополняющей нежесткости – требования о равенстве нулю произведения двух выражений, содержащих прямые и двойственные переменные, при условии неотрицательности каждого из них. Наличие таких условий значительно затрудняет работу с подобными моделями уже на этапе калибровки. Показывается, что с помощью вполне естественных предположений о чередовании режимов, определяемых способом разрешения УДН, оказывается возможным перейти к более регулярным и удобным с точки зрения калибровки модели соотношениям.

Васильев Е.И., Васильева Т.А., Колыбелкин Д.И., Красовитов Б. «Метод Годунова 3-го порядка аппроксимации для уравнений газовой динамики» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 22, № 1, с. 71-83 (2019)

Представлена новая модификация метода Годунова 3-го порядка аппроксимации по пространству и времени для гиперболических систем уравнений типа законов сохранения. Разностная схема метода основана на совместной дискретизации уравнений по пространству и времени без использования стадий Рунге–Кутта. Метод ориентирован на привлечение точного или приближенного решения задачи Римана для вычисления потоков между ячейками. Перед шагом по времени вычисляются поправки к аргументам задачи Римана, обеспечивающие третий порядок аппроксимации для линейных систем. После шага по времени применяется процедура коррекции численного решения для устранения погрешности 2-го порядка, возникающей из-за нелинейности уравнений. Приведены результаты экспериментальной проверки порядка аппроксимации метода на точном гладком решении внутри веера волны разрежения, возникающей при распаде разрыва. Результаты тестов полностью подтверждают 3-й порядок представленного метода.

Беклемышева К.А., Васюков А.В., Голубев В.И., Петров И.Б. «Численное моделирование воздействия сейсмической активности на подводный композитный трубопровод» Математическое моделирование, 31, № 1, с. 103-113 (2019)

Рассматривается задача численного моделирования процесса инициации сейсмической активности на шельфе и её разрушающего воздействия на композитные нефтепроводы, проложенные по морскому дну. Для описания динамического поведения среды используются определяющие системы уравнений теории упругости и акустики с явным выделением всех слоёв. Полимерный композитный материал трубопровода описывается в рамках вязкоупругой ортотропной модели. Предложен алгоритм, позволяющий для заданного уровня сейсмической активности и прочностных характеристик композита оценить объём разрушений нефтепровода. Отличительной особенностью разработанного подхода является разбиение задачи на два этапа: полноволновой расчёт распространения сейсмических волн от очага землетрясения к дневной поверхности и расчет элемента композитного трубопровода как объекта сложной формы из анизотропного материала. Для численного расчёта используется сеточно-характеристический метод на гексаэдральных и тетраэдральных расчётных сетках.

Вафин Д.Б., Садыков А.В., Бутяков М.А. «Расчет трехмерного поля температуры с учетом радиационного теплообмена в камерах трубчатых печей с акустическими горелками» Теплофизика высоких температур, 56, № 4, с. 580-587 (2018)

DOI: 10.31857/S004036440002709-3

Вдовенко А.Ю., Долматов Д.О., Седнев Д.А. «Применение методов синтезированной апертуры в ультразвуковой дефектоскопии с использованием фазированных антенных решеток» Применение методов синтезированной апертуры в ультразвуковой дефектоскопии с использованием фазированных антенных решеток%Вдовенко А.Ю., Долматов Д.О., Седнев Д.А.%12-15%14.04%Повышение достоверности результатов ультразвукового контроля является одним из актуальных вопросов развития данного вида дефектоскопии. Для решения данной задачи перспективным является использование метода синтезированной фокусированной апертуры, позволяющего визуализировать внутреннюю структуру объекта контроля. Реализация данного метода на практике в значительной мере зависит от объектов контроля, а также условий проведения дефектоскопии. В данной работе рассматривается вопрос реализации алгоритма, основанного на методе синтезированной апертуры в рамках дефектоскопии сварных соединений., 61, № 12-2, с. 12-15 (2018)

Повышение достоверности результатов ультразвукового контроля является одним из актуальных вопросов развития данного вида дефектоскопии. Для решения данной задачи перспективным является использование метода синтезированной фокусированной апертуры, позволяющего визуализировать внутреннюю структуру объекта контроля. Реализация данного метода на практике в значительной мере зависит от объектов контроля, а также условий проведения дефектоскопии. В данной работе рассматривается вопрос реализации алгоритма, основанного на методе синтезированной апертуры в рамках дефектоскопии сварных соединений.

Гончаренко Б.И., Веденев А.И., Муханов П.Ю., Шуруп А.С. «Экспериментальное исследование особенностей убывания акустического поля в мелком пресном водоеме при наличии свободной границы» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 1, с. 96-99 (2019)

Приводятся результаты экспериментального исследования пространственного затухания звука в мелком водоеме, полученные с помощью приповерхностного источника и комбинированного приемного модуля, состоящего из приемника звукового давления и трехкомпонентного приемника колебательной скорости (векторного приемника).

Вергелес С.Н. «Генерирование эффективной фермионной вершины гравитационным инстантоном в решеточной теории гравитации» Письма в ЖЭТФ, 108, № 11, с. 749-754 (2018)

Показано, что в решеточной гравитации, связанной с фермионами, возникают эффективные фермионные вершины. Эти вершины генерируются гравитационными инстантонами, аналогично тому как возникают эффективные фермионные вершины в теории Янга–Миллса вследствие наличия фермионных нулевых мод, связанных с инстантонами.

Веревичев И.И., Веревичева М.И., Ерохина Е.А. «Код развития современной цивилизации» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 20, № 4-3, с. 514-520 (2018)

Каждая историческая эпоха оставляет человечеству не только материальное и духовное наследие, но и груз нерешенных проблем. Прогресс общества немыслим без устранения негатива прошлых лет и решения текущих проблем. Смысл и направленность человеческой деятельности состоит в реализации возможностей для развития и совершенствования объективных условий с целью удовлетворения общественных потребностей. Однако ход истории ускоряется, и проблемы, наслаиваясь друг на друга, приобретают все более глобальный характер. В статье рассматриваются причины, вызывающие в жизни общества «тектонические сдвиги», – смены эпох. Утверждается, что существующие теории, объясняющие специфику «движущих сил» мировой истории, не в полной мере учитывают влияние фактора ускорения научно-технического и технологического прогресса. Делается вывод о том, что обновление технологий становится решающим фактором развития современного общества. Но код развития будущих цивилизаций должен включать в себя и существенную компоненту гуманитарного знания, призванную гарантировать безопасность общества от нежелательных эффектов внедрения в производственные мощности новых технологий.

Веревичев И.И., Веревичева М.И., Ерохина Е.А. «Код развития современной цивилизации» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 20, № 4-3, с. 514-520 (2018)

Каждая историческая эпоха оставляет человечеству не только материальное и духовное наследие, но и груз нерешенных проблем. Прогресс общества немыслим без устранения негатива прошлых лет и решения текущих проблем. Смысл и направленность человеческой деятельности состоит в реализации возможностей для развития и совершенствования объективных условий с целью удовлетворения общественных потребностей. Однако ход истории ускоряется, и проблемы, наслаиваясь друг на друга, приобретают все более глобальный характер. В статье рассматриваются причины, вызывающие в жизни общества «тектонические сдвиги», – смены эпох. Утверждается, что существующие теории, объясняющие специфику «движущих сил» мировой истории, не в полной мере учитывают влияние фактора ускорения научно-технического и технологического прогресса. Делается вывод о том, что обновление технологий становится решающим фактором развития современного общества. Но код развития будущих цивилизаций должен включать в себя и существенную компоненту гуманитарного знания, призванную гарантировать безопасность общества от нежелательных эффектов внедрения в производственные мощности новых технологий.

Веселовский И.С., Капорцева К.Б. «Роль усреднения при статистическом анализе солнечного ветра по данным космического аппарата DSCOVR за первый год работы» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 275-283 (2019)

Обсуждаются результаты статистического анализа данных о солнечном ветре вблизи орбиты Земли с космического аппарата DSCOVR за годовой период, начиная с августа 2016 г. Распределение солнечного ветра по температуре T в этот период носило бимодальный характер с двумя максимумами в районе 15 и 190 тыс. K (и со стандартным отклонением того же порядка величины, соответственно). Оно представимо в качестве суммы двух логнормальных распределений. Первый пик распределения по T дается холодной и медленной компонентой ветра, имеющей также близкие к логнормальным распределения по скорости V и плотности n (варьирующейся в широких пределах). Она занимает чуть более четверти по времени. Из остального ветра можно отдельно выделить быстрый и горячий (максимум распределения при 310 тыс. K) ветер, занимавший чуть менее четверти времени. Его распределения по V, T и n также близки к логнормальным. Оставшаяся доля ветра, около половины, имеет сложное и “изрезанное” распределение по скорости и двухпиковое по плотности. Сделан вывод, что усреднение данных о солнечном ветре играет ключевую роль при попытках его количественной классификации. Об этом свидетельствуют результаты, полученные с усреднением за 1 мин, 1 ч, 1 сутки и 1 неделю.

Ясюкевич Ю.В., Веснин А.М., Перевалова Н.П. «Сибирская сеть приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем SIBNET: текущее состояние» Солнечно-земная физика, 4, № 4, с. 82-94 (2018)

Балакин Р.А., Вилков Г.И. «Адаптация гидроакустического канала связи с технологией OFDM к негативному влиянию дрейфующего ледяного покрова» Акустический журнал, 65, № 2, с. 223-231 (2019)

Проведены натурные исследования влияния дрейфующего ледяного покрова на вероятность битовых ошибок в гидроакустическом канале связи, построенном по технологии Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) – мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов. Определены количественные оценки влияния дрейфующего льда на отраженный от нижней поверхности льда многочастотный фазо-модулированный сигнал с технологией OFDM. Негативное влияние проявляется в расширении спектра несущих частот и в снижении взаимной корреляции частотно-фазовых сдвигов между несущими частотами в точке приема. В результате расширения спектра и скачкообразных изменений фазы информационных сигналов резко возрастает вероятность битовых ошибок при приеме. Предложены способы выбора оптимальных параметров широкополосного OFDM-сигнала, позволяющие нейтрализовать негативное влияние ледяного покрова и осуществлять передачу сигнала по гидроакустическому каналу связи с заданными характеристиками.

Виноградов В.Ю., Анфиногентов В.И., Морозов О.Г. «Математическое моделирование и восстановление оптико-акустических параметров газовоздушного потока на срезе сопла турбомашины. результаты моделирования» Инженерный вестник Дона, 46, № 3, с. 26 (2018)

Статья посвящена моделированию газовоздушного потока на срезе сопла турбомашины для установившихся и неустановившегося режима работы, обозначена математическая модель, описывающая акустические процессы в проточной части турбомашин и пути их совершенствования. Определены принципы построения комплексных систем аэроакустической картографии, дополненных методами и средствами измерений газодинамических параметров потока в проточной части и на срезе сопла турбомашин, направленных на повышение информативности и уровня алгоритмизации неразрушающего контроля состояния рабочих лопаток и обеспечивающих получение данных в условиях параметрической и структурной неопределенности газовоздушного потока как по контролируемым внутренним сечениям проточной части, так и по выходному сечению на срезе турбомашины. Рассмотрены задачи размещения точек контроля и восстановления пространственного распределения поля по измерениям в дискретной совокупности точек по отдельности. Восстановление акустического поля турбомашин реализуется по данным измерений на выходе ВОД, только используя статистический подход. Восстановление поля представлено в виде непрерывных функций пространственных координат по результатам измерения в дискретной совокупности точек при наличии априорной информации о свойствах измеряемых полей. Использованы статистические подходы для определения координат датчиков и погрешности восстановления на примере одной модельной задачи контроля поля излучения, создаваемого непрерывным монопольным излучателем.

Виноградов В.Ю. «Аэроакустическая картография как метод неразрушающего контроля параметров потока на срезе сопла турбомашин с использованием волоконно-оптических технологий. постановка задачи» Инженерный вестник Дона, 46, № 3, с. 25 (2018)

Статья посвящена современному состоянию и основным проблемам неразрушающих методов контроля рабочих лопаток турбомашин, определены области применения неразрушающих методов контроля в проточной части турбомашин. Рассмотрены основные методы контроля; определены причины, ограничивающие возможности данных методов; определены геометрия лопаток, параметры потока, геометрической точки зрения анализировать изменения параметров потока и контролировать работу турбомашины в процессе эксплуатации, позволяет проводить контроль на работающей турбомашине, определены наиболее распространяющиеся дефекты; рассмотрен холодный пуск; определены акустические методы контроля, системы сканирования среза сопла; проведен анализ систем способных осуществлять контроль работоспособности проточной части турбомашин; обозначены математические модели, описывающие акустические процессы в проточной части турбомашин и пути их совершенствования. На сегодняшний день проведен анализ проблем которые направляют нас на разработку новых методов и средств контроля, нацеленных на улучшение метрологических характеристик и расширение функциональных возможностей акустического метода неразрушающего контроля рабочих лопаток проточной части турбомашин на срезе сопла.

Заграй Н.П., Вишневецкий В.Ю. «Нелинейный анализ и синтез слоистых сред в экологическом мониторинге» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 27-42 (2018)

Рассматривается нелинейный анализ и синтез слоистых сред. Указывается общность и отличия анализа и синтеза в описании нелинейных процессов в акустике, обусловленных физической нелинейностью слоистой среды. Получены в аналитическом виде общие выражения для давлений волн комбинационных частот при нелинейном взаимодействии в слоистой среде. Предложена модель, на основе которой получены выражения, позволяющие оценить вклады в параметры поля параметрической акустической антенны при изменении среды взаимодействия. Модель рассматривает экологические системы, состоящие из различного числа дискретных слоев с постоянными параметрами. Разработанная модель представляет собой дискретную аддитивную сумму вкладов всех слоев, из которых состоит рассматриваемая система. Рассмотрение и анализ проводится по выражениям поперечных и продольных апертурных множителей в каждом отдельном слое. Получена картина изменения угловой зависимости амплитуды продольного апертурного множителя акустической параметрической антенны при перемещении границы раздела сред в области нелинейного взаимодействия тонкого слоя второй (промежуточной) среды постоянной длины на примере слоистой системы "вода–глицерин–вода". Из этой угловой зависимости представлены амплитуды и фазы продольного апертурного множителя акустической параметрической антенны для рассмотренной трехслойной системы при перемещении границы раздела сред в области нелинейного взаимодействия. Они показывают существенные изменения этих характеристик при изменении геометрических параметров контактирующих систем. Для трехслойной системы подучена динамика формирования характеристики направленности с увеличением длины третьего слоя. Предложенная модель данного рассмотрения позволяет включить в рассмотрение анализ различных слоистых структур экологических сред с помощью нелинейного взаимодействия акустических волн. При известном количестве слоев и их протяженностей становится возможным определение соотношений акустических импедансов контактирующих сред. Представлены численные результаты для различных слоистых систем. Подобное рассмотрение реальное ситуации возможно и в случаях контактирующих сред в случае размытых слоев. Таким образом, при анализе и синтезе слоистых сред в экологическом мониторинге появляется возможность построения и реализации метода дистанционного определения параметров контактирующих сред, основывающийся на аналитической обработке результатов измерений.

Вишневецкий В.Ю., Колесник Д.А., Старченко И.Б. «Система передачи данных по гидроакустическому каналу с использованием принципов нелинейной акустики» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 60-67 (2018)

Рассматриваются вопросы обеспечения подводной акустической связи с использованием параметрических антенн. Высокоскоростная передача данных с использованием гидроакустических средств является актуальной проблемой, поскольку является единственным видом связи для подводных применений. Данная задача решалась ранее, первые станции появились в период второй мировой войны. Однако увеличение объемов информации и современные технические возможности позволяют по-новому взглянуть на эту задачу. Разработка современной системы звукоподводной связи складывается из нескольких отдельных пунктов: разработка гидроакустических средств, способных обеспечить требуемую широкополосность для передачи звуковой и видео информации; разработка цифровых электронных средств и программного обеспечения для обеспечения скорости, безопасности и минимизации ошибок. Рассматривается первая задача, а именно вопросы проектирования гидроакустической излучающей антенны. Проблему широкополосности предлагается решить с помощью параметрических акустических антенн, работающих на физических эффектах нелинейного взаимодействия упругих волн в водной среде. Показано, что такие антенны не только лишены недостатков традиционных акустических излучателей, но и имеют ряд преимуществ, а именно, малые габариты, равномерность амплитудно-частотной характеристики, избирательность излучения и широкополосность. Выполнены расчеты с использованием базового уравнения гидролокации, модифицированного для систем звукоподводной связи при различных значениях коэффициента распознавания: для обеспечения минимального и максимального качества связи. Расчеты показали, что, несмотря на основной недостаток параметрических антенн – низкий коэффициент полезного действия – система может обеспечить дальности действия, необходимые для решения поставленных задач. Рассмотрена работа системы в двух режимах: низкочастотном 0,5–2 кГц и высокочастотном 20–30 кГц. При этом дальности действия составили от 0,8 до 1,8 км в низкочастотном режиме и от 6 до 10,5 км в высокочастотном режиме. Предложена сема реализации звукоподводной связи с применением параметрической антенны. В заключении сделан вывод о достоинствах такого рода антенн и возможности построения системы односторонней связи с одиночным водолазом или группой в пределах мелководной и небольшой акватории (до 10 м в глубину и до 1 км по дистанции).

Владов М.Л., Капустин В.В., Стручков В.С., Кириленко А.М., Знайченко П.А. «Применение сейсмоакустических методов в системе мониторинга гидротехнических сооружений» Геотехника, № 5, с. 32-43 (2017)

Рассматриваются возможности комплекса сейсмоакустических методов при обследовании крупных гидротехнических сооружений. Объектом наблюдения являются конструкции, вмещающий массив грунта и условия на контакте сооружения и грунтового массива. Предложены способы, позволяющие проводить геофизические работы в сложных технических условиях. Показана эффективность данного комплекса.

Махмуд Х., Мазал П., Власич Ф. «Метод акустической эмиссии для нк пневмоцилиндров» В мире неразрушающего контроля, 21, № 4, с. 64-67 (2018)

Диагностика пневмоцилиндров в режиме реального времени находит применение в автоматизированных линиях, на транспорте как средство периодического или сервисного контроля. Выявление утечек зависит от чувствительности и селективности используемого оборудования в неменьшей степени, чем от объёмов утечек. В статье дан пример успешного использования акустической эмиссии для оценки состояния пневмоцилиндров. Применительно к сигналам от двух датчиков, размещённых на разных концах цилиндра, рассчитывались среднеквадратичные значения амплитуд сигналов (СЗАС) АЭ, которые линейно зависят от нагрузки при разных видах нагружения. Параметр СЗАС может использоваться в качестве важного критерия для оценки пневматических цилиндров, особенно в сочетании с другими контролируемыми параметрами. Так отношение максимумов СЗАС и разница энергии сигналов АЭ для датчиков АЭ на разных концах пневмоцилиндра, а также фиксируемое датчиками увеличение времени хода может быть использовано для разбраковки.

Воеводин А.В., Судаков В.Г. «Управление обтеканием модели самолета в посадочной конфигурации с помощью аэродинамических гребней» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 78-85 (2019)

Представлены результаты расчетных исследований обтекания упрощенной модели компоновки гражданского самолета на посадочном режиме. Численное моделирование выполнено в рамках уравнений Рейнольдса. Исследованы аэродинамические характеристики модели при управлении обтеканием с помощью гребней (вихрегенераторов), установленных на мотогондоле и на фюзеляже. Показано, что одновременная установка двух гребней ведет к заметному увеличению максимальной подъемной силы компоновки, в то время как установка только одного гребня на мотогондоле или фюзеляже ведет лишь к небольшому ее увеличению.

Волков М.В., Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г. «О возможности применения вертикальных приемных антенн для звукоподводной связи на арктическом шельфе» Акустический журнал, 65, № 3, с. 332-342 (2019)

В рамках численного моделирования проанализированы возможности использования вертикальных приемных антенн, перегораживающих весь волновод, для звукоподводной связи на мелководном арктическом шельфе. Для передачи данных выбрана двоичная фазовая манипуляция с несущей частотой 750 Гц. Показано, что применение алгоритма селекции акустических сигналов, отвечающих первой волноводной моде, или алгоритма, основанного на обращении волнового фронта, позволяет избавиться от межсимвольной интерференции. При пространственной обработке сигнала и глубине волновода 30 м безошибочная передача информации оказывается возможной при отношении сигнал/шум на ≈15 дБ меньшем, чем в случае использования одиночного приемника. Продемонстрировано, что указанные преимущества применения вертикальных антенн имеют место в разных ситуациях на арктическом шельфе: при акустически мягком или акустически жестком дне, в присутствии поверхностного волнения или при наличии ледового покрова.

Волков Ю.А., Марков М.Б., Тараканов И.А., Березин А.В. «Моделирование электронно-фононного взаимодействия в кремнии» Математическое моделирование, 30, № 12, с. 3-16 (2018)

Рассматриваются процессы переноса заряда в полупроводниках. Модель строится на основе квантовых кинетических уравнений для функций распределения электронов проводимости и дырок валентной зоны в фазовом пространстве координат и квазиимпульсов. Рассеяние носителей заряда моделируется статистическим методом частиц. Рассмотрены основные процессы рассеяния электронов на неидеальностях решетки. Приведены результаты расчетов дрейфовой скорости электронов в чистом и легированном кремнии.

Волхонская Е.В., Коротей Е.В., Рушко М.В. «Модельная оценка влияния формы созвездия на помехоустойчивость приема радиосигнала QAM-8 В СРЕДЕ MATLAB» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Физико-математические науки, № 3, с. 23-29 (2018)

Исследование сигналов с квадратурно-амплитудной модуляцией представляется актуальной задачей в связи с широким их применением при организации систем спутникового телевизионного вещания, а также канала связи спутниковой системы связи ИНМАРСАТ и спутника Sirius. В работе представлены результаты исследования, в ходе которого была собрана лабораторная установка для измерения вероятности приема ошибочных бит для радиосигнала QAM-8 в зависимости от типа сигнального созвездия для различных отношений сигнал/шум в среде моделирования MathLAB + Simulink. Результаты исследования, а также разработанная лабораторная установка найдут применение при сравнительной оценке помехоустойчивости канала радиосвязи с использованием стандартных и перспективных запатентованных систем передачи информации в рамках морской подвижной службы при приеме радиосигналов с QAM-модуляцией.

Воробьев А.В., Пилипенко В.А., Сахаров Я.А., Селиванов В.Н. «Статистические взаимосвязи вариаций геомагнитного поля, аврорального электроджета и геоиндуцированных токов» Солнечно-земная физика, 5, № 1, с. 48-58 (2019)

Воробьев М.А., Кашинский О.Н., Рандин В.В. «Опускное пузырьковое течение в трубе при докритических числах Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 119-125 (2019)

Представлены результаты экспериментального исследования опускного пузырькового потока в вертикальной трубе внутренним диаметром 20 мм. В качестве рабочей жидкости использовался водно-глицериновый раствор. Эксперименты проводились для значений чисел Рейнольдса от 1000 до 1500. Измерения локальных характеристик течения (локальное газосодержание, скорость жидкости, пульсации скорости) выполнялись с использованием электродиффузионного метода. Эксперименты показали сильное влияние газовой фазы на структуру течения, выраженное в увеличении напряжения трения на стенке и выполаживании профиля скорости в центральной части трубы. Значительное отклонение от однофазного потока происходит даже при малых расходных газосодержаниях.

Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Шевкунова Е.В., Ворона У.Ю., Серёжников Н.А. «Сейсмический эффект промышленных взрывов в Западной Сибири и наведенная сейсмичность» Вопросы инженерной сейсмологии, 45, № 4, с. 5-24 (2018)

На основе данных региональной сети сейсмологических станций и экспериментов с временными сетями исследуется степень сейсмического воздействия промышленных взрывов на юге Западной Сибири. Поскольку взрывы на всех горных предприятиях короткозамедленные, проведены исследования зависимости магнитуд от общего заряда взрыва и максимального заряда ступени. В среднем наблюдается слабое увеличение магнитуд с ростом величины общего заряда и заряда ступени, но при этом зафиксирован сильный разброс данных от осредняющей прямой. Нередки случаи, когда для взрывов с меньшими зарядами ступеней фиксируются большие магнитуды. Отмеченные экспериментальные особенности объясняются совпадением времени инициирования скважин в разных рядах, что интерференционно усиливает сейсмический эффект взрывов, произведенных с нарушением технологии короткозамедленного взрывания. Система мониторинга позволила исследовать сейсмическое воздействие на регион от горных предприятий по добыче полезных ископаемых. Сравнение с регистрируемой наведённой сейсмичностью показало, что разрезы с наиболее сильными по магнитуде промышленными взрывами не являются разрезами с наиболее сильной наведённой сейсмичностью. Установлены факты отсутствия техногенных землетрясений около выработок с большой энергией взрывного воздействия и, наоборот, выявлены случаи существования наведённой сейсмичности в местах отсутствия непосредственного взрывного воздействия на активизированную зону.

Воронин В.А., Казакова Е.А. «Исследование излучения акустических сигналов в воздушной среде параметрической антенной с амплитудно-модулированным сигналом накачки» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 18-26 (2018)

Обсуждаются особенности излучения акустических сигналов в воздушной среде параметрической излучающей антенной. Приведены методы формирования взаимодействующих в нелинейной среде волн и выявлены их преимущества и недостатки. Для построения системы передачи речевой информации узким звуковым пучком предложено использовать параметрическую антенну с амплитудно-модулированным сигналом накачки. Для реализации в воздушной среде параметрической антенны предлагается в качестве преобразователей в антенне накачки использовать высокочувствительные громкоговорители в режиме излучения. Для равномерного распределения акустической энергии у поверхности антенны накачки предлагается использовать акустические рупоры. При расчете параметров нелинейного взаимодействия акустических волн используются паспортные данные выбранных громкоговорителей. Выведено выражение для расчета коэффициента амплитудной модуляции для выбранного диапазона разностных частот. Показано влияние коэффициента амплитудной модуляции на уровень генерации вторичных акустических волн в пространстве. Приведены результаты расчета осевого распределения звукового давления на различных разностных частотах. Рассчитана характеристика направленности антенны накачки. Теоретические расчеты подтверждены экспериментально измеренными характеристиками направленности антенны накачки в воздушной среде на разных частотах накачки. Даются рекомендации по использованию параметрической антенны для передачи речи в воздушной среде.

Элбакидзе А.В., Каевицер В.И., Смольянинов И.В., Пивнев П.П., Тарасов С.П., Воронин В.А. «Автономные комплексы для исследования дна и донных отложений мелководных водоемов» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 6-18 (2018)

Приведено описание экспериментальных многофункциональных комплексов обследования дна и донных грунтов мелководных районов водоемов, установленных на моделях автономных катеров. Автономные комплексы разработаны во Фрязинском филиале Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук (в ФИРЭ им. Котельникова РАН) и Институте нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета (ИНЭП ЮФУ). Комплекс экологического мониторинга разрабатываемый в ФИРЭ им. Котельникова РАН размещается на платформе маломерного катамарана JABO 5C и состоит из гидролокатора бокового обзора и профилографа собственной разработки. Комплекс разрабатываемый на кафедре электрогидроакустической и медицинской техники ИНЭП ЮФУ базируется на разработанном совместно с Таганрогским колледжем морского приборостроения (ТКМП) необитаемом катере и состоит из гидролокатора бокового обзора и параметрического профилографа, разработанных совместно ИНЭП ЮФУ и ООО «НЕЛАКС». Представлена структурная схема комплекса экологического мониторинга, приведены фрагменты «акустической карты» дна, эхограммы полученные с помощью ГБО, профилографа и параметрического профилографа. Приведены основные технические характеристики гидроакустических приборов входящих в автономные комплексы. Представлены экспериментально измеренные на уникальной научной установке «Имитационно-натурный гидроакустический комплекс» ЮФУ диаграммы направленности параметрической антенны параметрического профилографа. Приведена траектория движения (галсы) судна при получении гидролокационных данных. Приведены экспериментальные результаты работы комплексов по обследованию дна мелководных районов водоемов, подтверждающие перспективность их использования для различных задач.

Жуковский М.Е., Усков Р.В., Савенков Е.Б., Алексеев М.В., Марков М.Б., Воронин Ф.Н. «Модель переноса излучения в веществе гетерогенных материалов пористого типа» Математическое моделирование, 30, № 10, с. 3-20 (2018)

Построена физико-геометрическая модель гетерогенных пористых сред с прямым учетом их микроструктуры. Создан метод расчета вероятностных распределений энергии и импульсов частиц излучения, взаимодействующих с материалом сложного химического состава. Распределения используются для детального моделирования процессов рассеяния и поглощения излучения в сложных гетерогенных материалах. Разработан подход для дискретного описания реалистичной геометрии пористых гетерогенных сред с учетом их структуры на микроуровне. Подход включает алгоритм построения детектирующей системы для статистической оценки энерговыделения излучения при его распространении в объекте. Приведены результаты модельных расчетов на гибридном вычислительном кластере К-100.

Андреев В.Г., Грамович В.В., Выборов О.Н., Мартынюк Т.В., Родненков О.В., Руденко О.В. «Ударное возбуждение звука при схлопывании створок полулунных клапанов сердца» Акустический журнал, 65, № 2, с. 232-240 (2019)

Предложена простая модель работы полулунного клапана с целью оценки спектра акустических колебаний, возникающих при его схлопывании. Проведен теоретический анализ схлопывания упругих створок легочного клапана под действием перепада давления крови в артерии и желудочке. Показано, что при учете вязкости крови скорость движения створок ограничена, и время схлопывания имеет конечное значение. Решена задача излучения акустических волн в жидкость колеблющимися створками при их ударном возбуждении. Проведены оценки времен схлопывания и соударения створок с учетом упругих параметров створок и вязкости крови. Рассчитана форма волны, излучаемая в кровь колеблющимися створками. Результаты могут быть использованы для разработки метода измерения давления в легочной артерии по анализу звуков второго тона сердца.