Чан Н.Д., Фирсанов В.В., Зыонг В.К. «Анализ флаттера плоских слоистых композиционных панелей в сверхзвуковом потоке на основе неклассической теории пластин» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 2, с. 299-309 (2018)

Представлены результаты исследования флаттера плоских слоистых композиционных панелей, обтекаемых с большими сверхзвуковыми скоростями, на основе неклассической теории пластин. Перемещения панели принимаются в виде полиномов по нормальной к плоскости панели координате. Эти функции имеют степень на два порядка выше относительно используемых в классической теории пластин. На основе вариационного принципа Гамильтона получены уравнения колебаний панели. В данной работе аэродинамические нагрузки определяются с помощью соотношений поршневой теории. Даны примеры расчета собственных частот колебаний панели и критического значения аэродинамического напора. Приведены результаты параметрического анализа влияния некоторых конструкционных параметров на критические скорости потока.

Чан Т.Ш., Кузин А.А. «Алгоритм преобразования координат из геоцентрической системы в топоцентрическую и его применение при строительстве во Вьетнаме» Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 24, № 1, с. 59-71 (2019)

Геодезические и картографические работы во Вьетнаме выполняют в государственной референцной системе координат VN-2000. Применение же спутниковых методов подразумевает координатные определения в пространственной прямоугольной геоцентрической системе координат. Следствием этого является сложный многоэтапный процесс преобразования координат из одной системы в другую, который сопровождается снижением точности результатов спутниковых наблюдений на различных территориях Вьетнама. В статье предлагается выполнять преобразование из геоцентрической в локальную топоцентрическую прямоугольную горизонтальную систему координат. Ее преимуществом является более простой алгоритм, позволяющий определять положение точек на земной поверхности спутниковым методом без снижения точности. Алгоритм преобразования апробирован при создании опорной сети для строительства в округе Кишон провинции Хоа Бинь, Вьетнам. Также рассмотрены вопросы выбора проекции для объекта строительства и выполнен сравнительный анализ результатов спутниковых наблюдений с наземными, выполненными с применением тахеометров.

Чаплыгин А.В., Дианский Н.А., Гусев А.В. «Метод балансировки нагрузки вычислений с использованием кривых Гильберта применительно к параллельному алгоритму решения уравнений мелкой воды» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 20, № 1, с. 75-87 (2019)

Представлен метод балансировки нагрузки вычислений с использованием кривых Гильберта применительно к параллельному алгоритму решения уравнений мелкой воды. Рассматриваемая система уравнений мелкой воды возникает в сигма-модели общей циркуляции океана INMOM (Institute of Numerical Mathematics Ocean Model) при разрешении гравитационных волн и является одним из основных блоков модели. Из-за наличия в океанах островов и берегов балансировка нагрузки вычислений на процессоры является особенно актуальной задачей. В качестве одного из таких методов был выбран метод балансировки нагрузки вычислений с использованием кривых Гильберта. Продемонстрирована большая эффективность этого метода по сравнению с равномерным разбиением без балансировки нагрузки и показано, что этот метод служит хорошей альтернативой библиотеке разбиений METIS. Оптимальность реализованного разбиения для мелкой воды точно соответствует оптимальности и для трехмерной сигма-модели INMOM в силу одинакового количества вертикальных уровней во всей расчетной области.

Сатклифф М., Чарлтон П., Уэстон М., Моси С. «Визуализация с помощью апертуры виртуального источника и её калибровка для ультразвукового зондирования сквозь двухслойную среду» В мире неразрушающего контроля, 21, № 4, с. 42-49 (2018)

С момента внедрения полноматричного захвата для визуализации результатов УЗК в программных алгоритмах стало возможно генерировать полностью сфокусированные изображения. Из-за большого количества сигналов временного интервала, связанного с этим подходом, скорость обработки является ограничивающим фактором. В статье предложен альтернативный подход, не предъявляющий столь высоких требований к процессору. Предполагается, что из виртуальной точки, расположенной на некотором расстоянии позади преобразователя, распространяется сильно расходящийся пучок. Попадая на каждый элемент приёмника, такой луч формирует во временной области сигнал, достаточный для получения полностью сфокусированных изображений.

Архангельский А.И., Гальпер А.М., Архангельская И.В., Бакалдин А.В., Гусаков Ю.В., Далькаров О.Д., Егоров А.Е., Зверев В.Г., Леонов А.А., Паппе Н.Ю., Рунцо М.Ф., Стожков Ю.И., Сучков С.И., Топчиев Н.П., Хеймиц М.Д., Часовиков Е.Н., Чернышева И.В., Юркин Ю.Т. «Система формирования триггерных сигналов космического телескопа ГАММА-400» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 5, с. 684-687 (2019)

Космический проект ГАММА-400 относится к новому поколению космических обсерваторий, предназначенных для проведения поиска следов темной материи в космическом гамма-излучении, измерения характеристик диффузного гамма-излучения и гамма-излучения Солнца в периоды солнечной активности, гамма-всплесков, протяженных и точечных гамма-источников, потоков электронов, позитронов, а также ядерной компоненты космических лучей с энергиями вплоть до нескольких ТэВ. Ядром комплекса научной аппаратуры является гамма-телескоп ГАММА-400. Специфика планируемых экспериментов предъявляет особые требования к системе формирования триггерных сигналов гамма-телескопа, которая разрабатывается с использованием современной элементной базы и быстрых коммуникационных каналов. В статье обсуждается концепция построения системы, выбранные технические решения, а также некоторые экспериментальные результаты, полученные в ходе проведения работ с прототипом системы на пучке позитронов с энергией 100–300 МэВ синхротрона “ПАХРА” С-25Р Физического института им. П.Н. Лебедева РАН.

Чеботарев В.Е. «Лунная информационно-навигационная обеспечивающая система» Наукоемкие технологии, 19, № 12, с. 77-81 (2018)

Определены принципы информационно-навигационного обеспечения лунных миссий для двух классов окололунных потребителей: на поверхности Луны (налунные) и в окололунном космическом пространстве (космические). Рассмотрены методы спутниковой навигации и связи для этих потребителей, предложены соответствующие орбитальные структуры. Исследованы задачи селенодезического обеспечения. Сформирована структурная и функциональная схема лунной информационно-навигационной обеспечивающей системы.

Дроздова Л.Ф., Кудаев А.В., Куклин Д.А., Чеботарева Е.Ю. «Анализ методов определения и нормирования шумовых характеристик компрессорного оборудования» Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 4, № 4, с. 35-41 (2018)

Приведена классификация компрессорного оборудования. Авторами рассмотрены шумовые характеристики компрессорного оборудования и характеристики шума на рабочих местах обслуживающего персонала. Проведен анализ методов определения шума компрессорного оборудования (стационарного и передвижного). Произведена оценка системы нормирования шума в зависимости от условий и места эксплуатации компрессорного оборудования. Рассмотрена возможность достижения нормируемых параметров и предельно-допустимых уровней шума на рабочих местах компрессорного оборудования.

Быченок В.А., Беркутов И.В., Майоров А.Л., Ильин А.В., Киреенко В.В., Прохорович В.Е., Чекмарева М.А. «Контроль остаточных напряжений в околошовной зоне сварного шва» В мире неразрушающего контроля, 21, № 4, с. 50-53 (2018)

Представлен акустический метод измерений величины, знака и направления механических напряжений с использованием генерации двух взаимно-поляризованных поперечных и одной продольной ультразвуковых волн. Проведены экспериментальные исследования на образцах сварных конструкций с измерением механических напряжений в околошовной зоне: после разделки кромок; после сварки образцов заподлицо; после сварки на полный габарит сварного шва; после термообработки. Для проверки адекватности полученных результатов выполнен комплекс работ по измерению остаточных механических напряжений методом высверловки глухого отверстия, которые качественно подтвердили полученные результаты ультразвуковых измерений: погрешность измерений механических напряжений не более ± 80 МПа.

Чекрыжов В.М., Свиркунов П.Н., Козлов С.В. «Влияние циклонической активности на возмущение геомагнитного поля» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 59-68 (2019)

Приведены результаты наблюдений геомагнитных возмущений, связанных с циклонической деятельностью в тропосфере. Для выявления таких возмущений нами использовался статистический анализ данных магнитных наблюдений за определенный период, а также данные, полученные для случая отдельного крупного циклона. Предложен физический механизм генерации возмущений геомагнитного поля тропосферными циклонами, в основе которого лежит электродинамический эффект возникновения магнитного поля при движении заряженных облаков под действием ветра и выпадения осадков, содержащих заряженные частицы. Экспериментально установлено, что дисперсия возмущений магнитного поля в пункте наблюдения, через который прошел циклон, в диапазоне частот 4.3–8.3 мГц может возрасти более чем в 2 раза по сравнению с фоновыми условиями при отсутствии циклона. Теоретическая оценка амплитудных значений возмущений магнитной индукции, вызванных циклоном, удовлетворительно согласуется с данными наблюдений.

Челноков Ю.Н. «Кватернионная регуляризация уравнений возмущенной пространственной ограниченной задачи трех тел. II» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 6, с. 41-63 (2018)

Разрабатывается кватернионный метод регуляризации дифференциальных уравнений возмущённой пространственной ограниченной задачи трёх тел, методологически тесно связанный с кватернионным методом регуляризации дифференциальных уравнений возмущённой пространственной задачи двух тел в переменных Кустаанхеймо–Штифеля, предложенным ранее автором настоящей работы. Получены различные локальные и глобальные регулярные кватернионные дифференциальные уравнения возмущённой пространственной ограниченной задачи трёх тел (как круговой, так и некруговой задачи), т.е. уравнения, регулярные в окрестности первого или второго тела конечной массы, и уравнения, регулярные одновременно как в окрестности первого, так и в окрестности второго тел, имеющих конечные массы. Уравнения представляют собой системы нелинейных нестационарных дифференциальных уравнений десятого или одиннадцатого, или девятнадцатого порядков относительно переменных Кустаанхеймо–Штифеля, их первых производных, кеплеровских или полных энергий, или переменных, являющихся постоянными интегрирования Якоби в случае невозмущённой пространственной круговой ограниченной задачи трёх тел, а также относительно времени и вспомогательной временной переменной. Полученные уравнения позволяют построить различые регулярные алгоритмы интегрирования дифференциальных уравнений возмущённой пространственной ограниченной задачи трёх тел.

Сапунков Я.Г., Челноков Ю.Н. «Импульсная оптимальная переориентация орбиты космического аппарата посредством реактивной тяги, ортогональной плоскости оскулирующей орбиты. II» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 3-22 (2019)

Излагаются в строгой нелинейной постановке новая теория и новый алгоритм численного решения задачи оптимальной переориентации орбиты космического аппарата (КА) посредством импульсной (большой) реактивной тяги, ортогональной плоскости оскулирующей орбиты, для нефиксированного числа импульсов реактивной тяги. В качестве управления используется вектор реактивного ускорения от тяги двигателя. Минимизируется комбинированный функционал, равный взвешенной сумме времени переориентации и импульса реактивного ускорения (характеристической скорости) за время переориентации орбиты КА (частный случай этого функционала – случай минимизации характеристической скорости). Для построения теории используется изложенное в первой части статьи решение задачи оптимальной переориентации орбиты КА в непрерывной постановке (с использованием ограниченной (малой) реактивной тяги). Показано, что задача оптимальной импульсной переориентации орбиты КА в случае, когда оптимальное управление состоит из двух импульсов реактивного ускорения, сообщаемых КА в начальный и конечный моменты времени движения, решается аналитически. Приведены примеры численного решения задачи оптимальной импульсной переориентации орбиты КА, иллюстрирующие возможности предлагаемого метода.

Челпанов А.А., Челпанов М.А., Кобанов Н.И., Сотникова Р.Т. «Сравнение основных характеристик колебаний хромосферы солнца и магнитосферы по исследованиям, выполненным в ИСЗФ СО РАН» Солнечно-земная физика, 4, № 4, с. 14-22 (2018)

Челпанов А.А., Челпанов М.А., Кобанов Н.И., Сотникова Р.Т. «Сравнение основных характеристик колебаний хромосферы солнца и магнитосферы по исследованиям, выполненным в ИСЗФ СО РАН» Солнечно-земная физика, 4, № 4, с. 14-22 (2018)

Челпанов М.А., Магер П.Н., Климушкин Д.Ю., Магер О.В. «Наблюдения магнитосферных волн, распространяющихся в направлении дрейфа электронов, с помощью Екатеринбургского когерентного радара» Солнечно-земная физика, 5, № 1, с. 68-76 (2019)

Жаринов А.Н., Карабутов А.А., Миронова Е.А., Пичков С.Н., Саватеева Е.В., Симонова В.А., Шишулин Д.Н., Черепецкая Е.Б. «Лазерно-ультразвуковое исследование остаточных напряжений в трубах из аустенитной стали» Акустический журнал, 65, № 3, с. 372-381 (2019)

Статья посвящена исследованию методом акустоупругости остаточных напряжений и связанных с ними структурных изменений в тонкостенных трубах из аустенитной стали. Пробный ультразвуковой пучок формируется за счет термоупругого эффекта при поглощении лазерного импульса в оптико-акустическом преобразователе. Использовалось нормальное и наклонное (с углом, близким к критическому) падение УЗ-пучка на контролируемый объект. Построены карты распределения вариаций скорости УЗ по поверхности объекта и распределения неоднородностей структуры металла в его объеме. Даны оценки остаточных напряжений в образце при его нестационарном термическом нагружении. Показано соответствие распределения остаточных напряжений, неоднородностей структуры металла и распределения нагружающих термических источников. В работе обсуждается возможность оценки остаточного ресурса и определения зон зарождения макротрещин.

Черкасов С.Г., Моисеева Л.А., Ананьев А.В. «Ограничения модели буссинеска на примере ламинарной естественной конвекции газа между вертикальными изотермическими стенками» Теплофизика высоких температур, 56, № 6, с. 961-967 (2018)

Рассмотрена задача ламинарной естественной конвекции в газе между двумя вертикальными изотермическими пластинами, нагретыми до различной температуры. Получено аналитическое решение, которое сравнивается с решением аналогичной задачи для жидкости в приближении Буссинеска.

Миргородская Ю.В., Бернавская М.В., Стаценко Л.Г., Чусов А.А., Черкасова Н.А. «Объектный анализ акустического поля, создаваемого различными источниками звука в произвольном помещении» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 85-94 (2018)

Предложен инструмент для анализа акустического поля, создаваемого различными источниками звука в произвольном помещении. Данный инструмент базируется на авторском алгоритме реализации и объектной модели, заданной объектами, классами и их связями в соответствии со спецификацией UML2.5, и может использоваться для создания автоматизированных систем моделирования акустических характеристик помещений. Используемая модель рассматривалась в предыдущих работах авторов, в данной – приводится новый алгоритм реализации. Он поддерживает метод параллельно-распределенного моделирования, важнейшим свойством которого является распараллеливание отдельных задач для выполнения на разных вычислителях и, как следствие, повышение производительности и точности вычислений. Данный алгоритм положен в основу экспериментального образца программной среды CAMaaS (Computer-Aided Modelling as a Service), разрабатываемой в рамках Федеральной целевой программы «Исследование и разработка высокопараллельных программно-алгоритмических средств и методов моделирования и их реализации для высокопроизводительных программно-аппаратных платформ». Образец основывается на высокопроизводительной программно-аппаратной системе, аппаратная часть которой представлена в виде распределенной четырехкластерной платформы с симметричной мультипроцессорностью и многоядерностью, а также с вычислителями CUDA. Для апробации инструмента были проведены численные расчеты и натурные измерения акустических характеристик помещения. Измерения проводились сертифицированным оборудованием в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 3382-1-2013. В качестве объекта исследований был выбран конференц-зал Дальневосточного федерального университета. Результаты эксперимента показали, что отклонения от оптимального времени реверберации составляют 14,3–26,5% в разных точках исследуемого конференц-зала, что не соответствует принятым стандартам и приводит к ухудшению разборчивости речи. Установлено, что экспериментальный образец имеет экспоненциальную зависимость потребляемых ресурсов от глубины учитываемых вторичных источников, что может позволить применить представленную объектную модель для реализации программных средств моделирования физических полей любой сложности.

Баннов С.Г., Житлухин А.М., Моторин А.А., Ступицкий Е.Л., Холодов А.С., Черковец В.Е. «Динамика плазменного сгустка на начальной и последующей стадии движения в разреженном газе» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 340-363 (2019)

Выполнены физические и подробные численные исследования генерации плазменных сгустков высокой удельной энергии с помощью плазменной пушки. Рассчитаны параметры плазменного сгустка на выходе из плазменного ускорителя и при распространении в ионосфере (h>200 км) на значительные расстояния (≈100 км). Представлен специальный численный алгоритм по определению результатов воздействия разреженного высокоскоростного газового потока (v∼5·10⁷ см/с) на поверхность кристаллических и аморфных твердых тел.

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.

Иванов П.Б., Михеева Е.В., Лукаш В.Н., Малиновский А.М., Чернов С.В., Андрианов А.С., Костенко В.И., Лихачёв С.Ф. «Интерферометрические наблюдения сверхмассивных чёрных дыр в миллиметровом диапазоне» Успехи физических наук, 189, № 5, с. 449-477 (2019)

Приводится теоретическое описание различных типов аккреционных дисков и струйных выбросов (джетов) вблизи сверхмассивных чёрных дыр, которые могут наблюдаться в миллиметровой (субмиллиметровой) области спектра. Особое внимание уделяется возможности формирования образа чёрной дыры (её тени), подсвечиваемой диском или джетом. Предлагается простой критерий возможности обнаружения тени с помощью существующих или планируемых наблюдений в режиме радиоинтерферометрии со свехдлинной базой (РСДБ). В качестве примера приводится список основных кандидатов в сверхмассивные чёрные дыры, удовлетворяющих этому критерию, для наблюдений с помощью планируемой космической обсерватории “Миллиметрон” в режиме РСДБ и с помощью Телескопа горизонта событий.

Степанова Л.Н., Чернова В.В., Петрова Е.С., Рамазанов И.С. «Акустико-эмиссионный контроль процесса разрушения образцов из углепластика при воздействии статических и тепловых нагрузок» Дефектоскопия, № 11, с. 9-16 (2018)

Рассмотрены результаты испытаний образцов из углепластика Т700 с концентратором напряжения в виде отверстия диаметром 14 мм. Одна часть образцов нагревалась до температуры +100°С, после чего к ним прикладывалась растягивающая статическая нагрузка, другая часть нагружалась статической нагрузкой при температуре +20°С. В процессе нагружения информация регистрировалась с использованием метода акустической эмиссии. Сначала образцы нагружались статически до 50 кН, что составляло 50% от средней разрушающей нагрузки. Затем нагрузку увеличивали через ΔP=10 кН до разрушения образцов. При одновременном воздействии на образцы статической и тепловой нагрузок наблюдалось снижение их нагрузочной способности.

Черногор Л.Ф. «Геомагнитные возмущения, сопровождавшие Великое японское землетрясение 11 марта 2011 г .» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 69-82 (2019)

Проанализированы вариации уровня геомагнитного поля в диапазоне периодов 1–1000 с, зарегистрированные в Магнитометрической обс. Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина, сопутствовавшие японскому землетрясению 11 марта 2011 г. Из-за сильной магнитной возмущенности накануне и в день главного толчка магнитный предвестник выделить не удалось. Обнаружены вариации геомагнитного поля, которые последовали за главным ударом. Если они связаны с землетрясением, то скорости распространения возмущений составляли 2.2 км/с и 240–800 м/с. Такие скорости свойственны сейсмической и акустико-гравитационной волнам соответственно. Обнаружены длиннопериодические (20, 60 и 100–120 мин) почти синхронные вариации уровня геомагнитного поля с амплитудой 4–8 нТл, последовавшие за землетрясением. Время запаздывания переднего фронта этих возмущений увеличивалось при увеличении расстояния между эпицентром и обсерваторией, а их амплитуда при этом убывала. Скорее всего, возмущения геомагнитного поля при этом переносились при помощи медленных МГД-волн.

Черногор Л.Ф. «Суточно-сезонные вариации концентрации электронов в максимуме слоя F2 ионосферы с учетом волновых возмущений при низкой солнечной активности» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 2, с. 199-212 (2019)

Представлены результаты анализа регулярных и квазипериодических суточно-сезонных вариаций концентрации электронов в максимуме слоя F2 ионосферы в период низкой солнечной активности (в 2016 г.). Для системного спектрального анализа временных вариаций концентрации электронов в диапазоне периодов 30–180 мин применялись оконное преобразование Фурье, адаптивное преобразование Фурье и вейвлет-преобразование. Во все сезоны в слое F2 ионосферы проявлялось преобладающее колебание с периодом 70–120 мин, амплитудой ΔN_a ≈ (2–10·10¹⁰ м^–3, относительной ΔN_a/Ñ ≈ 0.20–0.70. Продолжительность этого колебания в зависимости от сезона изменялась от 6 до 17 ч. Амплитуда колебаний с другими периодами была заметно меньше. Подтверждено, что регулярные суточно-сезонные вариации концентрации электронов в максимуме слоя F2 полностью соответствуют существующим представлениям о физико-химических процессах в ионосфере. Установлены основные закономерности в поведении квазипериодических вариаций концентрации электронов.

Черногор Л.Ф. «Возможность генерации квазипериодических магнитных предвестников землетрясений» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 400-408 (2019)

Предложен механизм генерации квазипериодических магнитных предвестников землетрясений, в основе которого лежат нагрев воздуха над готовящимся землетрясением, всплывание нагретых “пузырей”, генерация акустико-гравитационных волн, модуляция акустико-гравитационных волн ионосферной токовой струи и генерация квазипериодических колебаний геомагнитного поля. По оценкам амплитуда магнитного предвестника может изменяться от десятых долей до единиц нТл в диапазоне периодов колебаний ∼10–1000 с.

Некрасов С.А., Черноиван Д.Н. «Моделирование квантового двойного электрического слоя» Математическое моделирование, 31, № 1, с. 27-43 (2019)

Исследуются вопросы расчета как стационарного, так и динамического диффузного двойного электрического слоя с учетом квантового фактора. Моделирование самосогласованного поля квантовомеханического двойного электрического слоя осуществляется на основе уравнения Шредингера и его модификации в форме Маделунга. Приближенное решение уравнений квантовой механики и электрического поля осуществляется методом конечных разностей. Рассмотрен пример моделирования диффузного двойного электрического слоя для плазмы газа и криогенного раствора квантовых частиц. Исследовано влияние форм-фактора начального распределения плотности плазмы, температуры, микроскопических сил трения и параметров вычислительного метода.

Черноиван Д.Н., Некрасов С.А. «Имитационное и аналитическое моделирование динамики квантового газа с учетом температурного и электрического полей и сил трения» Математическое моделирование, 30, № 12, с. 63-83 (2018)

Исследуются вопросы расчета динамики квантовых газов на основе стохастической интерпретации уравнения Шредингера. Проводится сравнение нескольких способов решения соответствующего уравнения квантовой механики – на основе метода имитационного моделирования динамики квантовых частиц как броуновского движения, при помощи аналитического решения уравнений квантовой гидродинамики и непосредственно уравнения Шредингера. Рассмотрен пример моделирования течения газа квантовых частиц с учетом температурного и электрического полей и сил трения. Исследовано влияние форм-фактора начального распределения плотности газа, температуры и параметров вычислительного метода.

Черный В.В. «Эффект Мейснера и квантовый захват частиц протопланетного облака Сатурна создают стабильную систему в виде сомбреро из колец» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 4, с. 54-65 (2018)

Показано, как кольца Сатурна возникли из протопланетных ледяных частиц, движущихся вокруг планеты по хаотическим орбитам после появления магнитного поля Сатурна вследствие электромагнитных явлений. Из-за диамагнетизма и сверхпроводимости ледяных частиц все их хаотические орбиты постепенно переместились в плоскость магнитного экватора и образовали сомбреро-диск из колец и зазоров. Частицы колец Сатурна отделены друг от друга вытесненным из них магнитным полем. В итоге каждая частица оказывается запертой в трёхмерной магнитной яме, в том числе и за счёт явления квантовых вихрей Абрикосова. Этот механизм действует даже в том случае, если частицы могут иметь малую долю сверхпроводника. Кроме дефрагментации из-за гравитации ледяного тела размером с Титан, подлетевшего к Сатурну, столкновения с обломками приблизившейся Луны и метеоритами определённый вклад в кольцевую материю также могут вносить частицы замёрзшей воды, генерируемой гейзерами спутников Сатурна из-за магнитной связи между планетой и её спутниками, и это может даже создать новое кольцо. Из этого следует, что кольца были созданы в раннее время возникновения магнитного поля системы Сатурна.

Зверев А.Я., Черных В.В. «Определение акустической эффективности материалов и конструкций в лабораторных и натурных условиях. Часть 1. Звукопоглощение и звукоизоляция» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 49, № 8, с. 40-55 (2018)

В звукомерных камерах установки АК-11 и на самолете Як-42 (стенд АС-14) выполнен комплекс экспериментальных исследований по определению звукопоглощающих свойств самолетных кресел и клиньев из минерального волокна различной плотности. Определена звукоизоляция бортовой самолетной конструкции стенда АС-14 и тестовой панели на стенде АК-11 при различных вариантах звукоизолирующего набора. Показано, что в условиях, близких к натурным, эффективность звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов и конструкций может заметно отличаться от величин, полученных при проведении испытаний в лабораторных условиях.

Черных Д.В., Юсупов В.И., Саломатин А.С., Космач Д.А., Константинов А.В., Силионов В.И., Мазуров А.К., Салюк А.Н., Шахова Н.Е., Густафсон О., Колюбакин А.А., Гершелис Е.В., Лобковский Л.И., Семилетов И.П. «Новый акустический метод количественной оценки пузырькового потока метана в системе донные отложения – водная толща и его реализация на примере Моря Лаптевых, Северный Ледовитый океан» Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 329, № 11, с. 153-167 (2018)

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки научно-обоснованного подхода к количественной оценке пузырькового переноса метана (СН_А) и других газов на основе акустических методов, позволяющих проводить достоверную оценку потока метана из областей его пузырьковой разгрузки с помощью эхолотов и гидролокаторов. Цель исследования: разработка репрезентативного акустического метода количественной оценки потока метана из областей пузырьковой разгрузки в системе донные осадки – водная толща, основанного на определении количества всплывающих пузырьков, по данным о сечении их обратного рассеяния; обоснование репрезентативности разработанного метода путем сравнения с методом, основанным на проведении специальной калибровки научного эхолота по искусственному газовому факелу. Объекты: газовые факелы – эманации газа в виде всплывающих со дна пузырьков, которые образуют в водной толще устойчивые области их повышенной концентрации. Разработанные авторским коллективом методы оценки потока СН₄ из областей пузырьковой разгрузки, основанные на измерении: 1) сечения рассеяния всплывающих пузырьков; 2) калибровки по искусственному газовому факелу. Представлен обзор современных акустических дистанционных методов, применяемых для оценки потоков СН₄ в водной толще, связанных с выходящими из дна и всплывающими пузырьками. На примере обширной области пузырьковой разгрузки СН₄ на шельфе моря Лаптевых обоснована репрезентативность предложенного нового метода, основанного на расчете по сечению обратного рассеяния всплывающих пузырьков СН_А. Показано, что оценки величины пузырькового потока, полученные двумя методами: 1) новым методом, разработанным авторами, и 2) методом калибровки эхолота по искусственному газовому факелу, дают схожие результаты: 0,27±0,06 и 0,33±0,07 ммоль-м^–2с^–1 соответственно. Таким образом, на практике для дистанционной и оперативной оценки потоков СН_А с участков его пузырьковой разгрузки можно использовать оба метода, с учетом занижения расчета потока по сечению обратного рассеяния примерно на 20% относительно реальных значений.

Лузанова Л.Н., Соколова В.А., Марков В.А., Парфенопуло Г.К., Черных Л.Г. «Снижение шумовых характеристик при проведении лесозаготовительных работ» Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева, № 4, с. 221-226 (2018)

Цель работы – снижение шумовых характеристик до нормативных значений по СН 2.2.412.1.8.566-96 при проведении лесозаготовительных работ на трелевочном тракторе. Основные первичные источники шума на тракторах – это силовая установка с вспомогательными агрегатами, система всасывания, система выхлопа, трансмиссия и подвеска, взаимодействие между движителем машины и поверхностью грунта (шум движения), потоки воздуха, обтекающие внешние контуры трактора (аэродинамический шум). Вторичным источником шума может быть сама кабина. В данной работе проводится исследования по снижению уровня шума в кабине оператора при применении средств индивидуальной и коллективной защиты. В качестве средства индивидуальной защиты были использованы наушники, а под средством коллективной защиты подразумевается внутренняя звукопоглощающая прослойка кабины. Результатом исследования явилось выявление таких средств защиты от шумового воздействия, которые в большей степени способны защитить оператора при проведении трелевочных работ от шумового воздействия.

Архангельский А.И., Гальпер А.М., Архангельская И.В., Бакалдин А.В., Гусаков Ю.В., Далькаров О.Д., Егоров А.Е., Зверев В.Г., Леонов А.А., Паппе Н.Ю., Рунцо М.Ф., Стожков Ю.И., Сучков С.И., Топчиев Н.П., Хеймиц М.Д., Часовиков Е.Н., Чернышева И.В., Юркин Ю.Т. «Система формирования триггерных сигналов космического телескопа ГАММА-400» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 5, с. 684-687 (2019)

Космический проект ГАММА-400 относится к новому поколению космических обсерваторий, предназначенных для проведения поиска следов темной материи в космическом гамма-излучении, измерения характеристик диффузного гамма-излучения и гамма-излучения Солнца в периоды солнечной активности, гамма-всплесков, протяженных и точечных гамма-источников, потоков электронов, позитронов, а также ядерной компоненты космических лучей с энергиями вплоть до нескольких ТэВ. Ядром комплекса научной аппаратуры является гамма-телескоп ГАММА-400. Специфика планируемых экспериментов предъявляет особые требования к системе формирования триггерных сигналов гамма-телескопа, которая разрабатывается с использованием современной элементной базы и быстрых коммуникационных каналов. В статье обсуждается концепция построения системы, выбранные технические решения, а также некоторые экспериментальные результаты, полученные в ходе проведения работ с прототипом системы на пучке позитронов с энергией 100–300 МэВ синхротрона “ПАХРА” С-25Р Физического института им. П.Н. Лебедева РАН.

Топчиев Н.П., Гальпер А.М., Архангельская И.В., Архангельский А.И., Бакалдин А.В., Гусаков Ю.В., Далькаров О.Д., Егоров А.Е., Зверев В.Г., Леонов А.А., Наумов П.Ю., Паппе Н.Ю., Рунцо М.Ф., Стожков Ю.И., Сучков С.И., Хеймиц М.Д., Чернышева И.В., Юркин Ю.Т. «Будущий космический гамма-телескоп ГАММА-400 для исследования гамма-излучения и космических лучей» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 5, с. 688-690 (2019)

Будущий космический γ-телескоп ГАММА-400 будет установлен на платформе “Навигатор” российской астрофизической обсерватории. Высокая эллиптическая орбита обеспечит наблюдения в течение 7–10 лет многих областей небесной сферы непрерывно в течение длительного времени (∼100 дней). ГАММА-400 будет измерять потоки γ-излучения в диапазоне энергий от ∼20 МэВ до нескольких ТэВ и электронов + позитронов до ∼20 ТэВ. Гамма-телескоп будет иметь превосходное выделение γ-квантов на фоне космических лучей и электронов + позитронов от протонов и беспрецедентные угловое (∼0.01° при E_γ=100 ГэВ) и энергетическое (∼1% при E_γ=100 ГэВ) разрешения лучше, чем у Fermi-LAT, а также наземных γ-телескопов, в 5–10 раз. Наблюдения ГАММА-400 позволят получить принципиально новые данные о дискретных источниках, спектрах γ-излучения и электронов+позитронов.

Черпаков А.В., Шиляева О.В., Нестеренко А.В., Пономаренко А.В., Шенцова К.В., Гераськина В.Е. «Моделирование волновых процессов в стеновой конструкции с дефектом в виде трещины» Инженерный вестник Дона, 46, № 4, с. 264 (2018)

Рассмотрена задача идентификации дефектов в конструкции в виде стенового элемента. Численное моделирование конструкции проводится в конечно-элементном комплексе Ansys. Исследуемая модель стеновой конструкции имеет дефект в виде сквозной трещины, определенной длины. Края трещины не взаимодействуют друг с другом. Рассмотрено возбуждение конструкции при импульсном нагружении. Проанализировано волновое поле смещений в контрольных точках. Выявлены признаки идентификации трещиноподобного дефекта.

Бойчук А.С., Диков И.А., Чертищев В.Ю., Генералов А.С. «Определение пористости монолитных зон деталей и агрегатов самолета, изготавливаемых из пкм, с применением ультразвукового эхоимпульсного метода» Дефектоскопия, № 1, с. 3-9 (2019)

В настоящее время при контроле деталей и агрегатов самолета, изготавливаемых из полимерных композиционных материалов, одновременно с основным контролем на поиск дефектов необходима также оценка пористости по всей площади деталей. В результате исследований разработаны технологии контроля пористости деталей и агрегатов крыла самолета, изготавливаемых из полимерных композиционных материалов, ультразвуковым эхоимпульсным методом. Особенностью этих технологий является то, что сбор данных для дальнейшей обработки и получения расчетных значений пористости осуществляется одновременно с основным контролем без увеличения его трудоемкости. Приведены построенные корреляционные зависимости между величиной пористости и амплитудой донного эхосигнала в углепластиках, изготовленных методом автоклавного формования и инфузии, а также результаты оценки погрешностей определения пористости по разработанным технологиям, сформулированы основные причины их возникновения.

Аксенов А.Г., Бабаков А.В., Чечеткин В.М. «Математическое моделирование вихревых структур в быстровращающихся астрофизических объектах» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 89, с. 182-188 (2018)

Рассматривается применение консервативного численного метода конечных объемов для моделирования быстровращающихся самогравитирующих астрофизических объектов. В эволюционном расчете получены крупномасштабные вихревые структуры. Численное моделирование проведено на основе параллельных алгоритмов, реализованных на вычислительном комплексе кластерной архитектуры.

Чжанг Д., Гоарзаде А. «Влияние внезапного расширения на двухфазное течение в горизонтальной трубе» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 124-137 (2019)

Представлены результаты экспериментального исследования двухфазного течения жидкости и газа через внезапное расширение горизонтальной трубы. Спроектирован и изготовлен замкнутый гидравлический испытательный стенд с прозрачной секцией, предназначенный для исследования динамики снарядного (пробочного) режима потока при скачкообразном увеличении площади сечения. Характеристики горизонтальной водяной струи для одно- и двухфазного потока исследованы с использованием высокоскоростной фотографии. Скорость пузырей, измеренная в расширенной области трубы, сильно зависит от расходов как жидкости, так и газа. Явление внезапного схлопывания пузырей описано с помощью анализа фотографий и оценена толщина пленки жидкости. Построена карта режимов течения для расширения сечения трубы и приведены соответствующие картины течения. Представленные измерения обеспечивают возможность глубокого прорыва в понимании сути влияния внезапного расширения сечения трубы на поведение двухфазного газожидкостного потока.

Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С., Шепелькевич О.А. «Численное моделирование образования гидрата при нагнетании холодного газа в снежный массив» Математическое моделирование, 31, № 1, с. 63-84 (2019)

Решена задача об образовании гидрата в снежном массиве, в исходном состоянии насыщенном газом, при нагнетании этого же газа. Построенная математическая модель основывается на уравнениях механики сплошной среды. Для осесимметричной задачи с протяженной областью фазовых переходов построены автомодельные решения, описывающие поля температур и давлений, а также насыщенностей снега, гидрата и газа в массиве. Численное решение задачи было реализовано методом стрельбы. Показано, что в зависимости от исходного термобарического состояния системы «газ–лед», а также интенсивности нагнетания газа, определяемой массовым его расходом, в области фильтрации можно выделить три характерные зоны, отличающиеся по своей структуре и протяженности: ближняя, в которой снег полностью перешёл в состав гидрата, и, следовательно, присутствуют только фазы гидрата и газа, промежуточная, в которой происходит образование гидрата из газа и льда, и дальняя, насыщенная фазами газа и льда. Изучено влияние массового расхода нагнетаемого газа, начальной снегонасыщенности и исходной температуры массива на протяженность объемной зоны образования гидрата в условиях отрицательной температуры, а также на величину температуры и гидратонасыщенности на границе, разделяющей ближнюю и промежуточную зоны.

Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С., Белова С.В. «Задача об образовании гидрата в слое снега при нагнетании холодного газа» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 21, № 3, с. 58-72 (2018)

Представлена математическая модель процесса образования гидрата метана при нагнетании холодного газа в слой снега, в начальном состоянии насыщенный тем же газом. Рассмотрена некоторая предельная диффузионная схема, согласно которой интенсивность гидратообразования лимитируется диффузией газа через гидратную корку, образующуюся между снегом и газом, и определяется введением лишь одного параметра, имеющего размерность коэффициента диффузии. Пренебрегая диффузионным сопротивлением, имеет место равновесная по фазовым переходам фильтрация, что соответствует предельному случаю, когда приведенный коэффициент диффузии стремится к бесконечности, то есть реализуется равновесный режим. Полученная в работе система уравнений с начальными и граничными условиями была решена методом конечных разностей с использованием явной схемы. В результате численного исследования получена динамика давления, температуры, гидратонасыщенности и снегонасыщенности в случаях диффузионной и равновесной схем. Показано, что значительное влияние на интенсивность процесса гидратообразования оказывают исходные величины снегонасыщенности, давления, значения проницаемости массива. Выявлено, что с ростом приведенного коэффициента диффузии процесс образования гидрата стремится к равновесному по фазовым переходам режиму. Установлено, что интенсивный рост гидрата реализуется в равновесном режиме.

Фролов А.А., Чижонков Е.В. «Влияние электрон-ионных соударений на опрокидывание цилиндрических плазменных колебаний» Математическое моделирование, 30, № 10, с. 86-106 (2018)

Исследовано влияние электрон-ионных соударений на опрокидывание цилиндрических нелинейных плазменных колебаний. Численные расчеты методом частиц и аналитическое рассмотрение методом возмущений в режиме слабой нелинейности показывают, что с ростом частоты соударений происходит увеличение времени опрокидывания плазменных колебаний. Найдено пороговое значение частоты соударений, при превышении которого сингулярности плотности не возникает. В этом случае образующийся вне оси колебаний максимум плотности электронов, нарастание которого в режиме редких соударений приводит к эффекту опрокидывания, после некоторого роста начинает убывать вследствие затухания колебаний.

Пархомов В.А., Бородкова Н.Л., Яхнин А.Г., Теро Р., Цэгмэд Б., Хомутов С.Ю., Пашинин А.Ю., Чиликин В.Э., Мочалов А.А. «Два типа отклика магнитосферы в геомагнитных пульсациях PSC на взаимодействие с межпланетными ударными волнами» Солнечно-земная физика, 4, № 3, с. 68-83 (2018)

Сидоров Р.В., Астапов И.И., Барбашина Н.С., Гвишиани А.Д., Гетманов В.Г., Дмитриева А.Н., Добровольский М.Н., Перегудов Д.В., Соловьёв А.А., Чинкин В.Е., Шутенко В.В., Яшин И.И. «Метод устранения суточных вариаций потоков мюонов для матричных наблюдений годоскопа УРАГАН» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 5, с. 709-711 (2019)

Предложен метод устранения суточных вариаций потоков мюонов для матричных наблюдений годоскопа УРАГАН (НИЯУ МИФИ) на основе матричного цифрового двумерного низкочастотного фильтра. Разработана его структура, основанная на операциях матричных поэлементных умножениях. Реализовано устранение суточных вариаций потоков мюонов для последовательности матриц наблюдений годоскопа УРАГАН.

Ратовский К.Г., Клименко М.В., Клименко В.В., Чирик Н.В., Коренькова Н.А., Котова Д.С. «Эффекты последействий геомагнитных бурь: статистический анализ и теоретическое объяснение» Солнечно-земная физика, 4, № 4, с. 32-42 (2018)

Чугреев Ю.В. «κ-эссенция в релятивистской теории гравитации и общей теории относительности» Теоретическая и математическая физика, 194, № 3, с. 510-521 (2018)

Рассмотрена модель скалярного поля с нетривиальной кинетической частью (κ-эссенции) на фоне плоской однородной и изотропной Вселенной в рамках релятивистской теории гравитации и ОТО. Такое скалярное поле имитирует вещество идеальной жидкости и служит моделью темной энергии, поскольку на поздних временах оно приводит к космологическому ускорению. Для целей поиска адекватного космологического сценария удобнее задавать зависимость плотности энергии такого поля от масштабного фактора, а уже потом находить соответствующий ему лагранжиан. На основе решения такой обратной задачи показано, что в релятивистской теории гравитации любое скалярное поле этого типа либо приводит к нестабильностям, либо стадия сжатия заканчивается недопустимо рано. Отмечается, что непротиворечивой моделью темной энергии в релятивистской теории гравитации может стать скалярное поле с отрицательным потенциалом (экпирозис) Стейнхардта–Турока. В ОТО модель κ-эссенции жизнеспособна и может представлять собой как темную энергию, так и темную материю. Рассмотрен ряд конкретных моделей k-эссенции.

Юсупов В.И., Чудновский В.М., Баграташвили В.Н. «Лазероиндуцированный режим сверхинтенсивного пузырькового кипения» Журнал технической физики, 89, № 1, с. 32-34 (2019)

Реализован режим сверхинтенсивного пузырькового кипения (СПК) в необезгаженной воде на торце лазерного волокна под действием 100 ns импульсного лазерного излучения. В качестве источника излучения использовался волоконный тулиевый лазер умеренной мощности с длиной волны 1.94 mum. Процесс генерации пузырьковых микроструй вблизи торца лазерного волокна изучен с помощью скоростной съемки и акустических методов. Показано, что в режиме СПК, переход к которому носит пороговый характер, основная энергия сигнала акустической эмиссии находится в звуковом диапазоне от 10 до 30 kHz. При этом генерация акустического сигнала происходит по механизму термокавитации. В режиме СПК достигнуты рекордные значения тепловых потоков до 0.16 MW/cm². Определены параметры образующихся конвективных потоков, микропузырьков и генерирующихся широкополосных акустических колебаний. DOI: 10.21883/JTF.2019.01.46958.114-18

Проскорякова Ю.А., Феденко А.А., Чукарин А.Н. «Экспериментальные исследования распределения вибраций стенда центробежной обработки лонжеронов» Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева, № 4, с. 9-13 (2018)

Приведенные результаты экспериментальных исследований распространения вибраций по стенду центробежной обработки лонжеронов позволили выявить источники шумообразования. К ним можно отнести шпиндельную бабку стенда, сам лонжерон, инструмент и кронштейн инструмента.

Перепелкин В.Г., Чунчузов И.П., Куличков С.Н., Попов О.Е., Репина И.А. «Анализ условий возникновения "голоса моря" по данным измерений инфразвука» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 1, с. 83-97 (2019)

Работа посвящена изучению условий возникновения "голоса моря" в инфразвуковом диапазоне и определению его параметров по данным измерений в акватории Черного моря, проведенным в 2011 г. и 2016 г., и в акватории Охотского моря – в 2017 г. Было проведено сравнение различных параметров (средние корреляции, спектры акустических приходов, направления и фазовые скорости) высокочастотного инфразвука (1–10 Гц), зарегистрированного в ходе экспериментов в Кацивели (Крым) в 2011 и 2016 годах. Подробно исследована ветровая обстановка в акватории Черного моря в период проведения измерений, а также условия распространения акустических волн вдоль направления их приходов. В обоих случаях было обнаружено наличие атмосферных вихрей в направлении прихода инфразвука, вызывавших поворот скорости ветра над поверхностью моря. В наблюдениях 2011 года к генерации инфразвука привело взаимодействие двух разнонаправленных атмосферных вихрей над морем, а в 2016 году – вихрь к западу от пункта регистрации. Обсуждается возможность генерации микробаром и "голоса моря" из-за поворота скорости ветра, вызывающего нелинейное взаимодействие поверхностных волн, распространяющихся в противоположных друг к другу направлениях, и образование их 2-й гармоники в виде стоячей поверхностной волны. Из анализа профилей скорости и направления ветра вдоль трассы прихода инфразвука, а также полей акустического давления, рассчитанных методом параболического уравнения по профилям в направлении распространения инфразвука, были определены наиболее вероятные области его генерации. В обоих случаях эти области совпали с зонами, в которых скорость ветра падает до нуля, а направление ветра изменяется на противоположное. Приведен пример одновременной регистрации с одного направления инфразвука в частотном диапазоне микробаром (0.2–0.3 Гц) и более высокочастотного "голоса моря" со средней частотой 5.5 Гц.

Алимурадов А.К., Квитка Ю.С., Чураков П.П., Тычков А.Ю. «Повышение точности измерения частоты основного тона на основе оптимизации процесса декомпозиции речевых сигналов на эмпирические моды» Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль, № 4, с. 53-65 (2018)

Рассматривается актуальный вопрос – повышение точности измерения частоты основного тона речевых сигналов. Объектом исследования является декомпозиция речевых сигналов на детерминистические и стохастические частотные составляющие с применением различных методов. Предметом исследования является улучшенная полная множественная декомпозиция на эмпирические моды с адаптивным шумом. Целью исследования является оптимизация процесса декомпозиции для повышения точности измерения частоты основного тона за счет улучшения частотно-избирательных свойств. Для декомпозиции речевых сигналов на частотные составляющие применялась адаптивная технология анализа нестационарных сигналов – улучшенная полная множественная декомпозиция на эмпирические моды с адаптивным шумом. Исследования и анализ данных были выполнены в среде математического моделирования Маtlаb (МаthWоrкs). Кратко представлен обзор известных методов декомпозиции, основанных на преобразовании Фурье и вейвлет-преобразовании. Рассмотрены их преимущества и недостатки, выявлены перспективы применения метода декомпозиции на эмпирические моды. Представлено подробное математическое описание разновидностей декомпозиций и подчеркнута необходимость оптимизации улучшенной полной множественной декомпозиции на эмпирические моды с адаптивным шумом. Представлен способ оптимизации улучшенной декомпозиции для повышения точности измерения частоты основного тона с кратким математическим описанием. Проведены исследования способа, направленные для оптимального определения параметров функционирования улучшенной декомпозиции. Показано, что предлагаемый способ на основе улучшенной полной множественной декомпозиции на эмпирические моды с адаптивным шумом успешно решает задачу повышения точности измерения частоты основного тона за счет лучших частотно-избирательных свойств.

Капустин В.В., Чуркин А.А., Лозовский И.Н., Кувалдин А.В. «Возможности сейсмоакустических и ультразвуковых методов при контроле качества свайных фундаментов» Геотехника, № 5-6, с. 62-71 (2018)

Нарушение технологии изготовления железобетонных свайных фундаментов может приводить к образованию дефектов, снижающих несущую способность и долговечность конструкций. Надзор за соблюдением требований нормативных технических документов и технических регламентов в процессе изготовления свай не является полной гарантией их качества, что обуславливает необходимость применения прямых и косвенных методов контроля. Прямые методы контроля часто не позволяют получить исчерпывающие сведения о качестве конструкций и требуют значительных финансовых затрат. Для косвенного контроля качества свайных фундаментов широко применяют неразрушающие геофизические методы, основанные на изучении распространения направленных упругих волн в теле конструкций. Представлена методика поверхностного сейсмоакустического, межскважинного и односкважинного ультразвукового, параллельного сейсмического метода, межскважинной сейсмической томографии. Изложены возможности и ограничения сейсмоакустических и ультразвуковых методов контроля сплошности бетона и определения длины свайных фундаментов. Приведены примеры использования данных методов при исследовании железобетонных конструкций различного типа – буронабивных и буроинъекционных свай, «стены в грунте» из бурокасательных свай и погруженной в грунтоцементный массив сваи. Особое внимание уделено применению параллельного сейсмического метода с целью определения глубины заложения свайных фундаментов и использованию метода в комплексе с межскважинной сейсмической томографией с целью определения контуров грунтоцементного массива. Обосновывается необходимость использования скважинных и поверхностных методов для получения достоверной информации о качестве изготовления конструкции в зависимости от поставленной задачи. Указывается на необходимость внесения рекомендаций по применению инструментальных методов в нормативную техническую документацию с учетом возможностей, ограничений и области применения каждого метода.

Миргородская Ю.В., Бернавская М.В., Стаценко Л.Г., Чусов А.А., Черкасова Н.А. «Объектный анализ акустического поля, создаваемого различными источниками звука в произвольном помещении» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 85-94 (2018)

Предложен инструмент для анализа акустического поля, создаваемого различными источниками звука в произвольном помещении. Данный инструмент базируется на авторском алгоритме реализации и объектной модели, заданной объектами, классами и их связями в соответствии со спецификацией UML2.5, и может использоваться для создания автоматизированных систем моделирования акустических характеристик помещений. Используемая модель рассматривалась в предыдущих работах авторов, в данной – приводится новый алгоритм реализации. Он поддерживает метод параллельно-распределенного моделирования, важнейшим свойством которого является распараллеливание отдельных задач для выполнения на разных вычислителях и, как следствие, повышение производительности и точности вычислений. Данный алгоритм положен в основу экспериментального образца программной среды CAMaaS (Computer-Aided Modelling as a Service), разрабатываемой в рамках Федеральной целевой программы «Исследование и разработка высокопараллельных программно-алгоритмических средств и методов моделирования и их реализации для высокопроизводительных программно-аппаратных платформ». Образец основывается на высокопроизводительной программно-аппаратной системе, аппаратная часть которой представлена в виде распределенной четырехкластерной платформы с симметричной мультипроцессорностью и многоядерностью, а также с вычислителями CUDA. Для апробации инструмента были проведены численные расчеты и натурные измерения акустических характеристик помещения. Измерения проводились сертифицированным оборудованием в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 3382-1-2013. В качестве объекта исследований был выбран конференц-зал Дальневосточного федерального университета. Результаты эксперимента показали, что отклонения от оптимального времени реверберации составляют 14,3–26,5% в разных точках исследуемого конференц-зала, что не соответствует принятым стандартам и приводит к ухудшению разборчивости речи. Установлено, что экспериментальный образец имеет экспоненциальную зависимость потребляемых ресурсов от глубины учитываемых вторичных источников, что может позволить применить представленную объектную модель для реализации программных средств моделирования физических полей любой сложности.

Лыхин П.А., Торопецкий К.В., Ульянов В.Н., Усов Э.В., Чухно В.И. «Нестационарная термически-неравновесная модель для предсказания выноса шлама при бурении наклонно-направленных скважин» Математическое моделирование, 31, № 1, с. 85-102 (2019)

Представлена нестационарная математическая модель для моделирования движения шлама в потоке бурового раствора при бурении горизонтальных и наклоннонаправленных скважин. В основе лежит двухслойная модель, которая учитывает шлам в потоке флюида, а также неподвижную шламовую подложку. Приведены соотношения, которые позволяют рассчитывать массообмен между подложкой и шламом в потоке, трение и теплообмен шлама с потоком флюида, а также теплообмен флюида и подложки с затрубным пространством. Реализованы опции для моделирования движения флюида с обычной и неньютоновской реологией. Предполагается, что жидкость двигается в кольцевом канале, образованном стенкой скважины и буровой колонной. Учитывается наличие эксцентриситета в канале. Для моделирования движения и теплообмена шлама и флюида решается система уравнений, которая отражает собой законы сохранения массы, энергии и импульса для каждого компонента в отдельности. Численная реализация основана на методе конечных объемов, конвективные члены записаны в противопоточном виде. Представлены результаты тестовых расчетов, демонстрирующих работоспособность предложенной модели. Рассмотрена задача по вытеснению шлама из произвольно-ориентированной скважины.