Вершков В.А., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М., Абалакин И.В., Бобков В.Г., Козубская Т.К. «Численные исследования аэроакустических характеристик модельного несущего винта вертолета на режиме горизонтального полета.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 289 (2019)

Основным объектом исследования в рамках представленной работы является изолированный модельный четрырехлопастный несущий винт с постоянным шагом жестких лопастей. Проведено численное исследование аэроакустических характеристик винта на режиме косого обтекания при различных скоростях набегающего потока в пакете CFD программ ANSYS CFX и российском пакете программ NOISEtte, разработанном в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН.

Абалакин И.В., Вершков В.А., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Два подхода к численному моделированию акустических полей, генерируемых подвижными телами» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 273-274 (2019)

При решении задач по снижению шума, производимого авиационной техникой, автомобилями и другими устройствами, метод математического моделирования может рассматриваться как эффективное средство исследований в дополнение к физическому эксперименту и теоретическим оценкам. При моделировании течения вокруг тел, движущихся с переменной скоростью, в методику численного моделирования необходимо включать специальные подходы для воспроизведения движения или, как минимум, его учёт. В последнем случае можно использовать математическое описание в неинерциальной системе отсчёта, связанной с движущимся препятствием, что позволяет работать на неизменной расчётной сетке. Однако эта технология неприемлема в общем случае, когда рассматривается система из двух и более тел, движущихся с разными скоростями или одно из которых неподвижно относительно других. В работе рассматриваются два других подхода, основанных на методе погруженных границ и методе деформируемой сетки.

Абалакин И.В., Бобков В.Б., Дубень А.П., Козубская Т.К., Рыбак С.П. «Расчет пульсаций давления на поверхности ракеты космического назначения» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 297-298 (2019)

Одной из важных задач проектирования ракет космического назначения (РКН) является оценка пульсаций давления на внешних поверхностях надкалиберной космической головной части (КГЧ) и прилегающей части ракеты-носителя (PH). На этапе выведения при трансзвуковых и сверхзвуковых режимах обтекания эти поверхности подвергаются воздействию интенсивных пульсаций давления. Около РКН формируется сложное турбулентное течение, характеризующееся наличием локальных отрывов потока и ударных волн, взаимодействующих со слоями смешения и с турбулентным пограничным слоем. Численное моделирование такого рода задач является достаточно сложным и трудоемким процессом и может проводиться только с помощью современных вихреразрешающих подходов, оптимальным образом сочетающих высокую точность и приемлемую ресурсоемкость. Проведены расчеты обтекания РКН с пилотируемым транспортным кораблем (ПТК) и пульсаций давления на обтекателе двигательного отсека ПТК и на прилегающей части PH. Рассматриваются трансзвуковые и сверхзвуковые режимы обтекания (характерные числа Маха от 0.8 до 1.3). Числа Рейнольдса, рассчитанные по длине КГЧ, составляют около 10⁹. Численное моделирование выполнено с помощью вихреразрешающего гибридного RANS-LES подхода IDDES. Для расчетов используется адаптивный численный метод повышенной точности, реализованный в программном комплексе NOISEtte. Турбулентные пульсации на входе в IDDES-область задаются посредством генератора синтетической турбулентности. В докладе приводятся результаты расчетов и анализа пульсационных воздействий на ОДО, а также их сопоставления с имеющимися данными измерений при испытаниях модели КГЧ в аэродинамической трубе ЦАГИ.

Абалакин И.В., Бахвалов П.А., Бобков В.Г., Козубская Т.К. «О валидации программного комплекса NOISEtte применительно к расчету акустических полей.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 271-272 (2019)

Задачи, которые приходится решать при математическом описании и моделировании течения вблизи винта вертолёта, а также генерации этим взаимодействием акустических возмущений и их распространения, исключительно сложные из-за необходимости учёта многочисленных взаимовлияющих факторов и требуют серьёзных разносторонних исследований. Разработка достоверной вычислительной методики, позволяющей проводить численное моделирование таких задач, требует тщательной верификации и валидации путём сравнения как с результатами, полученными в натурных экспериментах, так и с результатами, полученными с использованием сторонних программных пакетов. В работе для подтверждения корректности разработанной авторами численной методики моделирования обтекания вращающегося винта вертолета рассматривается ряд задач и, в частности, проводится моделирование течения около жёсткого модельного двухлопастного несущего винта на режиме осевого обтекания.

Аббакумов К.Е., Вагин А.В «Волновые процессы в слоистой микронеоднородной среде с неоднородными граничными условиями» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 5, с. 12-18 (2019)

Рассмотрен вопрос о том, как с помощью измеренных параметров поверхностной волны определить характеристики неоднородной среды. В работе исследовано распространение поверхностных волн в микронеоднородной слоистой среде типа «сталь-графит» с неоднородными граничными условиями на границах слоев. Выведены и решены относительно волнового числа дисперсионные уравнения для продольной и поперечных вертикально и горизонтально поляризованных волн. Выведено дисперсионное уравнение для поверхностной волны, распространяющейся в упругом неоднородном полупространстве с заданными эффективными модулями упругости. В дисперсионное уравнение подставлены выражения продольной и поперечных волн, полученные для среды с неоднородностями, затем уравнение решено относительно волнового числа поверхностной волны. Построены графические зависимости полученных скоростей от относительной толщины слоя. Полученные зависимости используются применительно к задачам определения физико-механических характеристик неоднородной среды при контроле объекта поверхностной волной. Расчеты проводились для общей толщины слоя сталь-графит 1 мм на частоте ультразвука 1 МГц.

Абдикаримов Р.А., Ходжаев Д.А., Нормуминов Б.А., Мирсаидов М.М. «Исследование параметрических колебаний вязкоупругой цилиндрической панели переменной толщины» Вестник Московского государственного строительного университета, 13, № 11, с. 1315-1325 (2018)

Рассматриваются изотропные вязкоупругие цилиндрические панели переменной толщины, находящиеся под действием равномерно распределенной вибрационной нагрузки, приложенной по одной из параллельных сторон, приводящей (при определенных сочетаниях частот собственных колебаний и возмущающей силы) к параметрическому резонансу. Считается, что под воздействием указанной нагрузки цилиндрические панели допускают перемещения (в частности, прогибы), соизмеримые с их толщиной. На основе классической гипотезы Кирхгофа–Лява построена математическая модель задачи о параметрических колебаниях вязкоупругой изотропной цилиндрической панели переменной толщины в геометрически нелинейной постановке. Выведены соответствующие нелинейные уравнения колебательного движения рассматриваемых панелей (в перемещениях). Предложена методика решения рассматриваемой нелинейной задачи на основе применения метода Бубнова–Галеркина при многочленной аппроксимации перемещений (и прогиба), а также численного метода, использующего квадратурные формулы. В качестве слабо-сингулярного ядра выбрано ядро Колтунова–Ржаницына с тремя различными реологическими параметрами. Результаты. Исследованы параметрические колебания вязкоупругих цилиндрических панелей переменной толщины под воздействием внешней нагрузки. При этом осуществлялся учет влияния на области динамической неустойчивости геометрической нелинейности, вязкоупругих свойств материала, а также других физико-механических и геометрических параметров и факторов (начальных несовершенств формы, соотношений сторон, толщины, граничных условий, коэффициента возбуждения, реологических параметров). Разработаны математическая модель и метод для оценки параметрических колебаний вязкоупругой цилиндрической панели переменной толщины с учетом геометрической нелинейности при действии периодических нагрузок. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами и данными других авторов. Проверена сходимость метода Бубнова–Галеркина.

Абдрашитов Р.Г., Попов О.Ю. «Метод определения времени ускоренных вибропрочностных испытаний бортового оборудования самолетов.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 234 (2019)

Приводится методика определения коэффициента ускорения виброиспытаний, основанная на представлении спектральной плотности виброперегрузок, как случайного параметра с заданной вероятностью выхода его за максимальные и минимальные пределы. По найденному коэффициенту ускорения определяется эквивалентное время испытания, соответствующее заданному ресурсу оборудования самолета. В работе приводится также методика оценки количества циклов виброперегрузок, набранных оборудованием за время испытаний, позволяющая скорректировать время испытаний, если известно предельное число циклов за ресурс испытываемого оборудования.

Абзалилов И.А., Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Применение метода собственного ортогонального разложения для анализа ближнего и дальнего поля турбулентной струи» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 171-172 (2019)

С развитием экспериментальных методов исследования потоков (появление томографических быстродействующих систем измерения скорости типа TomoPIV) и численных методов применительно к задачам аэроакустики появилась возможность получения достаточно подробной информации о пространственно-временной структуре пульсаций в объеме турбулентных течений. При этом возникает вопрос: как ее использовать. Сами по себе сотни гигабайт данных, получаемых «на выходе» экспериментов и/или расчетов, не дают физического понимания, пока исследователь не найдет в них некие закономерности, позволяющие строить математические модели изучаемого явления. Таким образом, становится актуальной задача обработки и анализа больших объемов данных о случайных пространственно-временных полях. В последние несколько десятилетий стандартные методы анализа данных, такие как, разложение на Фурье-гармоники, получение спектральных плотностей мощности сигнала, расчет корреляционных функций и функций когерентности, были дополнены новыми методами, нацеленными именно на обработку массивов временных реализаций пульсаций, синхронно измеренных во многих точках пространства. К таким методам можно отнести методы разложение по эмпирическому базису на ортогональные моды во временной (POD – proper orthogonal decomposition) и в частотной областях (SPOD – spectral proper orthogonal decomposition). Метод SPOD в последнее время достаточно часто применяется при анализе струйных течений для выделения когерентных структур. В НИО-9 ЦАГИ до настоящего времени данный метод анализа не использовался. Данная работа посвящена реализации и тестированию метода SPOD как на модельных примерах, позволяющих понять особенности метода, так и на данных, полученных при численном моделировании дозвуковой турбулентной струи, истекающей из круглого сопла.

Питюк Ю.А., Гумеров Н.А., Абрамова О.А., Зарафутдинов И.А., Ахатов И.Ш. «Численное исследование взаимодействия двух деформируемых пузырьков в акустическом поле» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 4, с. 81-90 (2019)

С использованием метода граничных элементов для потенциальных течений исследуется трехмерная деформация двух пузырьков и пузырьков в кластере в идеальной несжимаемой жидкости под действием акустического поля. Изучается зависимость динамики двух взаимодействующих пузырьков от частоты и амплитуды акустического поля, расстояния между ними. Определены значения параметров акустического поля и кластера, при которых образуются струи, пузырьки деформируются или остаются сферическими. Исследуется поведение двух центральных пузырьков в структурированном кластере под действием акустического поля с различными частотой и амплитудой в зависимости от расстояния между пузырьками кластера. Проведен сравнительный анализ процесса деформации

Аветисян А.С., Белубекян М.В. «Об учете микровращений частиц упругой среды по упрощенной теории коссера при распространении электроупругих волн в пьезоэлектрике класса 6 mm» Акустический журнал, 65, № 5, с. 579-587 (2019)

Выявлено влияние микрополярности материала на распространение одномерной электроупругой волны по разным срезам пьезокристалла класса 6mm. Показано, что микрополярность приводит к дисперсии одномерной электроупругой волны и запрещает распространение высокочастотных волн упругого сдвига. В случае нормально падающей электромагнитной волны на поверхность пьезоэлектрического полупространства по направлению оси поляризации пьезокристалла, в полупространстве возникают три ветви локализованных у поверхности электроупругих волн. Из уравнения дисперсии найден частотный интервал существования этих волн. Численно исследовано поведение волновых характеристик и частотных зон в зависимости от микрополярности пьезоэлектрика.

Галимзянов М.Н., Агишева У.О. «Волновое уравнение для пузырьковой жидкости в переменных Лагранжа» Вестник Башкирского университета, 24, № 2, с. 278-284 (2019)

Рассмотрено одномерное стационарное течение жидкости с газовыми пузырьками при следующих предположениях: смесь монодисперсная; вязкость и теплопроводность существенны лишь в процессе межфазного взаимодействия и при пульсациях пузырьков. Полагалось, что массообмен между фазами отсутствует, а температура жидкости постоянна, в отличие от температуры газа в пузырьке. Давление в пузырьке бралось однородным, что обеспечивается, если радиальная скорость стенок пузырька значительно меньше скорости звука в газе. Для поведения газа в пузырьках был принят политропический закон. На основе одномерных стационарных уравнений течения жидкости с газовыми пузырьками выписано волновое уравнение для пузырьковой жидкости в переменных Лагранжа. Для случая сильновязких жидкостей получено решение вида «ступенька».

Варламов А.В., Лебедев В.В., Агрузов П.М., Ильичёв И.В., Шамрай А.В. «Влияние конфигурации и материала встречно-штыревых преобразователей на возбуждение поверхностных и псевдоповерхностных акустических волн в подложках ниобата лития» Письма в Журнал технической физики, 45, № 14, с. 40-43 (2019)

Исследованы возбуждение, распространение и взаимодействие поверхностных и псевдоповерхностных акустических волн в подложке ниобата лития X-среза. Определены резонансные частоты возбуждения, скорости распространения и дисперсионные характеристики для каждого типа акустических волн. Выявлено влияние материала электродов на эффективность возбуждения и взаимодействие между разными типами акустических волн. Определены требования к материалу и конфигурации электродов акустооптических устройств в интегральном исполнении. Ключевые слова: поверхностная акустическая волна, псевдоповерхностная акустическая волна, встречно-штыревой преобразователь, акустооптическое устройство, ниобат лития, интегральная оптика.

Адян С.И., Андреев Н.Н., Беклемишев Л.Д., Гончаров С.С., Ершов Ю.Л., Матиясевич Ю.В., Осипов Ю.С., Пентус М.Р., Плунгян В.А., Рахилина Е.В., Садовничий В.А., Семёнов А.Л., Татевосов С.Г., Тихомиров В.М., Шень А.Х. «Владимир Андреевич Успенский (27.11.1930–27.06.2018)» Успехи математических наук, 74, № 4, с. 165-180 (2019)

Айгожиева А.К., Зенченко П.Е., Зенченко Е.В. «Влияние конфигурации системы приемников акустической эмиссии на точность локации источников» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 85-86 (2015)

Гаджиев М.Х., Тюфтяев А.С., Исакаев Э.Х., Сон Э.Е., Акимов П.Л. «Влияние ультразвукового излучения на напряжение пробоя трансформаторного масла» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 2, с. 36-40 (2018)

Исследовано воздействие на трансформаторное масло ультразвуковых волн малой мощности при расположении излучателя как снизу на некотором расстоянии от разрядных электродов, так и сверху. Установлено, что в начальный период времени пробивное напряжение трансформаторного масла снижается по отношению к чистому маслу из-за дегазации и возникновения кавитационных пузырьков. С ростом времени воздействия ультразвука напряжение пробоя растет, увеличивается нелинейно и оно больше при расположении излучателя под разрядными электродами.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Акиньшин Р.В. «О возникновении неустойчивости при слиянии собственных частот колебаний вихревого кольца» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 190-191 (2019)

Изучение динамики вихревого кольца представляет большой интерес, гак как вихревое кольцо позволяет исследовать механизмы образования шума в турбулентных течениях. Этот объект легко может быть создан в опыте для экспериментального исследования и допускает теоретическое описание как стационарных, так и колебательных режимов. В то же время теоретическое изучение динамики вихревого кольца проводилось лишь в приближении тонкого вихревого кольца. Параметр тонкости вихревого кольца определяют, как отношение характерного радиуса сечения ядра вихревого кольца к радиусу вихревого кольца. Из всевозможных течений выделяется движение изохронного вихревого кольца, для которого период обращения жидких частиц внутри ядра вихревого кольца постоянен. Для такого вихревого кольца отсутствуют возмущения непрерывного спектра, что существенно облегчает проведение аналитических расчетов. В этой задаче применяется подход, основанный на использовании поля смещения как основной функции. Для исследования малых колебаний вихревого кольца этот подход использовался в работе, где впервые были правильно описаны бочкообразные моды вихревого кольца, а затем другие колебания. Главной целью данной работы является исследование устойчивости длинноволновых (длина волны порядка размера всего кольца) колебаний тонкого вихревого кольца в идеальной жидкости, в области частот вблизи точки слияния собственных частот бесселевских и изолированных колебаний. Для этого последовательно решались четыре задачи. Первая задача – нахождение стационарного течения тонкого изохронного вихревого кольца в идеальной жидкости. Вторая задача – определение базисных деформаций, представляющих собой отклик вихря на колебания его границы заданной формы и частоты. Третья задача – определение скорости смещения границы вихря при заданной деформации области завихренности. Четвертая задача – решение системы алгебраических линейных уравнений для определения частот собственных колебаний. В результате было получено дисперсионное соотношение для определения собственных частот колебаний в более высоком приближении, чем в предшествующих работах обнаружена новая неустойчивость вихревого кольца, которая реализуется в области длинноволновых колебаний.

Аксенов А.А., Гаврилюк В.Н., Тимушев С.Ф., Клименко Д.В., Дядькин А.А., Рыбак С.П. «Расчет нестационарного потока в центробежном вентиляторе и распространения тонального шума в окружающее пространство» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 103-104 (2019)

Генерация шума в проточной части центробежных вентиляторов происходит вследствие различных нестационарных гидродинамических явлений, которые можно условно разделить на два типа: возникающие в результате гидродинамического взаимодействия потока, выходящего из рабочего колеса с отводящим устройством вентилятора; вихревые. Первый вид нестационарных процессов присущ всем центробежным вентиляторам: он обусловлен периодической неравномерностью потока на выходе из рабочего колеса. В результате гидродинамического взаимодействия упомянутой неравномерности потока (вращающейся вместе с рабочим колесом) с отводящим устройством вентилятора возникают колебания на частотах следования лопаток (ЧСЛ) ротора. Расчеты выявляют существенную неравномерность относительных и абсолютных скоростей и углов потока на поверхностях лопаток ротора, так как низкоэнергетическая зона примыкает к нерабочей стороне лопатки. На выходе рабочего колеса распределение статического давления по шагу лопаток ротора близко к равномерному, поэтому разница в полной энергии жидкости, в основном, связана с тем, что скорости и углы потока выше у рабочей стороны лопатки. При прохождении лопаток рабочего колеса, вследствие рассмотренной выше неоднородности потока, происходит периодическое (с частотой следования лопаток) изменение давления в отводящем устройстве. В работе рассматривается задача численного моделирования амплитуд спектральных составляющих акустического давления на ЧСЛ в окружающем пространстве от центробежного вентилятора, который используется для прокачки воздуха обитаемого отсека через поглотительные патроны, подсоединяемые к выходу вентилятора.

Акуличев В.А., Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Каменев С.И., Петров П.С. «Особенности глубоководного приёма импульсных псевдослучайных сигналов при распространении из шельфа в глубокое море» Доклады академии наук, 487, № 3, с. 322-327 (2019)

Обсуждаются результаты эксперимента, проведённого в сентябре 2017 г., для обоснования применимости эффекта “акустического оползня” при решении задач позиционирования автономных подводных аппаратов в случае их функционирования на глубинах, существенно превышающих глубину оси подводного звукового канала. Приводятся результаты экспериментальных исследований и численного анализа эффекта фокусировки акустической энергии в придонном слое на шельфе и переходе её в глубоководные (до 500 м) слои Японского моря для летне-осенних гидрологических условий. Выполнено математическое моделирование распространения акустических волн в модельном волноводе, воспроизводящем условия эксперимента, с применением метода параболического уравнения. Наблюдаемые эффективные скорости распространения сигналов объяснены с использованием метода нормальных волн.

Акуличев В.А., Буланов В.А., Бугаева Л.К. «Особенности распространения звука при наличии пузырьковых облаков в возмущённом приповерхностном слое океана» Доклады академии наук, 487, № 6, с. 691-695 (2019)

Имеются противоречивые мнения о вкладе приповерхностного слоя пузырьков в затухание низкочастотного звука в океане. C учётом новых экспериментальных данных по распределению пузырьков в морской воде показано, что влияние приповерхностного слоя пузырьков на структуру пространственного спада при распространении звука может быть значительным при достаточно типичных концентрациях пузырьков в приповерхностных слоях океана. Возможное объяснение противоречий – пространственная перестройка структуры поля, при которой основной эффект воздействия пузырьков сосредоточен на ближней дистанции, в то же время не оказывая влияния на затухание звука на дальнем расстоянии.

Акулов В.А. «Методология и результаты исследований системы "человек–короткорадиусная центрифуга" с имитацией факторов гипогравитации Луны и Марса» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 20, № 6-2, с. 261-269 (2018)

Излагается методология исследований систем «человек–короткорадиусная центрифуга», предназначенных для имитации факторов гипогравитации Луны и Марса в наземных условиях и выявления скрытых закономерностей состояний человека. Специфику и новизну методологии составляют: двунаправленность исследований – пилотируемая космонавтика и гравитационная терапия; авторская информационно-аналитическая система, обеспечивающая вычисление индивидуальных режимов вращения в зависимости от целенаправленности эксперимента; сочетание экспериментальных и теоретических методов исследований с построением упрощённых математических моделей, доступных широкому кругу пользователей; двухточечный доступ для количественной оценки гемодинамики по схеме «рука–лодыжка».

Власов А.А., Алейник А.С., Аширов А.Н., Плотников М.Ю., Варламов А.В. «Волоконно-оптические кабели с высокой акустической изоляцией» Письма в Журнал технической физики, 45, № 15, с. 29-32 (2019)

Проведены теоретические расчеты и экспериментальное исследование степени снижения акустической чувствительности оптического волокна в диапазоне частот 20–20 000 Hz внутри кабелей специальной конструкции. Достигнута высокая степень снижения акустической чувствительности: более чем на 29 dB по отношению к стандартному одномодовому волокну SMF-28 в полимерной оболочке. Данный результат может существенно повысить пороговую чувствительность измерительных систем на основе волоконно-оптических интерферометров. Ключевые слова: волоконно-оптические датчики, шум окружающей среды, шумоподавление, шумоизоляция.

Александров В.А., Копысов С.П., Тонков Л.Е. «Возбуждение вихревых течений на свободной поверхности жидкости вибрирующей пластиной» Журнал технической физики, 89, № 7, с. 998-1005 (2019)

Исследованы течения на поверхности жидкости при вибрациях в ней частично погруженной пластины. При низкочастотных вибрациях пластины на поверхности жидкости образуются по 2 вихря с каждой стороны поверхности пластины, в которых частицы жидкости движутся в направлении от поверхностей пластины. При параметрическом возбуждении поперечных капиллярных волн вблизи границы слоя жидкости, смачивающей поверхность пластины, направление течений в вихрях становится противоположным. Высокочастотные вибрации пластины создают на поверхности жидкости дополнительно вторичные вихри.

Александров В.Г., Осипов А.А. «Расчетное исследование возможностей реактивного воздействия на распространение звука в аэродинамических каналах» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 123-124 (2019)

Разработаны математическая модель и расчётный комплекс, предназначенные для проведения вычислительного эксперимента и расчетного исследования в задачах аэроакустики для трехмерных нестационарных течений газа со сложной топологией расчётной области и нестандартными граничными условиями. Численная схема, применяемая в составе расчетного комплекса, реализована на неструктурированной сетке, включающей в себя расчетные ячейки тетраэдральной, пирамидальной, призматической и гексаэдральной конфигурации. Продемонстрированы высокие технологические возможности созданного расчетного комплекса, позволяющие моделировать трехмерные акустические ноля в составных каналах с источниками акустического сигнала сложной модальной структуры, с присоединенными резонансными полостями различной конфигурации и активными элементами, осуществляющими контролируемое глушение распространяющегося в канале звукового сигнала. Проведено расчетное исследование физических механизмов и особенностей воздействия присоединенных резонансных полостей различной конфигурации на распространяющийся в канале модальный звуковой сигнал с целью контролируемого снижения его интенсивности. Резонансные свойства полости варьируются за счет изменения ее глубины и установки в ней перегородок по нормали к оси канала, что обеспечивает контроль за условиями отсечки той или иной моды собственных колебаний газа. Установлена важная роль четвертьволнового резонанса, обеспечивающего условия для радикального (до 100%) отражения и мультимодального рассеяния звукового сигнала в канале в том случае, если ширина проемов между перегородками исключает возбуждение всех мод выше поршневой моды. Проведен анализ физического содержания и возможностей реализации концепции “антизвук” применительно к проблеме активного контроля распространения модального звука в газовых трактах. Продемонстрирована эффективность одной из возможных схем применения “антизвука” для глушения модального акустического сигнала в канале. Выполненные расчеты показывают, что может быть достигнуто практически полное глушение исходного сигнала за счет его частичного отражения и мультимодального рассеяния. Реализация трехмерного “антизвука”, вообще говоря, требует специального выбора взаимной ориентации волновых векторов звукового сигнала, подлежащего глушению, и “антизвука”.Разработана вычислительная модель, имитирующая работу активного устройства в виде акустических излучателей, установленных на стенках канала и осуществляющих блокирующее воздействие на распространяющийся в канале звуковой сигнал. Продемонстрированы возможности системы активного контроля данного типа применительно к двумерному и трехмерному звуковому сигналу (глушение до 100%). Особенность данного метода активного контроля состоит в том, что основная часть энергии сигнала при его глушении не рассеивается, а отводится самим активным устройством. Установлено, что трехмерный звуковой сигнал труднее поддается активному контролю, хотя и в этом случае эффект глушения в рассмотренных примерах оказывается значительным (до 85%). В результате проведенного исследования установлена зависимость эффективности данной активной системы от протяженности зоны активного воздействия и размеров дискретных активных элементов, из которых формируется это воздействие. Результаты проведенных вычислительных экспериментов демонстрируют принципиальные возможности и перспективность применения присоединенных резонансных полостей и активного контроля для снижения интенсивности распространяющегося в канале модального звукового сигнала. Для оценки реальной эффективности применения активного контроля для глушения модального шума в проточных каналах авиационного двигателя требуется серьезное усложнение постановки вычислительного эксперимента в отношении учета влияния потока газа, реальной конфигурации каналов и существенно более сложной пространственно-временной структуры акустических полей.

Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А. «Спектральные характеристики рабочего процесса в камерах сгорания гвп при комплексном воздействии энтропийных и акустических волн» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 2, с. 128-141 (2017)

Работа посвящена расчетно-экспериментальному исследованию процесса распространения высокочастотных акустических волн и низкочастотных волн энтропии в камерах сгорания (КС) генераторов высокоэнтальпийных потоков (ГВП). Представлена физико-математическая модель, позволяющая прогнозировать характерные частоты акустических колебаний и волн энтропии. В результате проведенных расчетов определены диапазоны значений акустических проводимостей в граничных сечениях у форсуночной головки и в выходном сечении ГВП. Представлены результаты экспериментальных исследований пульсаций давления и температуры в потоках реагирующего газа внутри КС ГВП. Выполнен спектральный анализ полученных данных при возбуждении продольных акустических форм колебаний газа, а также пульсаций давления и температуры при колебаниях теплоподвода в зоне горения. Экспериментально определены амплитуды пульсаций давления и температуры в КС ГВП на различных режимах работы при возникновении неустойчивого горения. Разработанная физико-математическая модель и полученные с ее помощью результаты могут быть использованы при проектировании и экспериментальной отработке энергосиловых установок авиационно-космических систем, стендовых газогенераторов, огневых подогревателей воздушного потока, технологического оборудования для напыления покрытий и абразивной резки материалов.

Алексеев Г.Г., Алексеева Е.А., Галаган П.В., Сорокин А.П., Сорокин С.А. «Методы реализации нейросетевых алгоритмов гидроакустики на базе гетерогенной аппаратной платформы ГРИФОН» Вопросы радиоэлектроники, № 5, с. 48-59 (2019)

Последнее время за рубежом повышенный интерес вызывают новые нейросетевые алгоритмы гидроакустики, например, создаются аппаратные средства для тестовых полигонов в Арктике для оценки эффективности обнаружения целей и обеспечения безопасности Севера Канады. Открытая архитектура позволяет адаптировать аппаратуру к новым угрозам или экономическим интересам. Совершенствуется не только аппаратура излучения и приема гидроакустических систем, но и их обработки. В статье обсуждаются пути совершенствования и принципы построения специализированных вычислителей на базе аппаратной платформы ГРИФОН, обеспечивающих управление и обработку сигналов в мобильных и стационарных гидроакустических системах. Рассматривается пример создания комплекса, демонстрирующий возможности аппаратуры и перспективы создания вычислителей с высокими параметрами и минимальными массогабаритными характеристиками. Подробно описаны структура и принципы построения математического обеспечения вычислителей. Приводятся сравнительные характеристики предлагаемых алгоритмов, которые могут быть использованы для оптимизации трактов обработки сигналов и объема цифровой аппаратуры.

Шкелев Е.И., Кузьмин В.Г., Орлов И.Я., Лупов С.Ю., Алексеев С.В. «Система сбора и обработки данных о функциях и состоянии человека» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 1, с. 47-54 (2004)

Рассмотрены измерительная аппаратура, устройства обработки/управления и программы, предназначенные для функциональной диагностики состояния человека. Диагностические сигналы поступают по двум направлениям: в микропроцессорную (МП) систему ввода-вывода-обработки (ВВО) в составе управляющей ЭВМ и в крейтовую систему, обладающую теми же функциями, что и первая, и связанную с ЭВМ по сетевому интерфейсу. Обработка сигналов ведется в два этапа: на первом – с помощью цифровых процессоров сигналов (ЦПС) в составе МП-систем ВВО, на заключительном – с использованием ресурсов управляющей ЭВМ. Перенос вычислительной нагрузки на ЦПС позволил выполнять процедуры обработки и анализа поступающих данных в масштабе реального времени. Представлены результаты тестовых испытаний с использованием электрокардиографических и акустических измерений в области сердца. Испытания проводились на факультете физической культуры и спорта Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.

Ползикова Н.И., Алексеев С.Г., Лузанов В.А., Раевский А.О. «Резонансная спиновая накачка в акустическом свч-резонаторе со структурой ZnO-ГГГ-ЖИГ/Pt» Известия РАН. Серия физическая, 83, № 7, с. 910-913 (2019)

Построена теория для описания акустической спиновой накачки в резонаторе объемных акустических волн со структурой ZnO-ЖИГ-ГГГ-ЖИГ/Pt, учитывающая обменный вклад в формирование спектра связанных магнитоупругих волн и обратное влияние акустически возбужденной магнитной динамики в пленках ЖИГ на упругую подсистему во всех слоях. Получено хорошее соответствие теоретических и экспериментальных частотно-полевых зависимостей резонансных частот резонатора и величины напряжения обратного спинового эффекта Холла в Pt.

Алексеев Г.Г., Алексеева Е.А., Галаган П.В., Сорокин А.П., Сорокин С.А. «Методы реализации нейросетевых алгоритмов гидроакустики на базе гетерогенной аппаратной платформы ГРИФОН» Вопросы радиоэлектроники, № 5, с. 48-59 (2019)

Последнее время за рубежом повышенный интерес вызывают новые нейросетевые алгоритмы гидроакустики, например, создаются аппаратные средства для тестовых полигонов в Арктике для оценки эффективности обнаружения целей и обеспечения безопасности Севера Канады. Открытая архитектура позволяет адаптировать аппаратуру к новым угрозам или экономическим интересам. Совершенствуется не только аппаратура излучения и приема гидроакустических систем, но и их обработки. В статье обсуждаются пути совершенствования и принципы построения специализированных вычислителей на базе аппаратной платформы ГРИФОН, обеспечивающих управление и обработку сигналов в мобильных и стационарных гидроакустических системах. Рассматривается пример создания комплекса, демонстрирующий возможности аппаратуры и перспективы создания вычислителей с высокими параметрами и минимальными массогабаритными характеристиками. Подробно описаны структура и принципы построения математического обеспечения вычислителей. Приводятся сравнительные характеристики предлагаемых алгоритмов, которые могут быть использованы для оптимизации трактов обработки сигналов и объема цифровой аппаратуры.

Иноземцев А.А., Алексенцев А.А., Синер А.А. «Акустические характеристики двигательных установок» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 15-16 (2019)

АО «ОДК-Авиадвигатель» является разработчиком двигательных установок авиационного и наземного применения. Основным двигателем для отечественных гражданских средне- и дальнемагистральных самолетов на сегодняшний день является разработанный и изготавливаемый в Перми двигатель ПС-90А и его модификации. В 2018 году получен сертификат типа на новый российский авиационный двигатель ПД-14. Создание новых перспективных двигателей для гражданской авиации является приоритетной программой Объединенной двигателестроительной корпорации (АО «ОДК») с государственным финансированием и строгим контролем. Двигатели создаются при широкой кооперации российских авиационных предприятий с головным разработчиком АО «ОДК-Авиадвигатель». Рассматриваются основные акустические характеристики двигательных установок и их влияние на шум самолета на местности. Освещаются перспективы производства, эксплуатации, модернизации двигателей семейства ПС-90А, ПД-14 и состояние разработки двигателей нового поколения, находящейся на этапе НИОКР. Одним из приоритетов являются работы но экологии, определяющие конкурентоспособность гражданской авиационной продукции. Обладая полувековым опытом совершенствования акустических характеристик авиационных двигателей собственной разработки, АО «ОДК-Авиадвигатель» имеет необходимый задел, материальную базу и персонал для дальнейших работ по улучшению этих характеристик. Рассматриваются задачи, проблемы, мероприятия по акустике авиационных двигателей: снижение шума основных источников на основе трехмерных акустических расчетов элементов и узлов двигателя;- совершенствование звукопоглощающих конструкций (ЗПК); проведение полноразмерных акустических испытаний двигателей на открытом стенде с разработкой, верификацией новых измерительных и расчетных методик. Самолеты с двигателями семейства ПС-90А удовлетворяют требованиям Главы 4 Стандарта ИКАО по шуму на местности. Перспективные российские двигатели должны обеспечить новым самолетам МС-21, SSJ-75/100, Ил-276, CR929 (и др.) возможность удовлетворять с запасом требованиям Главы 14 Стандарта ИКАО. По результатам стендовых испытаний ПД-14 прогнозируется соответствие по шуму на местности самолета МС-21 нормам Главы 14 с запасом 8 EPNдБ и, следовательно, техническому заданию.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Алексенцев А.А., Берсенев Ю.В. «Оценка эффективности шевронных сопел для снижения шума авиационных двигателей» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 46-48 (2019)

Шевронные сопла используются в гражданской авиации для снижения шума струи. Примерами технического решения являются самолеты Боинг-787, Боинг-747-8 и Боинг-737-max, на которых установлены двигатели с шевронами на соплах наружного контура. Совместные работы ФГУП «ЦИАМ» и АО «ОДК-Авиадвигатель» но шевронным соплам проводятся на протяжении последних 14-ти лет. Акустические измерения проводились как в натурных условиях на стенде ОС-5 (Авиадвигатель), так и на моделях (Ц-17А4 ЦИАМ). Проточные части моделей были практически идентичны выхлопным соплам двигателей, в экспериментах воспроизводились натурные условия истечения (перепады давления по контурам и температуры потоков). В настоящей работе представлен анализ результатов исследований акустической эффективности шевронных сопел для двигателей со степенью двухконтурности m=2.36, m=4.5 и m=8.5. В заключение следует отметить, что анализ зарубежного опыта двигателестроения показывает, что проблемы с аномальным усилением высокочастотного шума при использовании шевронных сопел либо не возникают, либо они имеют адекватное решение. Примером является двигатель LEAP lb на самолете Boeing-737-max, шевронное сопло которого является аналогом сопла двигателя (АО «ОДК-Авиадвигатель») с m=8.5.

Алексенцев А.А., Бурдаков Р.В., Степина Е.В., Синер А.А. «Проблемы разработки новых типов ЗПК» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 125-126 (2019)

При разработке современных авиационных двигателей значительное внимание уделяется проблеме борьбы с шумом. Шум авиационного двигателя обладает выраженными узкополосными составляющими на частоте следования лопаток вентилятора и её гармониках. Для уменьшения интенсивности шума каналы двигателя облицовывают звукопоглощающими конструкциями (ЗПК). Широкое распространение среди ЗПК получил резонатор Гельмгольца в различных исполнениях: применение многослойных конструкций, использование проницаемого слоя и т.д. Акустические характеристики ЗПК можно описать комплексной величиной импеданса: отношением акустической скорости к давлению. Импеданс ЗПК подбирается таким образом, чтобы обеспечить заданную величину звукопоглощения. Для повышения экономичности современных авиационных двигателей для гражданской авиации, разработчики создают двигатели с большей степенью двухконтурности, что приводит к необходимости учитывать множество мод, распространяющихся по каналу. В настоящее время для проектирования более эффективных систем шумоглушения широко применяются установки «Канал с потоком». Установки позволяют получить экспериментальные данные для учёта изменения величины импеданса ЗПК в зависимости от скорости обтекающего потока и других внешних условий. Однако требуются модели, позволяющие использовать полученные значения импеданса для оценки поглощения звука в воздухозаборнике двигателя. Наряду с проблемой влияния внешних факторов на импеданс ЗПК существуют проблемы, связанные с соблюдением конструкционных ограничений. Современные двигатели в сравнении с прошлым поколением обладают меньшей частотой следования лопаток вентилятора, что приводит к необходимости увеличения общей высоты ЗПК. Так как величина общей высоты ЗПК ограничена, отдельно можно упомянуть проблему разработки ЗПК, настроенных на эффективное звукопоглощение в области низких частот. Все рассмотренные до этого конструкции относятся к локально реагирующим. Также существует большой класс нелокально реагирующих ЗПК, таких как ЗПК со складчатым заполнителем, трубчатые ЗПК. Среди этих конструкций могут существовать и такие, которые позволят существенно увеличить эффективность системы ЗПК двигателя. Требуется разработать высокоточные методы настройки нелокально реагирующих ЗПК.

Аманбаев Е.Н., Бейшекеев К.К., Алимбаев Б.А., Манапбаев Б.Ж. «Натурные исследования развития внутренней коррозии на углах поворотов в стальных трубах» Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета (КРСУ), 18, № 12, с. 74-78 (2018)

Рассматривается вопрос развития коррозии на углах поворотов в стальных трубах гидротехнических сооружений, который исследован недостаточно. С помощью ультразвукового контроля была определена степень развития коррозии на углах поворотов в стальных трубах. По результатам исследований доказана первостепенность развития коррозии на криволинейных участках труб. Предложены мероприятия по надежной эксплуатации труб гидротехнических сооружений.

Аманбаев Е.Н., Бейшекеев К.К., Алимбаев Б.А., Манапбаев Б.Ж. «Натурные исследования развития внутренней коррозии на углах поворотов в стальных трубах» Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета (КРСУ), 18, № 12, с. 74-78 (2018)

Рассматривается вопрос развития коррозии на углах поворотов в стальных трубах гидротехнических сооружений, который исследован недостаточно. С помощью ультразвукового контроля была определена степень развития коррозии на углах поворотов в стальных трубах. По результатам исследований доказана первостепенность развития коррозии на криволинейных участках труб. Предложены мероприятия по надежной эксплуатации труб гидротехнических сооружений.

Амелькин Н.И., Холощак В.В. «Эволюция вращательного движения динамически симметричного спутника с внутренним демпфированием на круговой орбите» Прикладная математика и механика, 83, № 1, с. 3-15 (2019)

В рамках модели М.А. Лаврентьева изучается влияние внутренней диссипации на вращательное движение спутника в центральном гравитационном поле. Выведены эволюционные уравнения и представлены результаты анализа эволюции вращательного движения динамически симметричного спутника, движущегося по кеплеровой круговой орбите, в зависимости от значений параметров и начальных условий.

Амелькин Н.И., Холощак В.В. «Вращательное движение несимметричного спутника с демпфером на круговой орбите» Прикладная математика и механика, 83, № 1, с. 16-31 (2019)

В рамках модели М.А. Лаврентьева изучается влияние внутренней диссипации на вращательное движение несимметричного спутника с демпфером на круговой орбите. Выведены эволюционные уравнения и исследована устойчивость плоских вращений спутника. Проведен анализ эволюции вращательного движения в зависимости от значений параметров и начальных условий.

Борсуков А.В., Андреев В.Г., Гельт Т.Д., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Иванова Е.В., Ковалев А.В., Козлова Е.Ю., Мамошин А.В., Морозов М.В., Романов С.В., Руденко О.В., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В., Сафонова М.А., Тимашков И.А. Нелинейные ультразвуковые волны в средах с поглощением и дисперсией. Учебное пособие для физического практикума по акустике (2017). 112 с.

В учебном пособии представлены практические задачи, посвященные эффектам, связанным с распространением волн конечной амплитуды в нелинейных средах с учетом поглощения, дисперсии и дифракции. Задачи реализованы в специальном практикуме кафедры акустики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Изучаемые нелинейные явления присущи не только акустическим волнам; поэтому знакомство происходит с универсальными особенностями поведения интенсивных скалярных волн безотносительно к их физической природе. Описание экспериментальных установок и практических упражнений предваряется теоретическим материалом. Сборник предназначен для обучения студентов старших курсов естественных факультетов изучающих основы физики и математического описания нелинейных волновых процессов. Кроме того, он может служить практическим пособием для лиц, заинтересованных в повышении квалификации в области акустики.

Борсуков А.В., Андреев В.Г., Гельт Т.Д., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Иванова Е.В., Ковалев А.В., Козлова Е.Ю., Мамошин А.В., Морозов М.В., Романов С.В., Руденко О.В., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В., Сафонова М.А., Тимашков И.А. Эластография сдвиговой волны: анализ клинических примеров (2017). 376 с.

В монографии отражен 4-х летний опыт применения эластографии сдвиговой волны в многопрофильном стационаре.

Адян С.И., Андреев Н.Н., Беклемишев Л.Д., Гончаров С.С., Ершов Ю.Л., Матиясевич Ю.В., Осипов Ю.С., Пентус М.Р., Плунгян В.А., Рахилина Е.В., Садовничий В.А., Семёнов А.Л., Татевосов С.Г., Тихомиров В.М., Шень А.Х. «Владимир Андреевич Успенский (27.11.1930–27.06.2018)» Успехи математических наук, 74, № 4, с. 165-180 (2019)

Трубецков Д.И., Аникин В.М. «Физики на четвертьвековом юбилее Cаратовского университета» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 27, № 3, с. 99-106 (2019)

Празднование юбилеев – одна из форм сохранения и охранения исторической памяти. Цель статьи – отражение вклада и особенностей участия физико-математического факультета СГУ при проведении юбилейных торжеств в 1935 г. Среди юбилеев Саратовского университета, учрежденного в 1909 г., особое место по своему историческому «положению» занимает четвертьвековой юбилей. Он отмечался в апреле 1935 г., через год после страшных голодных лет в Поволжье (1932–1933 гг.), через два года после отмены процесса «расчленения» университетов на отдельные институты, спустя 4 месяца после убийства С.М. Кирова. Как отмечали современники, «празднику был придан все-союзный и политический размах». В архивы не поступили официальные документы о юбилее (программа, список участников, приветственные адреса и т.п.). Ход пятидневных торжеств можно проследить по местным газетам, вышедшим в апреле 1935 г., а также по документальным источникам личного происхождения – письму профессора С.И. Спасокукоцкого и фотографиям доцента В.И. Калинина, впоследствии профессора, основателя кафедры радиофизики СГУ. В статье вспоминаются некоторые эпизоды, отражающие участие сотрудников физико-математического факультета в юбилейных мероприятиях 1935 г.

Анисимов К.С., Кажан Е.В., Курсаков И.А., Лысенков А.В., Подаруев В.Ю., Савельев А.А. «Разработка облика самолета с использованием высокоточных методов вычислительной аэродинамики и оптимизации» Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104788 (2019)

Проведена разработка облика трехдвигательной компоновки типа «смешанное крыло–фюзеляж» (англ. BWB). С этой целью выполнена аэродинамическая оптимизация формы мотогондолы и положения двигателей. При оптимизации для расчета аэродинамических характеристик использован метод, основанный на численном решении трехмерных осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса. Для поиска оптимального решения использован алгоритм эффективной глобальной оптимизации, основанный на построении имитационных моделей. Разработанная процедура рассмотрена в контексте многодисциплинарной оптимизации третьего поколения, проводимой в рамках проекта AGILE. При выполнении проекта созданная процедура применена к самолётам, выбранным в качестве тестовых случаев.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Исследование взаимовлияния ячеек звукопоглощающих конструкций призматической формы» Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, № 1, с. 397-404 (2018)

Проводится численно-экспериментальное прогнозирование акустической эффективности резонаторов Гельмгольца при их совместной работе. Выявлены закономерности и основные механизмы взаимовлияния резонаторов призматической формы. Разработана схема взаимного расположения резонаторов при их совместной работе с минимальным взаимовлиянием.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Численное прогнозирование акустической эффективности призматических резонаторов Гельмгольца различной конфигурации» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 142-143 (2019)

Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в ее состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК). ЗПК представляют собой совокупность резонаторов Гельмгольца, выполненных в виде сотовой конструкции из полимерных композиционных материалов. Такие звукопоглощающие конструкции традиционно устанавливаются на внутренней поверхности воздухозаборника авиационного двигателя для снижения шума, распространяющегося в переднюю полусферу, и на стенках канала наружного контура двигателя для снижения шума, распространяющегося в заднюю полусферу. Особый интерес представляет использование группы резонаторов 1-DOF, 2-DOF, а также исследование их совместной работы. В рамках проведенных вычислительных экспериментов исследовалось взаимовлияние резонаторов призматической формы одинакового объема, резонаторов разного объема и составных резонаторов. Осуществлялся расчет величины демпфирующего эффекта, производимого резонаторами Гельмгольца при совместной работе, в диапазоне рабочих частот 100–3000 Гц на основе численного решения уравнения Гельмгольца. По результатам вычислительных экспериментов были получены зависимости коэффициента звукопоглощения от частоты. Выявлено взаимовлияние близко расположенных сотовых резонаторов одинакового объема при нормальном падении звуковой волны. Установлено, что акустическая эффективность пары резонаторов при совместной работе ниже, чем у единичного резонатора. При рассмотрении призматических резонаторов различного объема выявлено, что подобное сочетание резонаторов позволит с одной стороны уменьшить взаимовлияние резонаторов на их совместной частоте, а с другой стороны позволит увеличить широкополосность группы резонаторов. Обнаружено, что при совместной работе резонаторов различного объема повышается эффективность "базового” резонатора, а так же повышается широкополосность группы. При рассмотрении составных резонаторов выявлено, что наиболее эффективным сочетанием для "составного" и "базового" резонаторов, является сочетание, при котором резонатор меньшего объема находится сверху. Так на эффективность при совместной работе резонаторов влияет объем и форма. Следует подчеркнуть, что использование в качестве "базового" резонатора других форм, например "биконических", повысит эффективность системы в целом. Дополнительно стоит отметить, что при совместной работе составных резонаторов повышается не только эффективность "базового" резонатора, но и повышается широкополосность группы. В рамках верификации разработанной математической модели проводится сравнение результатов численного моделирования и лабораторных испытаний, проведенных на интерферометре с нормальным падением волны. Сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами лабораторных испытаний выявил, что для модели с парой резонаторов одинакового объема расхождение по коэффициенту звукопоглощения не превышает 5%, по частоте 2%.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А., Храмцов И.В. «Исследование влияния параметров перфорации сотовых ЗПК на их акустическую эффективность» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 144-145 (2019)

В настоящее время экология авиационного транспорта стала второй по актуальности проблемой, выделяемой Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), уступая первое место только безопасности полетов. Одной из доминирующих составляющих вредного воздействия авиации на окружающую среду является шум на местности, создаваемый воздушными судами. Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в её состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК). В процессе изготовления ЗПК возможно образование различных технологических неоднородностей или дефектов. Наиболее распространенные дефекты – уменьшение или увеличение диаметра отверстий перфорации. Образование дефектов приводит к увеличению разброса акустических параметров при проведении испытаний. Это приводит к усложнению процесса обработки полученных данных испытаний, а также к недостоверности получаемых результатов. В рамках численных экспериментов осуществлялся расчет величины демпфирующего эффекта, производимого призматическими ячейками с диаметрами перфораций горловины 1.6–2.6 мм в диапазоне рабочих частот 500–3000 Гц. Исследования проводились при уровнях звукового давления 100 и 130 дБ. По результатам вычислительных экспериментов были получены зависимости коэффициента звукопоглощения от частоты, а также построены зависимости собственной частоты резонатора и коэффициента потери акустического давления от диаметра горловины. Выявлено, что при уровне звукового давления 100 дБ увеличение диаметра перфорации с 1.6 мм до 2.6 мм приводит к повышению собственной частоты резонатора на 36%. Максимальное значение коэффициента звукопоглощения наблюдается при значении диаметра 2.2 мм. При уменьшении диаметра от 2.2 мм до 1.6 мм происходит снижение коэффициента звукопоглощения на 21%. При увеличении диаметра перфорации с 2.2 мм до 2.6 мм также наблюдается снижение коэффициента звукопоглощения на 22%. Выявлено, что при уровне звукового давления 130 дБ увеличение диаметра перфорации с 1.6 мм до 2.6 мм приводит к повышению собственной частоты резонатора на 32%, а также к повышению коэффициента звукопоглощения на 52%. Максимальное значение коэффициента звукопоглощения наблюдается при значении диаметра перфорации 2.6 мм. Кроме того, анализ полученных результатов показал, что изменение диаметра горловины влияет на его широкополосность при обоих уровнях звукового давления. В рамках верификации разработанной математической модели проводится сравнение результатов численного моделирования и лабораторных испытаний, проведенных на интерферометре с нормальным падением волны при уровнях звукового давления 100 и 130 дБ. Образцы ЗПК были изготовлены методом 3D печати. Сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами лабораторных испытаний выявил, что максимальное расхождение наблюдается для расчетного варианта с диметром 2.4 мм и составляет 3.5%, а также для диаметра 1.8 мм и составил 8% для уровня звукового давления 100 и 130 дБ соответственно.

Антонов С.Н. «Акустооптический дефлектор с отводом тепла от пьезопреобразователя при акустической изоляции теплоотвода» Акустический журнал, 65, № 5, с. 588-595 (2019)

Предложен метод отвода тепла от преобразователя акустооптического дефлектора без существенного акустического демпфирования. Тыльная поверхность преобразователя и поверхность поглотителя тепла находятся в контакте через тонкий акустическsи изолирующий слой жидкости. Метод основан на значительном различии комплексного акустического импеданса для сдвиговых колебаний жидкостей и твердого тела (пьезопреобразователя) при хорошей передаче тепла через жидкость. В эксперименте достигнут непрерывный режим работы акустооптического дефлектора при интенсивностях акустической волны более 20 Вт/см². Создан акустооптический дефлектор, работающий в режиме, в котором индекс фазовой модуляции при брэгговской дифракции достигает 3π при подводимой непрерывной управляющей электрической мощности 3 Вт. Параметры дефлектора на длине волны света 1.06 мкм: эффективность дифракции более 90% в частотной полосе 25 МГц и при абсолютном угле сканирования 40 мрад.

Аптекарь Р.Л., Быков А.М., Голенецкий С.В., Фредерикс Д.Д., Свинкин Д.С., Уланов М.В., Цветкова А.Е., Козлова А.В., Лысенко А.Л. «Космические гамма-всплески и мягкие гамма-репитеры – наблюдения и моделирование экстремальных астрофизических процессов (К 100-летию Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН)» Успехи физических наук, 189, № 8, с. 785-802 (2019)

Гамма-всплески и гамма-репитеры (повторные мягкие гамма-всплески) являются наиболее яркими источниками космического гамма излучения. Физические процессы, приводящие к огромным светимостям космических гамма-источников, представляют фундаментальный интерес, поскольку позволяют изучать явления в окрестности чёрных дыр звёздных масс и нейтронных звёзд с магнитными полями, вероятно, выше критических квантово-электродинамических значений, необходимых для поляризации вакуума. Это делает возможным изучение физических процессов в условиях, недостижимых в физических лабораториях. Высокая светимость гамма-всплесков позволяет наблюдать их на космологических расстояниях и изучать процессы образования первых звёзд, а также свойства материи на луче зрения. Приводится краткий обзор результатов современных всеволновых исследований космических гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров. Описывается история развития, основные результаты и перспективы исследований космических гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров – актуального направления фундаментальных космических исследований в Физико-техническом институте (ФТИ) им. А.Ф. Иоффе РАН. Детально представлены результаты, полученные в экспериментах с детекторами КОНУС нескольких поколений, разработанных и успешно реализованных в ФТИ. Наблюдательные данные, полученные в космических экспериментах, эффективно дополняются результатами моделирования астрофизических источников с экстремальным выделением энергии. Обсуждаются перспективы исследования гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров, включая эксперименты, планируемые в ФТИ им. А.Ф. Иоффе.

Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А. «Спектральные характеристики рабочего процесса в камерах сгорания гвп при комплексном воздействии энтропийных и акустических волн» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 2, с. 128-141 (2017)

Работа посвящена расчетно-экспериментальному исследованию процесса распространения высокочастотных акустических волн и низкочастотных волн энтропии в камерах сгорания (КС) генераторов высокоэнтальпийных потоков (ГВП). Представлена физико-математическая модель, позволяющая прогнозировать характерные частоты акустических колебаний и волн энтропии. В результате проведенных расчетов определены диапазоны значений акустических проводимостей в граничных сечениях у форсуночной головки и в выходном сечении ГВП. Представлены результаты экспериментальных исследований пульсаций давления и температуры в потоках реагирующего газа внутри КС ГВП. Выполнен спектральный анализ полученных данных при возбуждении продольных акустических форм колебаний газа, а также пульсаций давления и температуры при колебаниях теплоподвода в зоне горения. Экспериментально определены амплитуды пульсаций давления и температуры в КС ГВП на различных режимах работы при возникновении неустойчивого горения. Разработанная физико-математическая модель и полученные с ее помощью результаты могут быть использованы при проектировании и экспериментальной отработке энергосиловых установок авиационно-космических систем, стендовых газогенераторов, огневых подогревателей воздушного потока, технологического оборудования для напыления покрытий и абразивной резки материалов.

Филатов И.С., Армянинов И.С., Маматказин Т.Р. «Влияние параметров ультразвуковой сварки на прочность контактных соединений выводов интегральных микросхем» Вестник Тамбовского государственного технического университета (ТГТУ), 25, № 1, с. 149-154 (2019)

Исследованы зависимости прочности микросварных соединений от параметров ультразвуковой микросварки: усилия прижима, величины тока, подаваемого на генератор ультразвуковых колебаний, времени сварки. Получены параметры, при которых наблюдалась наибольшая прочность соединений контактов. Решена одна из главных задач в области сборки интегральных микросхем, а именно, подобраны оптимальные параметры для соединений типа «шарик–клин», формируемые из золотой проволоки на подложке с золотым покрытием на установке ультразвуковой мик

Аронов Л.А., Доброленский Ю.С., Ушаков В.Н. «О возможности использования периодического опорного сигнала в гомодинном акустооптическом спектроанализаторе» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 22, № 3, с. 97-105 (2019)

Для работы гомодинного акустооптического спектроанализатора необходимо организовать опорный оптический канал. Сигнал в этом канале должен обеспечивать равномерную засветку по всей области пространственных частот. В общем случае можно рассматривать работу спектроанализатора с фотоприемником мгновенного действия и фотоприемником с накоплением. В последнем случае сигнал в опорном канале предлагается формировать в виде периодической последовательности широкополосных импульсов. Целью является анализ работы спектроанализатора с периодическим опорным сигналом. Анализ основан на выводе математического выражения, описывающего влияние структуры опорного сигнала на выходной сигнал спектроанализатора для случаев применения фотоприемника мгновенного действия и фотоприемника с накоплением. Показано, что для спектроанализатора с фотоприемником мгновенного действия периодичность опорного сигнала не приводит к ухудшению характеристик. Однако такой вариант при большом количестве точек разрешения в частотной области нецелесообразен с практической точки зрения, так как требует параллельной обработки сигнала каждого фотоприемника трактом с фильтрацией, усилением и оцифровкой. При использовании фотоприемника с накоплением процесс накопления заряда приводит к формированию дискретной сетки частот, что означает наличие пропусков сигналов по частоте. Установлено, что избежать этого можно, выбирая время накопления, равное минимальному среди значений временной апертуры акустооптического модулятора и периода сигнала. Реализация такого варианта на практике либо невозможна на современных фотоприемниках с накоплением, либо приводит к наличию пропусков по частоте или времени. Делается вывод, что для обеспечения режима реального времени в гомодинном акустооптическом спектроанализаторе опорный сигнал должен быть либо непериодическим, что ставит вопрос о синтезе подходящего сигнала, либо необходимо использовать фотоприемник мгновенного действия в виде линейки фотодиодов.

Степаненко А.Н., Наквасин А.Ю., Ивакин В.В., Юнисов Р.Р., Арсланова Р.Р. «Разработка методов летных исследований по определению характеристик звукового удара перспективных СГС» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 306 (2019)

Одной из важнейших проблем, связанных с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов является фактор воздействия звукового удара на окружающую среду. Звуковой удар сопровождает самолет на всем его пути сверхзвукового полета. Зона воздействия звукового удара определяется режимом полета и существенно зависит от атмосферных условий. Для определения характеристик звукового удара необходимо не только измерить профиль волны давления, но и определить все параметры, влияющие на условия возникновения и распространения звукового удара. Специалистами Института разработаны методы определения характеристик звукового удара с использованием комплекса измерительной аппаратуры, обеспечивающей синхронизированные измерения следующих параметров: параметры траектории полета самолета (GPS/ГЛОНАСС); бортовые параметры (СБИ); параметры звукового удара (Br÷uel&Kjær PULS LAN-XI, Экофизика GPS/RTA); параметры атмосферы (вертолет Ми-8АМТ с метеозондом ROTRONIC). При проведении летных испытаний осуществляется горизонтальный пролет самолета на высоте Н≥11 200 метров при скорости М=1.6–2.0 над измерительной базой с одновременным измерением всех указанных параметров. Данная методика была успешно апробирована при проведении летных испытаний самолета Су-30 на аэродроме «Третьяково».

Суворов А.С., Кальясов П.С., Коротин П.И., Соков Е.М., Артельный В.В. «Прогноз шумоизлучения от неоднородностей обтекаемой поверхности» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 150-156 (2019)

Объект и цель научной работы. Численное прогнозирование характеристик гидродинамического шума, возникающего при взаимодействии потока с неоднородностями обтекаемой поверхности. Материалы и методы. Задача решается с использованием гибридных методов численного моделирования турбулентности и прямого моделирования рассеяния псевдозвукового поля квадрупольных источников. Основные результаты. Выполнен анализ характеристик направленности и интенсивности шумоизлучения, предложена физическая интерпретация протекающих процессов, продемонстрирована автомодельность акустических характеристик для различных режимов течения. Заключение. Результаты работы могут быть использованы в акустическом проектировании малошумного гидравлического оборудования.

Архиреева Е.Ю., Даньков Б.Н., Косенко А.П., Рыбак С.П. «Опыт сопоставления модельных и натурных данных по пульсациям давления на надкалиберных головных частях» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 250-252 (2019)

Приводятся результаты анализа и сопоставления данных измерений пульсаций давления на надкалиберных головных частях (ГЧ) ракет, полученных при летных испытаниях и при испытаниях моделей ГЧ в аэродинамических трубах (АДТ).

Асеев А.Л., Варшалович Д.А., Велихов Е.П., Грехов И.В., Гуляев Ю.В., Жуков А.Е., Иванов С.В., Каплянский А.А., Копьев П.С., Красников Г.Я., Сурис Р.А., Фортов В.Е. «Памяти Жореса Ивановича Алферова» Успехи физических наук, 189, № 8, с. 899-900 (2019)

Афанасьев А.А. «Осредненная асимптотическая модель двухфазной фильтрации в трещиновато-пористых средах» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 83-92 (2019)

Рассмотрено решение классической в теории фильтрации задачи Баклея–Леверетта, обобщенной на случай двухфазных течений в трещиновато-пористых средах. В этом случае несмешивающееся вытеснение жидкостей в пористой среде осложняется отсутствием локального капиллярного равновесия между поровыми пространствами различного масштаба, а решение задачи в случае общего положения не автомодельное. Рассмотрена фильтрация в предельном случае больших масштабов по времени, когда устанавливается капиллярное равновесие, а распределения параметров течения, как показано в работе, стремятся к автомодельной асимптотике. Получены осредненные уравнения равновесной фильтрации для эффективной одинарной пористой среды, описывающие данную асимптотику.

Афанасьев А.А., Чернова А.А. «О решении задачи Римана, описывающей закачку нагретого раствора соли в водонасыщенный пласт» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 72-81 (2019)

Решена автомодельная задача о распаде произвольного разрыва применительно к процессам неизотермической фильтрации соленой жидкости. Учитывается возможность выпадения в пористой среде осадка в виде твердой фазы соли и сопутствующее снижение проницаемости. В предположении несжимаемой среды и пренебрежении теплопроводностью предложен геометрический метод решения задачи на плоскости. Показано, что решение необходимо строить только из сильных разрывов и областей однородного распределения параметров, а центрированные волны Римана невозможны. Исследованы возможные типы решений задачи. Продемонстрировано, что при высокой температуре закачиваемого раствора соли в пласт распространяются три сильных разрыва, из которых только на внутреннем рвется температура.

Питюк Ю.А., Гумеров Н.А., Абрамова О.А., Зарафутдинов И.А., Ахатов И.Ш. «Численное исследование взаимодействия двух деформируемых пузырьков в акустическом поле» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 4, с. 81-90 (2019)

С использованием метода граничных элементов для потенциальных течений исследуется трехмерная деформация двух пузырьков и пузырьков в кластере в идеальной несжимаемой жидкости под действием акустического поля. Изучается зависимость динамики двух взаимодействующих пузырьков от частоты и амплитуды акустического поля, расстояния между ними. Определены значения параметров акустического поля и кластера, при которых образуются струи, пузырьки деформируются или остаются сферическими. Исследуется поведение двух центральных пузырьков в структурированном кластере под действием акустического поля с различными частотой и амплитудой в зависимости от расстояния между пузырьками кластера. Проведен сравнительный анализ процесса деформации

Ахметсафин Р.Д., Ахметсафина Р.З. «Фильтрация сембланса при обработке записей волнового акустического каротажа» Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 62, № 6, с. 503-510 (2019)

Предложены методы фильтрации сембланса. Сембланс является основным инструментом оценки интервальных времен (скоростей) составляющих волнового пакета многоэлементного волнового акустического каротажа. Сембланс, или STC (Slowness-Time Coherence), – мера когерентности распределения энергии между зарегистрированными сигналами на приемниках антенной решетки зонда волнового акустического каротажа в координатах τ–p или “приведенное время пробега волны от середины антенной решетки (τ) – интервальное время (p)”.

Ахметсафин Р.Д., Ахметсафина Р.З. «Фильтрация сембланса при обработке записей волнового акустического каротажа» Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 62, № 6, с. 503-510 (2019)

Предложены методы фильтрации сембланса. Сембланс является основным инструментом оценки интервальных времен (скоростей) составляющих волнового пакета многоэлементного волнового акустического каротажа. Сембланс, или STC (Slowness-Time Coherence), – мера когерентности распределения энергии между зарегистрированными сигналами на приемниках антенной решетки зонда волнового акустического каротажа в координатах τ–p или “приведенное время пробега волны от середины антенной решетки (τ) – интервальное время (p)”.

Власов А.А., Алейник А.С., Аширов А.Н., Плотников М.Ю., Варламов А.В. «Волоконно-оптические кабели с высокой акустической изоляцией» Письма в Журнал технической физики, 45, № 15, с. 29-32 (2019)

Проведены теоретические расчеты и экспериментальное исследование степени снижения акустической чувствительности оптического волокна в диапазоне частот 20–20 000 Hz внутри кабелей специальной конструкции. Достигнута высокая степень снижения акустической чувствительности: более чем на 29 dB по отношению к стандартному одномодовому волокну SMF-28 в полимерной оболочке. Данный результат может существенно повысить пороговую чувствительность измерительных систем на основе волоконно-оптических интерферометров. Ключевые слова: волоконно-оптические датчики, шум окружающей среды, шумоподавление, шумоизоляция.

Аюпов Р.Ш., Бендерский Л.А., Любимов Д.А. «Исследование течения и шума струи, истекающей из двухконтурного модельного сопла CoJeN, с помощью RANS/ILES-метода» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 280-281 (2019)

С помощью RANS/ILES-метода высокого разрешения было рассчитано истечение затопленной струи из модельного двухконтурного сопла, для которого в проекте «Computation of Coaxial Jet Noise» (CoJeN) получен массив экспериментальных данных по распределению параметров течения в струе и её акустических характеристик для различных режимов истечения.