Дудко О.В., Рагозина В.Е. «О динамике разгрузки и упругих волнах в среде с предварительно накопленными пластическими деформациями» Механика твердого тела, № 3, с. 41-53 (2019)

Для модели больших упругопластических деформаций предложены подходы, позволяющие описать упругую динамику среды (включая разгрузку и упругое нагружение) при наличии в ней предварительных необратимых деформаций. Получены формулы для вычисления перераспределения пластических деформаций на основе поворотного тензора. Для динамических упругих процессов, порождающих ударные волны в упругопластической среде, определены возможные скорости и типы плоских ударных волн. Показано, что упругие ударные волны создают скачки поля предварительных пластических деформаций, получены соотношения для вычисления таких разрывов. Рассмотрены основные свойства моделирования автомодельных решений и возможность разграничения в них упругих и пластических деформаций с учетом предложенного подхода к описанию кинематики среды.

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.

Завольский Н.А., Малеханов А.И., Раевский М.А. «Сравнительный анализ методов пространственной обработки сигналов, принимаемых горизонтальной антенной решеткой в канале мелкого моря со взволнованной поверхностью» Акустический журнал, 65, № 5, с. 608-618 (2019)

Представленное ранее исследование влияния особенностей распространения низкочастотного акустического сигнала в канале мелкого моря в условиях развитого ветрового волнения на характеристики горизонтальной фазированной антенной решетки (ФАР) продолжено с целью сравнительного анализа эффективности различных методов пространственной обработки сигналов. Основное внимание уделено количественным оценкам дополнительного выигрыша оптимальной обработки по величине коэффициента усиления антенны в сравнении со стандартным методом ФАР, компенсированной в направлении на источник сигнала, в зависимости от основных параметров задачи – направления на источник и расстояния до него, скорости ветра, волновых размеров антенны. Численное моделирование выполнено для гидрологических условий, характерных для Баренцева моря в зимний период, частоты сигнала 250 Гц и в широком интервале расстояний до 500 км. Показано, что дополнительный выигрыш оптимизации обработки может меняться в широких пределах (от долей до нескольких дБ), при этом эффективность ФАР также варьирует в широких пределах и может иметь немонотонную зависимость от дистанции.

Разрезова К.В., Малец А.А. «Анализ процесса генерации звуковых волн термоакустическими источниками» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 20193, с. 110-116 (2019)

Уточнена методика расчета амплитуды колебательной скорости звуковой волны. Показано, что в случаях, когда термоакустический эффект звука нагружен жидкостями, вклад в акустическое поле излучения звука с поверхности твердого тела может быть довольно большим, и это необходимо учитывать при проведении исследований таких излучений. Перспективным направлением исследования является использование термофонов в качестве источников излучения звука в жидкую среду. Для проведения гидроакустических измерений в жидких средах необходимо разрабатывать специальные термофоны, гидроизолированные от проводящей жидкости за счет иммерсионной жидкости. В природе существует великое множество жидких диэлектриков. Например, для этой цели могут быть использованы жидкие диэлектрики, применяемые для поляризации пьезоэлементов, входящих в состав составных излучателей звука, которые широко используются в различных гидроакустических системах. При этом можно ожидать, что акустическая эффективность системы возрастет на 6–20 дБ.

Красненко Н.П., Раков А.С., Раков Д.С. «Исследование защищенной зеркально-параболической антенны акустического локатора» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 27–29 июня 2017 г., с. 444-454 (2017)

Предложена методика расчета диаграмм направленности антенн акустических локаторов по измерениям амплитудного распределения поля на излучающей апертуре. На примере антенны локатора «Звук-4» приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований защищенной зеркально-параболический антенны. Проведено сравнение с характеристиками антенн других локаторов.

Красненко Н.П., Раков А.С., Раков Д.С. «Оценка влияния неидентичности параметров элементов акустической антенной решетки на её диаграмму направленности» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы II Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VIII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 26–28 июня 2018 г., с. 650-655 (2018)

Рассмотрены вопросы построения акустической антенной решетки и влияния разброса амплитудно-частотных характеристик единичных элементов на её диаграмму направленности. На примере 25 элементной антенной решетки рассмотрен процесс формирования оптимальной конфигурации расположения элементов в решетке. Описан метод расчета диаграммы направленности антенных решеток

Кудрявцев А.Н., Мурин М.А., Раков А.С., Раков Д.С. «Ультразвуковая система обнаружения препятствий для беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы II Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VIII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 26–28 июня 2018 г., с. 656-662 (2018)

Рассмотрен процесс построения системы обнаружения препятствий в ближней зоне на основе использования системы ультразвуковых дальномеров. Приведены краткие сведения о физике процесса измерения расстояний с помощью ультразвуковых волн.

Красненко Н.П., Раков А.С., Раков Д.С. «Исследование защищенной зеркально-параболической антенны акустического локатора» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 27–29 июня 2017 г., с. 444-454 (2017)

Предложена методика расчета диаграмм направленности антенн акустических локаторов по измерениям амплитудного распределения поля на излучающей апертуре. На примере антенны локатора «Звук-4» приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований защищенной зеркально-параболический антенны. Проведено сравнение с характеристиками антенн других локаторов.

Красненко Н.П., Раков А.С., Раков Д.С. «Оценка влияния неидентичности параметров элементов акустической антенной решетки на её диаграмму направленности» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы II Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VIII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 26–28 июня 2018 г., с. 650-655 (2018)

Рассмотрены вопросы построения акустической антенной решетки и влияния разброса амплитудно-частотных характеристик единичных элементов на её диаграмму направленности. На примере 25 элементной антенной решетки рассмотрен процесс формирования оптимальной конфигурации расположения элементов в решетке. Описан метод расчета диаграммы направленности антенных решеток

Кудрявцев А.Н., Мурин М.А., Раков А.С., Раков Д.С. «Ультразвуковая система обнаружения препятствий для беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа» Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн. Материалы II Всероссийской научной конференции по проблемам радиофизики и дистанционного зондирования сред, проводимой в рамках VIII Всероссийских Армандовских чтений, Муром, 26–28 июня 2018 г., с. 656-662 (2018)

Рассмотрен процесс построения системы обнаружения препятствий в ближней зоне на основе использования системы ультразвуковых дальномеров. Приведены краткие сведения о физике процесса измерения расстояний с помощью ультразвуковых волн.

Растегаев И.А., Гомера В.П., Тюпин С.А., Смирнов А.Д., Григорьева А.В. «Применение метода акустической эмиссии для повышения эффективности обнаружения расслоения в металле сосудов, работающих в среде водородосодержащего газа» Контроль. Диагностика, № 4, с. 4-11 (2019)

Приведены оценки вероятности обнаружения расслоения металла стенки емкостного оборудования при различных вариантах применения методов выборочного и интегрального неразрушающего контроля на реальном практическом примере технического диагностирования сепаратора водородосодержащего газа. Показано, что метод акустической эмиссии позволяет существенно повысить вероятность обнаружения расслоения стенки оборудования при его техническом диагностировании с сохранением объема выборочного контроля сканирующими методами. Указанный положительный эффект может быть достигнут на этапе планирования объема и местоположения зон применения сканирующих методов неразрушающего контроля перед проведением технического диагностирования за счет использования предварительно полученных данных акустико-эмиссионного контроля о расположении и степени опасности зарегистрированных акустических источников. Получение данной информации возможно как при проведении акустико-эмиссионного контроля оборудования во время технического диагностирования, так и в режиме его эксплуатации. Также показано, что вероятность обнаружения расслоения металла при акустико-эмиссионном контроле увеличивается пропорционально уменьшению площади локационного кластера, а ее наименьшее значение определяется размерами (площадью) антенной решетки.

Коновалов Н.Н., Рафиков Р.Х., Преображенский М.Н. «Зеркальный способ измерения диаграмм направленности в дополнительной (азимутальной) плоскости наклонных пьезопреобразователей» Дефектоскопия, № 5, с. 3-10 (2019)

Предложен новый зеркальный способ измерения диаграмм направленности наклонных пьезопреобразователей в дополнительной (азимутальной) плоскости. Проведены измерения диаграмм направленности в дополнительной плоскости для преобразователей с углами ввода от 34 до 70° зеркальным способом на стальном образце с плоскопараллельными поверхностями. Установлено, что для преобразователей с углами призмы, близкими к первому критическому (угол ввода 34°), наблюдается расширение угла раскрытия диаграммы направленности в дополнительной плоскости, что может быть объяснено участием в ее формировании преломленной продольной (головной) волны. Показано, что измерения диаграммы направленности в дополнительной плоскости пьезоэлектрических преобразователей эффективно можно проводить в диапазоне азимутальных углов ±15° от направления акустической оси.

Рафиков Р.Х. «Повышение эффективности ультразвукового контроля на основе дополнительной информации об индикатриссах рассеяния дефектов» Дефектоскопия, № 5, с. 11-21 (2019)

Предложена методика ультразвукового контроля (УЗК), позволяющая классифицировать внутренние дефекты в сварных соединениях на плоскостные и объемные на основе применения их индикатрис рассеяния. В качестве излучателя и приемника при УЗК применены специально изготовленные наклонные раздельно-совмещенные преобразователи типа «Дуэт» с углами ввода 29 и 61°, возбуждающие в контролируемом объекте головную волну. Рассмотрены информационные признаки дефектов, основанные на использовании их индикатрис рассеяния, которые позволяют повысить достоверность результатов ультразвукового контроля. Показано, что индикатрисы рассеяния дефектов наиболее информативны, благодаря особенностям распространения головных волн, при угле ввода 29° (угол призмы, близкий к первому критическому углу для пары материалов оргстекло–алюминиево-магниевый сплав) и при угле ввода 61° (угол ввода, близкий к дополняющему угол от 29 до 90°). Проведена оценка статистической значимости результатов вычисления коэффициентов корреляции и конкордации на заданных уровнях значимости α=0,05 и β=0,05, где α и β – вероятности ошибок первого и второго рода соответственно. Составлены корреляционные матрицы для полученных индикатрис рассеяния дефектов. Дополнительно достоверность результатов проверена с помощью сопоставления полученных данных с базой данных ранее выполненных измерений и их результатов.

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)

Надирадзе А.Б., Обухов В.А., Рахматуллин Р.Р., Свотина В.В. «Эффекты эрозионного и загрязняющего воздействия при уводе объектов космического мусора ионным пучком» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 3, с. 131-139 (2018)

Рассмотрены эффекты эрозионного и загрязняющего воздействия при уводе крупногабаритных объектов космического мусора (ОКМ) воздействием на них ионным пучком. Представлены результаты расчетов глубины эрозии материалов ОКМ и уровня загрязнения сервисного космического аппарата (СКА) при использовании ионного пучка ксенона клиновидной формы с током ионов 0.5 А, энергией ионов 4 кэВ и полууглами расходимости в двух взаимно перпендикулярных направлениях 3 и 0.3°. В качестве ОКМ техногенной природы рассмотрен модельный объект с геометрией, характерной для геостационарных КА связи массой 1.5–2 т. Получено, что глубина эрозии поверхности ОКМ находится в диапазоне 10–200 мкм, и существует реальная опасность разрушения материалов ОКМ и образования вторичных частиц космического мусора. Уровень загрязнения СКА за все время его работы (10–20 циклов увода) достигает 1.2·10^–4 г/см², что становится проблемой при реализации способа увода ОКМ ионным пучком.

Надирадзе А.Б., Рахматуллин Р.Р., Обухов В.А., Свотина В.В. «Механическое воздействие ионного пучка на крупный объект космического мусора техногенной природы» Известия Российской академии наук. Энергетика, № 3, с. 110-121 (2019)

Метод увода крупногабаритных объектов космического мусора (ОКМ) воздействием на него ионным пучком (IonShepherd) может быть чрезвычайно эффективным, особенно применительно к удалению ОКМ из области геостационарной орбиты (ГСО). Однако данный метод сопряжен с рядом серьезных проблем, обусловленных эффектами взаимодействия ионного пучка с поверхностью ОКМ. В данной работе проведено моделирование механического воздействия на ОКМ слабо расходящегося ионного пучка ксенона с током 0.5 А и энергией 4 кэВ. В качестве ОКМ техногенной природы рассмотрен разгонный блок “Бриз-М”. Исследовано влияние точности прицеливания ионного пучка и коэффициентов аккомодации материалов внешней поверхности ОКМ на величины возмущающих усилий и моментов, действующих на ОКМ. Показано, что даже небольшие отличия коэффициентов аккомодации реального материала от идеального, при котором взаимодействие происходит в режиме полного поглощения импульса, приводят к возникновению боковой силы, способной за время увода сместить ОКМ на сотни километров от его начального положения. Погрешность в прицеливании ионного пучка приводит к возникновению значительных крутящих моментов, способных привести к вращению ОКМ с угловой скоростью до 1–2 оборотов в секунду.

Ганиев Р.Ф., Ревизников Д.Л., Сухарев Т.Ю., Украинский Л.Е. «Волновое перемешивание в системе подвижных коаксиальных цилиндров» Доклады академии наук, 486, № 1, с. 30-33 (2019)

Представлены результаты компьютерного моделирования перемешивания в системе подвижных коаксиальных цилиндров. Получены детальные пространственно-временные картины протекающих процессов и определены основные структуры в поле течения. На основе анализа особых точек векторного поля скоростей жидкости предложен способ профилирования ротора. Введены числа подобия, использование которых позволяет осуществить переход от лабораторных стендовых установок к реальным производственным аппаратам.

Ремизов М.Ю. «Пространственная задача о прохождении упругой волны через два параллельных двоякопериодических массива трещин» Прикладная математика и механика, 83, № 1, с. 72-83 (2019)

Вычисляются коэффициенты отражения и прохождения в задаче о падении плоской волны на трехмерную систему двух параллельных двоякопериодических массивов трещин. В условиях низкочастотного режима задача сводится к системе интегральных уравнений на одной выделенной трещине. Полуаналитический метод, разработанный ранее для трехмерных скалярных и плоских упругих задач, приводит к явным аналитическим представлениям для волнового поля и параметров рассеяния.

Силаев М.Ю., Еськова Е.А., Герус Д.С., Ремшев Е.Ю. «Применение метода акустической эмиссии при определении механических характеристик проволоки БрНХК-2,5-0,6-0,7 при производстве упругих элементов» Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104993 (2019)

Исследовалась возможность использования проволоки из никель-хром-кремниевой бронзы БрНХК-2,5-0,6-0,7 для изготовления упругих элементов, в частности винтовых пружин. Представлены результаты исследования механических характеристик бронзового сплава БрНХК с применением метода акустической эмиссии. Анализировались зависимости между параметрами акустической эмиссии и механическими характеристиками проволоки БрНХК-2,5-0,6-0,7 после реализации различных режимов термической обработки. Для установления закономерностей между параметрами акустической эмиссии и механическими характеристиками построены совмещенные диаграммы. Применяя метод акустической эмиссии, можно при растяжении образца оперативно определять размер зерна испытанного материала, что, в свою очередь, позволит прогнозировать эксплуатационные свойства готового изделия (релаксационную стойкость, ползучесть) на стадии проектирования упругих элементов, что позволит технологу выбрать оптимальный режим термической обработки без длительных исследований микроструктуры. Полученные закономерности можно использовать при входном контроле пружинных материалов для подтверждения сертификационных требований, а также для прогнозирования свойств на длительный период эксплуатации (до 25 лет).

Куличков С.Н., Чунчузов И.П., Попов О.Е., Перепелкин В.Г., Голикова Е.В., Буш Г.А., Репина И.А., Цыбульская Н.Д., Горчаков Г.И. «Внутренние гравитационные и инфразвуковые волны во время урагана в Москве 29 мая 2017 г .» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 55, № 2, с. 32-40 (2019)

Приведены данные регистрации внутренних гравитационных волн (ВГВ) и инфразвуковых волн, образовавшихся при прохождении через Москву теплого и холодного фронтов, связанных с атмосферным штормом 29 мая 2017 г. Регистрация волн проводилась на сети 4 микробарографов ИФА–МГУ–Мосрентген–ЗНС, размещенных в Москве и Московской области, и сравнивалась с данными измерений параметров инфразвуковых волн в г. Дубне на станции IS43. Исследуются изменения характеристик ВГВ и инфразвуковых волн (когерентности, азимуты и фазовые скорости распространения, характерные периоды и частотные спектры) с течением времени при прохождении теплого и холодного фронтов. Исследуется также переход от гравитационной к акустической дисперсионной ветви акустико-гравитационных волн с ростом частоты и временная модуляция фазовой скорости инфразвуковых волн, вызванная ВГВ. Приведены данные измерений концентраций аэрозоля PM10 и концентрации газа NO₂ в разных пунктах г. Москвы в процессе приближения атмосферного шторма. Исследуется возможность обнаружения волновых предвестников атмосферных штормов одновременно в вариациях атмосферного давления, скорости ветра и концентрациях примесей.

Роганов Ю.В., Стовас А., Роганов В.Ю. «Свойства акустических осей в триклинных средах» Геофизический журнал, 41, № 3, с. 3-17 (2019)

Предложен метод получения соотношений для определения положения акустических осей в триклинному среде и зависимостей между ними. Доказано, что эти соотношения линейно независимы над полем действительных чисел. Однако любое соотношение алгебраических зависит от любых двух других соотношений. Исследована также взаимосвязь полученных соотношений с соотношениями, выведенными в более ранних работах. Выведены формулы определяют, как изменяются эти соотношения при поворотах вокруг осей системы координат. Доказано, что выполнение пяти соотношений необходимо и достаточно для определения всех акустических осей в заданных ней системе координат. Показано, что акустическая ось в заданном фазовом направлении существует тогда и только тогда, когда два специальных векторы размерности пять коллинеарны. Для орторомбической среды эти соотношения представлены в явном виде однородными многочленами шестого степени от компонент вектора фазового направлении и третьей степени от коэффициентов упругости. В плоскостях симметрии только два соотношение не равны тождественно нулю. Теорию продемонстрировано на двух примерах анизотропных сред. В первом примере, для триклинного среды, показано положение 16 акустических осей как точки пересечения графиков трех соотношений на плоскости (угол с вертикалью, азимут). В этом случае 6 точек соответствуют пересечению писем фазовых скоростей P и S1 волн, а 10 точек – пересечению писем S1 и S2 волн. Второй пример демонстрирует определение всех акустических осей в орторомбической среде на основании выведенных соотношений. Для второго примера графики соотношений приведены только в первом квадранте, поскольку они симметричны относительно координатных плоскостей.

Роганов Ю.В., Стовас А., Роганов В.Ю. «Свойства акустических осей в триклинных средах» Геофизический журнал, 41, № 3, с. 3-17 (2019)

Предложен метод получения соотношений для определения положения акустических осей в триклинному среде и зависимостей между ними. Доказано, что эти соотношения линейно независимы над полем действительных чисел. Однако любое соотношение алгебраических зависит от любых двух других соотношений. Исследована также взаимосвязь полученных соотношений с соотношениями, выведенными в более ранних работах. Выведены формулы определяют, как изменяются эти соотношения при поворотах вокруг осей системы координат. Доказано, что выполнение пяти соотношений необходимо и достаточно для определения всех акустических осей в заданных ней системе координат. Показано, что акустическая ось в заданном фазовом направлении существует тогда и только тогда, когда два специальных векторы размерности пять коллинеарны. Для орторомбической среды эти соотношения представлены в явном виде однородными многочленами шестого степени от компонент вектора фазового направлении и третьей степени от коэффициентов упругости. В плоскостях симметрии только два соотношение не равны тождественно нулю. Теорию продемонстрировано на двух примерах анизотропных сред. В первом примере, для триклинного среды, показано положение 16 акустических осей как точки пересечения графиков трех соотношений на плоскости (угол с вертикалью, азимут). В этом случае 6 точек соответствуют пересечению писем фазовых скоростей P и S1 волн, а 10 точек – пересечению писем S1 и S2 волн. Второй пример демонстрирует определение всех акустических осей в орторомбической среде на основании выведенных соотношений. Для второго примера графики соотношений приведены только в первом квадранте, поскольку они симметричны относительно координатных плоскостей.

Красников И.А., Родимова Р.И. «Создание систем технического диагностирования гидроакустических комплексов» Гидроакустика, № 38-1, с. 47-54 (2019)

Рассмотрен исторических ход событий, который привел к созданию систем технического диагностирования гидроакустического комплекса. Показано развитие систем диагностирования от простых сигнальных систем к сложным программно-аппаратным решениям. Раскрыта идея прогнозирования технического состояния как следующий этап развития диагностики комплексов.

Уколов А.И., Родионов В.П., Старовойтов П.П. «Гидрокавитационное струйное удаление внутренностей у обезглавленных рыб» Вестник Камчатского государственного технического университета (КамчатГТУ), № 48, с. 43-48 (2019)

Работа продолжает цикл статей авторов, посвященных изучению возможности использования гидродинамической суперкавитации для удаления внутренностей у обезглавленных рыб с целью внедрения данного метода в производственную деятельность предприятий рыбной промышленности. Выполненные эксперименты позволили определить оптимальный диапазон давления насосной установки, необходимый для обеспечения данного процесса. Установлено, что при использовании разработанных авторами кавитаторов очистка рыбы от внутренностей без разрушения ее тела происходит при давлении от 0,5 МПа до 1,5 МПа. Компьютерное моделирование этого процесса подтвердило наличие концентрированной паровой фазы во внутреннем объеме брюшной полости рыбы. Однако за счет фазового перехода у поверхности тела рыбы наблюдается уменьшение давления и скорости потока, что способствует сохранению целостности продукта.

Горобец А.В., Дубень А.П., Козубская Т.К., Родионов П.В., Цветкова В.О. «Моделирование шума от крыла самолёта с механизацией» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 286-287 (2019)

Современные вихреразрешающие подходы к моделированию турбулентных течений позволяют более точно по сравнению с решением осреднённых уравнений Навье–Стокса (RANS) предсказывать интегральные свойства (подъемная сила, сила сопротивления, моменты и др.) крыловых профилей, а также получать их нестационарные аэродинамические и аэроакусгические характеристики. Тем не менее, применение таких методов в индустриальных приложениях ограничено их высокой вычислительной стоимостью, обусловленной, в первую очередь, необходимостью корректного численного воспроизведения явлений разных пространственных и временных масштабов. Целью настоящей работы является поиск путей снижения вычислительной стоимости предсказания аэродинамических и аэроакустических характеристик крылового профиля с механизацией.

Дубень А.П., Козубская Т.К., Плаксин Г.М., Родионов П.В., Софронов И.Л. «Задача бимформинга в вычислительном эксперименте: постановка и верификация» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 294-296 (2019)

В аэроакустике под бимформингом понимают технологию обработки сигнала, позволяющую определить пространственное расположение акустического источника, а также его мощность и спектральный состав на основе данных, полученных на расположенных вдали микрофонах. При этом источник восстанавливается на некоторой искусственно заданной сетке, покрывающей предполагаемую зону генерации акустического излучения. В современных экспериментальных исследованиях бимформинг представляет собой мощное средство, предоставляющее информацию исключительной практической значимости с точки зрения разработки малошумных конструкций летательных аппаратов. В последние годы можно отметить рост количества работ по аэроакустическим исследованиям с использованием бимформинга. Большая часть этих работ посвящена бимформингу в натурных и трубных экспериментах. Работ, использующих бимформинг при проведении численного моделирования, не так много. Практически все из них, в той или иной степени, повторяют экспериментальную технологию и используют те же программные продукты, которые применяются при обработке измерений в физическом эксперименте. В данной работе предпринята попытка поставить математическую задачу определения акустического источника и его спектральных свойств в более общем виде, опираясь на возможности сбора и представления данных, получаемых в ходе численного моделирования.

Ерофеев В.И., Иляхинский А.В., Никитина Е.А., Пахомов П.А., Родюшкин В.М. «Метод ультразвукового зондирования при оценке предельного состояния металлоконструкций, связанного с появлением пластических деформаций» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 22, № 3, с. 65 - 70 (2019)

На примере деформации стали в области упругой и пластической деформации показано, что применение поверхностных волн Рэлея позволяет оценить напряженно-деформированное состояние конструкции как в области упругой, так и пластической деформации. Наиболее информативными параметрами при анализе предельного состояния, связанного с появлением пластических деформаций, являются дисперсия и форма зондирующего сигнала. Показано, что представление процессов, определяющих влияние среды на параметры упругой волны статистической моделью в виде распределения Дирихле, позволяет выделить новый диагностический признак акустической анизотропии в конструкции, описывающей распространение ультразвуковых волн в материале, подверженном упругопластическому деформированию. Эти данные могут быть использованы для предварительной оценки уровня деформации конструкции, перед оценкой ее состояния по результатам измерения скорости волн.

Микрин Е.Л., Михайлов М.В., Орловский И.В., Рожков С.П., Краснопольский И.А. «Спутниковая навигация окололунных космических аппаратов и объектов на поверхности Луны» Гироскопия и навигация, 27, № 1, с. 22-31 (2019)

Предложена концепция построения глобальной навигационной спутниковой системы Луны (ГНССЛ) с опорой на существующую навигационную инфраструктуру глобальной навигационной системы ГЛОНАСС. В основе предложенного решения – создание орбитальной группировки (ОГ) навигационных спутников (НС) вокруг Земли, обслуживающих как окололунные космические аппараты, так и объекты на лунной поверхности. Исследованы два варианта развертывания ОГ. Проведено моделирование решения навигационной задачи в окрестностях Луны по сигналам предложенной ГНССЛ. Получена оценка точности навигационного решения для всех классов потребителей

Волков С.С., Королев С.А., Розанов Д.С. «Влияние технологических параметров на прочность изделий из АБС-пластика при ультразвуковой сварке» Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 5, с. 17-26 (2019)

Предложен способ ультразвуковой сварки изделий круглой формы из АБС-пластика, который позволяет исключить влияние неровностей и волнистостей, имеющихся на поверхности контакта контурного волновода-инструмента со свариваемым изделием, увеличить теплоотвод от поверхности изделия в подволноводной зоне, а также повысить производительность ультразвуковой сварки, прочность и качество сварного соединения. Показано, что в качестве волновода-инструмента для контурной ультразвуковой сварки изделий типа колеса вентилятора из АБС-пластика наиболее оптимальным с точки зрения равномерности распределения амплитуды колебаний по периметру рабочего торца волновода является волновод грибообразной формы. Определена оптимальная форма рабочего торца такого волновода, предусматривающая фиксацию соединяемых изделий относительно его оси по их наружному диаметру. Установлено, что при определенном сочетании режимов ультразвуковой сварки АБС-пластика скорость деформирования на больших сварочных давлениях может оказаться выше, чем на малых, что обусловлено конкуренцией трех факторов: температуры, статического сварочного давления и концентрации энергии на соединяемых поверхностях. Определено, что для сварки АБС-пластика необходимо использовать так называемые мягкие режимы ультразвуковой сварки с малыми статическим сварочным давлением и амплитудой колебания рабочего торца волновода. В этом случае сварное соединение достигается только за счет распределения микронеровностей без образования вмятин от волновода на поверхности свариваемого материала. Выявлены оптимальные параметры режимов сварки АБС-пластика.

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.

Гончарский А.В., Кубышкин В.А., Романов С.Ю., Серёжников С.Ю. «Обратные задачи интерпретации экспериментальных данных 3D ультразвуковых томографических исследований» Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии, 20, № 3, с. 254-269 (2019)

Обратная задача 3D ультразвуковой томографии рассматривается в статье как нелинейная коэффициентная обратная задача для уравнения гиперболического типа. Используемая математическая модель хорошо описывает как дифракционные эффекты, так и поглощение ультразвука в неоднородной среде. В рассматриваемой постановке реконструируется скорость распространения акустической волны как функция трех координат. Количество неизвестных в нелинейной обратной задаче составляет порядка 50 миллионов. Разработанные итерационные алгоритмы решения обратной задачи ориентированы на использование GPU-кластеров. Основным результатом работы является апробация алгоритмов на экспериментальных данных. В эксперименте использовался стенд для 3D ультразвуковых томографических исследований, разработанный в МГУ имени М.В. Ломоносова. Акустические параметры фантомов близки к акустическим параметрам мягких тканей человека. Объем экспериментальных данных составляет порядка 3 ГБ. Интерпретация данных эксперимента позволила не только продемонстрировать эффективность разработанных алгоритмов, но и подтвердила адекватность математической модели реальности. Для реализации разработанных численных алгоритмов использовался графический кластер суперкомпьютера "Ломоносов-2".

Базулин Е.Г., Гончарский А.В., Романов С.Ю., Серёжников С.Ю. «Обратные задачи ультразвуковой томографии в неразрущающем контроле: математические методы и эксперимент» Дефектоскопия, № 6, с. 30-39 (2019)

Статья посвящена разработке ультразвуковых томографических методов в неразрушающем контроле. Обратная задача реконструкции скоростного разреза рассматривается как нелинейная коэффициентная обратная задача для скалярного волнового уравнения. Разработаны эффективные итерационные методы ее решения на суперкомпьютере, использующие прямые формулы для вычисления градиента функционала невязки между рассчитанным и экспериментально измеренным волновым полем на детекторах. Эффективность алгоритмов апробирована на экспериментальных данных. Проведены первые эксперименты на специально изготовленных твердотельных образцах с простейшим расположением включения при регистрации сигналов стандартными ультразвуковыми антенными решетками на частоте 5 МГц. Показано, что с помощью разработанных томографических методов в схеме на отражение и прохождение в реальном эксперименте можно не только обнаружить границы отражателей, но и определить скоростной разрез внутри отражателей.

Иванов М.П., Бутов С.Н., Леонова Л.Е., Романовская Е.В., Стефанов В.Е. «Апробация лабораторного макета регистрации сигналов дельфинов с расширенной полосой частот сквозного тракта» Акустический журнал, 65, № 5, с. 699-707 (2019)

Новые технологии цифровой записи широкополосных сложных сигналов позволили разработать и создать лабораторный автономный многоканальный комплекс регистрации биоакустической активности на цифровой носитель с низким энергопотреблением и возможностью непрерывной записи до четырех часов. Комплекс работает под управлением компьютера fit-PC с операционной системой Windows и программой цифровой записи PowerGraph в полосе частот аналогового тракта до 600 кГц. В процессе проверки комплекса получены парадоксальные сигналы зубатых китов с частотной полосой выше 200 кГц. Сигналы с расширенной частотной полосой регистрировались в условиях лабораторного эксперимента в открытой воде при решении задачи сопровождения цели и в эксперименте с провокацией акустического коммуникационного поведения.

Милешин В.И., Мухамедзянова М.М., Панков С.В., Россихин А.А. «Использование гармонических методов для расчета тонального шума вентиляторов и компрессоров» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 97-98 (2019)

Одним из возможных подходов к увеличению скорости расчета тонального шума лопаточных машин является переход от методов расчета во временной области к методам расчета в частотной области. Гармонические методы, в рамках которых нестационарное поле течение ищется в виде заданного набора полей гармоник, доказали свою эффективность в применении к расчетам тонального шума вентиляторов, где они позволяют сократить расчетную область до одного межлопаточного канала на каждый венец. Также в ряде работ, в том числе выполненных авторами, было показано, что гармонические методы позволяют провести приближенный расчет тонального шума многоступенчатой турбомашины с приемлемой точностью и вычислительными затратами. При этом возможно использование гармонических методов, как в линейной, так и в нелинейной постановке. Одним из программных комплексов, в которых реализована возможность проведения расчетов тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области, является программный комплекс ЦИАМ 3DAS. Метод, используемый в программном комплексе, основан на разложении нестационарного трёхмерного вязкого потока в системе отсчета лопаточного венца на две части: на стационарный неоднородный трёхмерный вязкий поток и нестационарные трёхмерные возмущения. Невязкие уравнения для возмущений решаются с использованием численных схем вычислительной аэроакустики.В программном комплексе дискретизация по пространству построена на основе метода конечных объемов, с использованием обобщенной на метод конечных объемов DRP схемы (Dispersion Relation Preserving Scheme). Для дискретизации уравнений по времени используется шестишаговая схема Рунге–Кутты типа HALE-RK (High-accuracy large-step explicit Runge–Kutta) четвертого порядка. Для расчета акустических характеристик в дальнем поле используется метод, основанный на уравнении Фокс Вильямса–Хоукингса. Метод расчета тонального шума многоступенчатых лопаточных машин в частотной области, реализованный в программном комплексе ЦИАМ 3DAS, отталкивается от кинематических соотношений, описывающих зависимость полей течения в турбомашине от времени и азимутального угла. В рамках метода решение в лопаточном венце ищется в виде набора полей гармонических фрагментов – совокупностей возмущений в венце, имеющих одинаковую частоту и фазовый сдвиг между границами межлопаточного канала. Ранее авторами было показано, что течение в венце можно разложить по гармоническим фрагментам. При этом каждой из гармоник базовой частоты возмущений в венце соответствует конечное число гармонических фрагментов, определяемое геометрией турбомашины. Данный метод прошел апробацию на тестовых задачах, а также на задаче расчета тонального шума первой подпорной ступени вентилятора ТРДД на режиме «посадка». Было показано удовлетворительное соответствие как между результатами расчетов во временной и в частотной областях, а также между результатами расчетов и эксперимента. В работе описываются результаты применения метод расчета тонального шума лопаточных машин в частотной области к различным вентиляторам и компрессорам низкого давления. В тех случаях, когда это возможно, выполнено сопоставление полученных результатов с результатами экспериментов, выполненных на стенде ЦИАМ Ц-3А.

Лавров В.Н., Мошков П.А., Попов В.П., Рубановский В.В. «Исследование и снижение шума в кабине экипажа самолета RRJ-95» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 241-242 (2019)

Актуальность проблемы обеспечения низких уровней шума в кабинах экипажей и салонах гражданских самолетов не вызывает сомнения. АО «ГСС» выполняет комплекс работ с целью обеспечения конкурентных уровней шума в салонах и кабинах экипажей проектируемых самолетов. Представлены основные результаты работы, выполняемой в 2018–2019 гг., с целью снижения шума в кабине экипажа самолета RRJ-95. Первым этапом работы было определение структуры звукового поля в кабине экипажа самолета RRJ-95 типовой конструкции в наземных и полетных условиях. В результате были определены основные пути снижения шума. Результаты этих испытаний не противоречат ранее выполненным исследованиям. На втором этапе работ была выполнена доработка кабины экипажа с целью увеличения звукоизоляции и снижения реверберационных помех. Наземные испытания показали хорошую эффективность предложенных мероприятий. Затем были выполнены летные испытания. Представлено сравнение третьоктавных спектров уровней звукового давления, регистрируемых в одной из контрольных точек для случая исходной и модифицированной компоновок. За счет увеличения звукоизоляции кабины удалось снизить суммарный взвешенный по шкале А стандартного шумомера уровень звукового давления в диапазоне октавных полос 31.5–8000 Гц в среднем по пяти контрольным точкам на 2.2 дБА. Уровень речевых помех SIL3 снижен на 2.8 дБ. Снижение спектральных уровней звукового давления наблюдается фактически во всем рассматриваемом диапазоне частот. Представлены результаты оценки вклада основных источников в суммарную интенсивность звука. Для разделения вклада комплексной системы кондиционирования и вентиляции воздуха (КСКВ) и турбулентного пограничного слоя было выполнено отключение КСКВ на режиме крейсерского полета без изменения режима работы силовой установки, высоты и скорости полета. Для оценки шума бортового радиоэлектронного оборудования были выполнены измерения шума на земле при подключении самолета к внешнему источнику питания. Оценка выполнена при условии не когерентности основных источников шума, также полагалось, что шум авионики самолета не зависит ог полетных условий.

Ганиев С.Р., Шмырков О.В., Рудаков В.П. «Влияние кавитации и степени перекрытия потока цилиндрическими телами обтекания на картину течения. Гидродинамические и спектральные характеристики гидродинамического генератора плоского типа» Доклады академии наук, 487, № 3, с. 252-256 (2019)

Представлены результаты исследований течения за цилиндрическими телами обтекания в проточном гидродинамическом генераторе плоского типа при степени перекрытия потока телами обтекания S_t/S₀=10–80%, числах Re=(0,5–5)·10⁵, давлении на входе Р_вх=0,2–1,0 МПа и давлении на выходе Р_вых=0,1–0,8 МПа. Получено, что при одном и том же перепаде давления могут реализоваться два различных вида течения за телами обтекания: с развитой кавитационной зоной, внутри которой возникает обширная область пониженного давления, и без неё, но с образованием вихревых структур с наличием в них очагов кавитационных пузырьков. При определённых величинах отношения входного к выходному давлению, которые являются постоянными для каждого значения степени перекрытия потока, на частотах 0,5–5 кГц возникают мощные пики давления резонансного типа с амплитудой, в 2–2,5 раза превышающей максимальное значение входного давления. DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-56524873252-256

Рудаков И.А. «Задача о колебаниях двутавровой балки с закрепленным и шарнирно опертым концами» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 3, с. 4-21 (2019)

Исследована задача о периодических по времени решениях квазилинейного уравнения вынужденных колебаний двутавровой балки, один конец которой закреплен, а второй шарнирно оперт. Нелинейное слагаемое и правая часть уравнения являются периодическими по времени функциями. Решение ищется в виде ряда Фурье. Для построения ортонормированной системы изучена задача на собственные значения дифференциального оператора, соответствующего исходному уравнению. При исследовании асимптотики собственных значений задачи осуществлена оценка корней соответствующего трансцендентного уравнения. Получены условия, при которых ядро дифференциального оператора является конечномерным и обратный оператор вполне непрерывен на дополнении к ядру. Доказана лемма о существовании и регулярности решений соответствующей линейной задачи. При доказательстве регулярности исследованы суммы рядов Фурье. Доказана теорема о существовании и регулярности периодического решения, если нелинейное слагаемое удовлетворяет условию нерезонансности на бесконечности. При доказательстве теоремы проведена априорная оценка решений соответствующего операторного уравнения и применен принцип Лере–Шаудера о неподвижной точке. Получены дополнительные условия, при которых найденное в основной теореме периодическое решение единственно.

Гусев А.В., Руденко В.Н. «Oптимальное комплексирование компонент глобальной сети гравитационных антенн» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 2, с. 24-31 (2019)

Рассматривается задача оптимального объединения компонент глобальной сети гравитационных лазерных антенн с целью повышения эффективности регистрации и лучшей оценки параметров гравитационно-волновых сигналов астрофизической природы. В качестве сигнала выбран квазигармонический всплеск (чирп), сопровождающий событие слияния релятивистской двойной в конце ее эволюции. Форма такого сигнала известна с точностью до набора параметров, подлежащих оценке на фоне многочисленных когерентных и стохастических помех. В дополнение к известному методу фильтрации совпадений выходных сигналов по времени (объединение компонент сети по выходу) анализируется альтернативная возможность учета когерентной фазы возбуждения отдельных детекторов (объединение компонент по входу). Рассчитываются статистические характеристики детектирования для обоих режимов. Используется методика, типичная для задач различения детерминированных сигналов в радиолокации. Показано существенное увеличение эффективности регистрации при входном объединении компонент сети.

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.

Руденко О.В. «Звуковой удар и связанные с ним проблемы нелинейной акустики» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 17-18 (2019)

Звуковой удар генерируется при движении со сверхзвуковой скоростью. Вблизи обтекаемого тела акустические давления – 3–5 кПа. Форма волны – сложная. Вдали фронты становятся конусами Маха, форма волны (N-импульс) – универсальной. Два ее фронта – слабые ударные волны со скачком давления 100–200 Па. На форму волны влияют особенности трассы. Например, турбулентность атмосферы на высотах порядка сотен м формирует локальные фокусирующие неоднородности. Ниже этого слоя появляются “сверхудары – выбросы давления, вредные для людей и животных. Наряду с N-волной, на местности наблюдаются сглаженные профили, а также сигналы, содержащие пики, осцилляции и другие проявления случайных неоднородностей трассы. Необычные U-волны появляются из-за дифференцирования N-волны после пересечения фокальной области или каустики. Однако за повреждения ответственно не акустическое давление (не его уровни в дБ), а 1радиенты на ударном фронте. Они зависят от ширины фронта, определяются молекулярной релаксацией атмосферных газов, рассеянием и поглощением волны. Известны попытки подавить удар, варьируя формы фюзеляжа. Этот путь не очень продуктивен, поскольку после подавления упадет и подъемная сила. Наши исследования (начало 1990 годов) показали, что перспективно создание экспертной системы для выбора оптимальных режимов и трасс полета в конкретных атмосферных и погодных условиях. Основные факторы, которые должны быть учтены: характеристики полета: скорость, аэродинамика, маневры, маршрут; атмосфера: стратификация, турбулентность, ветер, влажность, молекулярный состав; волна: нелинейность, дифракция, рефракция, рассеяние, поглощение, релаксация; местность: рельеф, акустические свойства границ, импульсный отклик, проникновение в океан и грунт; воздействие на организмы (людей, морских и сухопутных животных), а также строения и технику. Кратко описан математический аппарат (нелинейные интегро-дифференциальные уравнения) и физические явления, существенные для оценки параметров удара и его влияния на организмы, сооружения и технику.

Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн: Линейные и нелинейные волны: учебное пособие для вузов. Изд. стереотип. (2015). 448 с.

Изложены общие вопросы теории волн. Рассмотрены закономерности распространения сигналов в линейных и нелинейных средах с разнообразными физическими свойствами. Использованы современные методы упрощения уравнений, позволяющие дать как детальное описание явлений, так и наглядную физическую интерпретацию. Во второе издание авторами был внесен ряд изменений и дополнений, отразивших прогресс в физике и методике преподавания предмета. К достоинству монографии, выделяющему ее из ряда пособий по данной теме, относится то, что коллективом авторов приводится около 100 задач с подробными решениями, которые отлично дополняют теоретический материал.

Руденко О.В. Статистические задачи в нелинейной акустике. Серия "Лекции для студентов и аспирантов" общество "Знание" (1987). 43 с.

Излагается новый подход к анализу преобразования спектральных и корреляционных характеристик интенсивных шумовых волн в нелинейной среде с учетом затухания и дифракции. Развитый метод применим не только к задачам нелинейной акустики, но и для описания возмущений в потоках невзаимодействующих частиц, волн в плазме, волн на мелкой воде и ряда явлений в механике, физике и технических приложениях.

Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн: Линейные и нелинейные волны: учебное пособие для вузов. 2-е изд. (2015). 432 с.

Изложены общие вопросы теории волн. Рассмотрены закономерности распространения сигналов в линейных и нелинейных средах с разнообразными физическими свойствами. Использованы современные методы упрощения уравнений, позволяющие дать как детальное описание явлений, так и наглядную физическую интерпретацию. Во 2-е издание авторами был внесен ряд изменений и дополнений, отразивших прогресс в физике и методике преподавания предмета.

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.

Лобачев М.П., Рудниченко А.А. «Расчетное определение начала кавитации рабочего колеса водометного движителя насосного типа» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 63-72 (2019)

Объект и цель научной работы. Объектом исследования является водометный движитель насосного типа с короткой направляющей насадкой. Цель состоит в разработке расчетного метода определения начала кавитации применительно к условиям модельного эксперимента. Материалы и методы. Начало кавитации определяется по результатам визуального наблюдения в ходе физического эксперимента в кавитационной трубе. Для условий физического эксперимента выполнено компьютерное моделирование с использованием современных численных методов и высокопроизводительных вычислительных технологий. Основные результаты. Предложен метод определения начала кавитации, основанный на проведении численного моделирования обтекания водометного движителя с использованием решения уравнений Рейнольдса. Рассмотрены два варианта метода: на основе анализа областей с давлением ниже давления насыщенного пара (без расчета собственно кавитации, т.е. парообразования) и на основе расчета кавитации с привлечением модели Шнерра и Сауэра (Schnerr and Sauer). Выполнено сопоставление с результатами физического эксперимента, в котором начало кавитации определяется визуально. Для расчетного метода предложен критерий определения начала кавитации по объемам областей с пониженным давлением при расчете без учета парообразования (без кавитации) или объемам каверн (расчет с моделированием кавитации), определяемым по концентрации паровой фазы – 5%. Для стандартных условий модельного эксперимента (диаметр рабочих колес – 200–250 мм) этот объем составляет 1 мм³. Заключение. Для определения начала кавитации рабочих колес водометных движителей предложен расчетный метод, позволяющий получать результат с точностью, достаточной для практического использования. Для рабочих колес с геометрией лопаток, близкой к рассмотренной, возможно прогнозирование начала кавитации без собственно расчета парообразования, что дает экономию вычислительных ресурсов в четыре раза. Метод в обоих вариантах особенно полезен при рассмотрении влияния локальных изменений геометрии лопастей рабочих колес на начало кавитации.

Буров В.А., Румянцева О.Д. Обратные волновые задачи акустической томографии. Ч. 2: Обратные задачи акустического рассеяния (2020). 768 с.

Рассматриваются обратные волновые задачи и их прикладные аспекты, связанные с линейной и нелинейной акустической томографией, а также с акустической термотомографией. Подытоживаются основные результаты исследований, выполненных в лаборатории обратных задач на кафедре акустики Московского гос. ун-та им. М.В. Ломоносовав течение нескольких последних десятилетий. Часть 2 посвящена обратным задачам акустического рассеяния, как в приближении однократного рассеяния, так и с учетом перерассеяний. Помимо общей теории, затрагиваются вопросы единственности и устойчивости решения обратной задачи рассеяния. Большое внимание уделяется обсуждению прикладных возможностей акустических томографических систем, разработанных в последние годы.

Рутенко А.Н., Гриценко В.А., Ковзель Д.Г., Манульчев Д.С., Фершалов М.Ю. «Методика оценки параметров измеренных на Сахалинском шельфе акустических импульсов для многофакторного анализа их влияния на серых китов» Акустический журнал, 65, № 5, с. 662-674 (2019)

В 2015 г. во время проведения сейсморазведок на северо-восточном шельфе о. Сахалин у дна в точках, расположенных на границах и внутри районов летне-осеннего нагула серых китов, проводились стационарные измерения вариаций акустического давления в частотном диапазоне 2–15000 Гц с динамическим диапазоном 145 дБ. В акустическом мониторинге были задействованы 40 автономных подводных регистраторов. Суммарная продолжительность акустических измерений составила 4312 суток. Целью представленного в статье мониторинга было получение оценок параметров акустических импульсов, сформированных на шельфе сейсморазведочными сигналами и забивкой фундаментных свай на берегу, для многофакторного корреляционного анализа влияния данных работ и исследований на поведение серых китов.

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).

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.

Котов А.Н., Голубев А.Ю., Зайцев К.И., Рыбак С.П. «Исследование источников шума командного отсека космического аппарата и разработка мероприятий по снижению их акустического излучения» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 261 (2019)

Выполнен акустический анализ внутренней компоновки командного отсека возвращаемого аппарата (КО ВА), состава, конфигурации и размещения агрегатов и оборудования, являющихся источниками шума, схемы вентиляции модуля КО ВА с целью оценки соответствия акустической среды в КО ВА требованиям ГОСТ Р 50804-95. Показано, что среди постоянно действующих источников наиболее интенсивными являются нагнетатель и блок вентиляторов, входящие в систему поддержания газового состава воздуха. Проведены экспериментальные исследования по оценке акустического излучения этих источников в акустической камере, измерены их диаграммы направленности. Проведена оценка эффективности шумоглушащих устройств (ЗПК, экран, кожух) для этих источников. Выполнены экспериментальные исследования звукопоглощения различных материалов и резонансных глушителей с перфорированными панелями. Показано, что условия КО ВА позволяют размещение облицовочных конструкций с высоким коэффициентом звукопоглощения. Проведены оценки звукового поля в акустической объеме КО ВА, проведены экспериментальные и расчетные исследования по улучшению параметров акустической среды в КО ВА. Разработаны предложения по снижению уровня шума в кабине, включающие оптимизацию работы источников шума и применение шумоглушащих устройств.

Караджи В.Г., Рыбак С.П. «Определение аэродинамических и акустических характеристик малых воздуходувных агрегатов, используемых в командном отсеке пилотируемого транспортного корабля.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 262-264 (2019)

Рассмотрены аэродинамические и акустические характеристики нагнетателя типа «Рутс» и блока вентиляторов, используемых в командном отсеке пилотируемого транспортного корабля. Предложены возможные решения по улучшению рабочих и шумовых характеристик агрегатов.

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.

Подобная Е., Рыбнов Ю., Глазачев Д., Попова О., Шувалов В., Харламов В., Дженнискенс П. «Челябинский метеороид: анализ акустических сигналов в области прямого распространения звука» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 92-93 (2015)

Соловьев С.П., Рыбнов Ю.С., Харламов В.А. «Синхронные возмущения акустического И электрического полей, вызванные источниками природного и техногенного происхождения» Триггерные эффекты в геосистемах. Тезисы докладов III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г., с. 71 (2015)

Шабанов Г.А., Рыбченко А.А., Лебедев Ю.А., Припатинская Е.А., Смоленский Е.В., Короченцев В.И., Крыжановский С.П., Фейгин С.А., Мищенко В.В., Журавель Г.М. «Опытный образец прибора "спектральный анализатор биоакустической активности головы человека"» Научное приборостроение, 29, № 1, с. 82-86 (2019)

Для изучения спектра глобальной биоэлектрической активности неспецифической системы мозга разработан медицинский прибор под названием "Спектральный анализатор биоакустической активности головы человека". Изготовлен опытный образец. Был предложен способ регистрации суммарного акустического поля головного мозга человека с помощью индукционного датчика. Рассмотрено устройство индукционных датчиков, особенности узкополосного спектрального анализа и новая система частотных координат - матрица "множества функциональных состояний", или "висцером". Прибор может быть использован для оценки адаптационных возможностей организма при взаимодействия с агрессивными факторами внешней среды, функционально-топической диагностики внутренних органов.

Беликов В., Рывкин Д.Г. «Использование экспериментальных данных об акустической эмиссии при изучении изменений характеристик дискообразных трещин в процессе разрушения» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 3, с. 207-217 (2019)

С использованием модели дискообразных трещин по двум амплитудно-частотным спектрам акустической эмиссии, зарегистрированным в процессе разрушения образца бетона, восстановлена их функция распределения по размерам, а также соответствующие распределения пористости и удельной площади внутренней поверхности материала. Исследовано изменение этих характеристик твердого тела в интервале времени между моментами регистрации спектров.

Шуваев В.Г., Непомилуев В.В., Рыкунов А.Н., Семенов А.Н. «Обеспечение качества сборки резьбовых соединений газотурбинных двигателей с помощью ультразвукового воздействия по критерию заданной прочности» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 1, с. 153-156 (2019)

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.

Паршина Л.В., Рябов В.М., Ярцев Б.А. «Рассеяние энергии при колебаниях неоднородных композитных структур. 1. Постановка задачи» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 5, № 2, с. 300–309 (2018)

Предложена математическая модель затухающих колебаний слоистых пластин, образованных конечным числом компонуемых в анизотропную структуру произвольно ориентированных ортотропных вязкоупругих слоев конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Модель строится на основе использования вариационного принципа Гамильтона, уточненной теории пластин Рейсснера–Миндлина и принципа упруго-вязкоупругого соответствия в линейной теории вязкоупругости. При описании физических соотношений материалов слоев ортотропных конструкционных ПКМ влияние частоты колебаний и температуры окружающей среды считается пренебрежимо малым, в то время как для слоя «жесткого» вязкоупругого полимера учет температурно-частотной зависимости упруго-диссипативных характеристик выполняется на основе экспериментально определенных обобщенных кривых. В качестве частного случая общей задачи путем пренебрежения деформированием срединной поверхности в направлении одной из осей пластины получены уравнения движения балки Тимошенко, на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Минимизация функционала Гамильтона позволяет свести задачу о затухающих колебаниях анизотропных конструкций к алгебраической проблеме комплексных собственных значений. Для формирования системы алгебраических уравнений применяется метод Ритца с использованием многочленов Лежандра в качестве координатных функций. Сначала находятся вещественные решения. Для нахождения комплексных собственных частот системы в качестве их начальных значений используются найденные вещественные собственные частоты

Лепихова В.А., Скринников Е.В., Вильбицкая Н.А., Рябоус А.Ю. «Виброакустическая диагностика и прогноз остаточных ресурсов элементов машин с применением корреляционной теории случайных процессов» Известия высших учебных заведений (вузов). Северо-Кавказский регион. Технические науки, № 3, с. 87-90 (2019)

Приведена разработка методики виброакустической безразборной диагностики элементов тяговых двигателей (ТД) в эксплуатационном режиме. Объектом исследования является работоспособность подшипника качения ТД с помощью анализа спектра акустических шумов, излучаемых элементами работающего подшипника. Виброакустические шумы подшипника разлагаются с помощью спектроанализатора в спектр, составляющая которого коррелирована с видами повреждения тел качения, беговых дорожек и сепаратора. Диагностика подшипника выполняется сначала предварительным диагнозом путем прослушивания отфильтрованного полосовыми фильтрами шума подшипника и измерением общего уровня шума двухпороговым индикатором. Окончательный диагноз выполняется с помощью виброакустической аппаратуры на специализированном участке депо или ремзавода. Текущие спектрограммы сравниваются с «эталонной» дефектов, для «типовых» повреждений подшипников, что позволяет увеличить надежность и безаварийность эксплуатации подшипников ТД магистральных электровозов.

Пронин М.А., Рябыкина Р.В., Смыслов В.И. «Экспериментальное исследование вынужденных колебаний самолета при отрыве лопатки двигателя» Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104828 (2019)

Приведены: методика наземных испытаний с моделированием сил при невращающемся роторе двигателя, основные соотношения и границы их применения, данные о средствах воспроизведения силовых воздействий на самолет, оценки достоверности и примеры результатов эксперимента с измерением частотных характеристик в режиме авторотации.