Дерусова Д.А., Вавилов В.П. «Резонансная ультразвуковая лазерная виброметрия разнородных дефектов в стеклопластике» Контроль. Диагностика, № 12, с. 24-28 (2019)

Установлено, что выявляемость дефектов в виде вставок из различных материалов в изделии из стеклопластикового композита при контроле методом ультразвуковой лазерной виброметрии зависит от типа материала вставки и ее расположения в изделии. Наилучшие результаты получены при двухстороннем доступе к объекту контроля с последующим синтезом данных вибросканирования.

Антонюк К.А., Валявин Г.Г., Валеев А.Ф., Карпов С.В., Пить Н.В., Аитов В.Н., Фатхуллин Т.А., Галазутдинов Г.А., Танашкин А.С., Антонюк О.И., Ихсанов Н.Р. «Поиск и исследование фотометрической переменности у магнитных белых карликов WD 2047+372 и WD 0009+501» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 184-191 (2019)

Представлены результаты длительных фотометрических наблюдениймагнитных белых карликов WD 2047+372 и WD 0009+501, которые проводятся для поиска и изучения регулярнойпеременности блеска этих звезд. По данным в полосе V фильтра Джонсона у конвективно спокойного белого карлика WD 2047+372 обнаружены признаки нерегулярнойпеременности на временах от часов до 1–3 днейс характерными амплитудами около 0.005^m. Эта переменность может быть обусловлена как нерегулярными собственными пульсациями звезды или даже наличием дебрис-диска, так и причинами неустановленнойинструментальнойприроды. Регулярных измененийблеска WD 2047+372 на уровне, превышающем 0.005^m, не найдено. В отличие от WD 2047+372, у конвективно активного магнитного белого карлика WD 0009+501 наблюдается стабильная на шкале порядка десяти и более лет фотометрическая переменность, связанная с собственным вращением объекта и коррелирующая с переменностью его магнитных свойств. Амплитуда переменности – порядка 0.01^m. На основании сравнения результатов наших наблюденийэтих двух объектов сделан вывод о фотометрической переменности у магнитных белых карликов, находящихся в конвективнойтемпературнойзоне. Отмечается стабильность переменности на длительных промежутках времени (годы, десятки и более лет).

Антонюк К.А., Валявин Г.Г., Валеев А.Ф., Карпов С.В., Пить Н.В., Аитов В.Н., Фатхуллин Т.А., Галазутдинов Г.А., Танашкин А.С., Антонюк О.И., Ихсанов Н.Р. «Поиск и исследование фотометрической переменности у магнитных белых карликов WD 2047+372 и WD 0009+501» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 184-191 (2019)

Представлены результаты длительных фотометрических наблюдениймагнитных белых карликов WD 2047+372 и WD 0009+501, которые проводятся для поиска и изучения регулярнойпеременности блеска этих звезд. По данным в полосе V фильтра Джонсона у конвективно спокойного белого карлика WD 2047+372 обнаружены признаки нерегулярнойпеременности на временах от часов до 1–3 днейс характерными амплитудами около 0.005^m. Эта переменность может быть обусловлена как нерегулярными собственными пульсациями звезды или даже наличием дебрис-диска, так и причинами неустановленнойинструментальнойприроды. Регулярных измененийблеска WD 2047+372 на уровне, превышающем 0.005^m, не найдено. В отличие от WD 2047+372, у конвективно активного магнитного белого карлика WD 0009+501 наблюдается стабильная на шкале порядка десяти и более лет фотометрическая переменность, связанная с собственным вращением объекта и коррелирующая с переменностью его магнитных свойств. Амплитуда переменности – порядка 0.01^m. На основании сравнения результатов наших наблюденийэтих двух объектов сделан вывод о фотометрической переменности у магнитных белых карликов, находящихся в конвективнойтемпературнойзоне. Отмечается стабильность переменности на длительных промежутках времени (годы, десятки и более лет).

Чунчузов И., Перепелкин В., Куличков С., Попов О., Варданян А., Айвазян Г. «Рассеяние акустического импульса на анизотропных неоднородностях устойчиво-стратифицированного пограничного слоя атмосферы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 41 (2019). 106 с.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния мелкомасштабной слоистой структуры устойчиво-стратифицированного атмосферного пограничного слоя (УАПС) на флуктуации параметров акустических импульсов, генерируемых с определенным периодом (30 сек–1 мин) искусственным детонационным генератором, созданным в Армении для целей предотвращения выпадения града. По формам и временам пробега зарегистрированных приходов акустических импульсов восстановлены мгновенные вертикальные профили флуктуаций скорости ветра в тонких атмосферных слоях УАПС. расположенных на разных высотах (до 700 м) над землей и на разных расстояниях от источника (до 2,75 км). Показано, что механизм рассеяния импульсных сигналов в УАПС аналогичен механизму рассеяния сигналов от наземных взрывов на слоистых неоднородностях скорости ветра и температуры в стратосфере, мезосфере и нижней термосфере. Роль параметра подобия здесь играет безразмерная толщина рассеивающих неоднородных слоев, которая представляет собой вертикальный масштаб слоя, умноженный на относительный перепад эффективной скорости звука в слое и нормированный на вертикальную длину волны. Изучено влияние таких неоднородностей на временные флуктуации азимута и времени прихода сигналов. Дана оценка ошибки локализации импульсных источников. Ключевые слова: устойчивая стратификация, атмосферный пограничный слой, тонкая слоистая структура, рассеяние, детонационный генератор

Шкловский В.М., Варламов С.А., Петрушевский А.Г., Майорова Л.А. «ФМРТ-корреляты категоризации звуков речевой и неречевой природы в слуховой коре» Физиология человека, 45, № 6, с. 5-15 (2019)

Изучается функциональная структура слуховой коры путем выявления и сопоставления пространственной локализации зон активации (по данным фМРТ) в ответ на речевые и неречевые стимулы. Помимо этого, было проведено аналогичное сопоставление зон активации в ответ на мужской и женский голос. Было обнаружено, что имеются специфические речевая, неречевая и перекрывающаяся зоны, причем речевая имеет значительные размеры относительно других. Перекрывание зон активации при прослушивании мужского и женского голоса имеет место, но не значительно, при этом влияние женского голоса оказалось значительно сильнее. Данные результаты свидетельствуют о наличии особых зон слуховой коры, предназначенных для специализированной обработки звукового сигнала.

Васильев Б.П., Легуша Ф.Ф., Разрезова К.В. «Анализ энергетических потоков, возникающих при излучении звука термофоном» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 88-89 (2019). 106 с.

Ключевые слова: термофон, электрический ток, тепловая волна, толщина пристеночного слоя, амплитуда колебательной скорости

Кукушкин Д.Е., Бычков В.Д., Сазоненко Д.А., Бахолдин А.В., Васильев В.Н. «Оценка эффективности cтокс-поляриметра с различными анализаторами поляризации» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 336-344 (2019)

В настоящее время поляриметрические исследования в астрономии приобрели огромное значение. С их помощью изучаются магнитные поля звезд, определяется ориентация орбит экзопланет, эффекты отражения в атмосферах звезд и аккреционных дисках и многое другое. В статье представлен расчет оптических схем стокс-поляриметров с различными поляризационными анализаторами. Приведена сравнительная оценка пропускания поляриметров с призмой Волластона и с модифицированной призмой Фостера в качестве поляризационных анализаторов. Оценка пропускания производилась для разных форм прямоугольных выходных щелей и расстояний между ними в двух спектральных диапазонах. Приведены рекомендации по условиям использования призм Волластона и Фостера в стокс-поляриметрах, предназначенных для астрофизических исследований.

Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Чернов Д.В. «Исследование кинетики разрушения однонаправленного ламината с применением акустикой эмиссии и видеорегистрации» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 85, № 10, с. 45-61 (2019)

Исследован процесс разрушения пакета однонаправленного ламината при растяжении с помощью акустической эмиссии и видеорегистрации. Изучена кинетика повреждений и разрушений структурных связей в однонаправленном ламинате от действия растягивающей нагрузки с применением акустической эмиссии и синхронно выполняемой видеосъемки. Установлено соответствие между происходящими разрушениями на микро-, мезо- и макромасштабном уровнях пакета ламината и регистрируемыми при этом локационными импульсами, их энергетическими параметрами, формой и спектром. Выполнено тестирование новых критериальных параметров, используемых при акустико-эмиссионном мониторинге, включающих частоту регистрации локационных импульсов в энергетических кластерах и их весовое содержание, а также методики разделения локационных импульсов на кластеры с похожими спектрами. Предложенные параметры позволяют количественно оценивать степень разрушения структурных связей конструкционного материала на всех масштабных уровнях и прогнозировать остаточную прочность изделия. Структурно-феноменологический подход, реализуемый путем разделения всего массива акустико-эмиссионных данных на энергетические кластеры, позволил контролировать степень разрушения структуры материала с применением частоты регистрации и весовое содержание локационных импульсов в кластерах нижнего, среднего и верхнего энергетических уровней. Путем сопоставления событий акустической эмиссии, регистрируемых на стадиях нагружения испытываемых образцов, с кадрами видеосъемки микроисследований накопления повреждений и разрушения структурных связей в пакете однонаправленного ламината установлено соответствие между происходящими разрушениями на микро-, мезо- и макромасштабном уровнях, генерируемыми при этом акустическими волнами и регистрируемыми преобразователями акустической эмиссии локационными импульсами, их энергетическими параметрами, формой и спектром.

Михалев А.В., Белецкий А.Б., Васильев Р.В., Еселевич М.В., Иванов К.И., Комарова Е.С., Подлесный А.В., Подлесный С.В., Сыренова Т.Е. «Долгоживущие метеорные следы» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 130-139 (2019)

Представлены данные регистрации долгоживущих (∼20–40 мин) метеорных следов (ДМС). Описана группа метеорных следов типа уединенных волн, расширяющихся с околозвуковыми скоростями. Данные радиозондирования указывают на присутствие ионизационных следов длительностью ∼7–8 мин. Рассматривается также одно событие с обычной формой и динамикой метеорного следа. Такие обычные метеорные следы формируются под действием ветровых потоков на высотах свечения метеоров. Описывается пространственно-временная структура зарегистрированных метеорных следов. В частности, для события 18 ноября 2017 г. характерный размер области расширяющегося следа достиг ∼400 км, при этом область сохранила полу-овальную форму. Метеорный след распространялся преимущественно в горизонтальной плоскости на высотах ∼86–91 км. Рассматриваются возможные механизмы образования распространяющихся с околозвуковыми скоростями ДМС. Выполнена оценка изменения скорости метеорных частиц размерами от 1 мкм до 10 мм для высот ∼70–120 км в случае горизонтального движения частиц. В результате было показано, что режим движения метеорной частицы без торможения на характерном временном масштабе ∼10³ с на высотах 70–90 км может реализовываться только для достаточно крупных частиц более 100 мкм. Обсуждаются механизмы и спектральный состав свечения ДМС.

Ватульян А.О., Юров В.О. «Об оценке законов радиальной неоднородности в цилиндрическом волноводе» Акустический журнал, 66, № 2, с. 119-127 (2020)

Решена обратная задача о восстановлении функции, характеризующей изменение модуля упругости в неоднородном цилиндрическом волноводе, по информации о поле радиальных перемещений в дальней зоне. Применено сочетание преобразования Фурье и метода линеаризации, сформирован итерационный процесс, на каждом шаге которого решается прямая задача на основе метода пристрелки и интегральное уравнение Фредгольма первого рода для нахождения уточняющих поправок для искомой функции. Представлены результаты вычислительных экспериментов.

Сизов В.П., Погорелов В.А., Вахтин Ю.В. «Определение параметров движения инерционных масс твердотельного гироскопа на стоячих поверхностных акустических волнах» Радиотехника, № 7, с. 209-214 (2019)

Постановка проблемы. Важным вопросом развития авиационной техники является создание малогабаритного высокоточного инерциального датчика угловой скорости на базе твердотельного микромеханического гироскопа (ТМГ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Ключевой проблемой создания ТМГ на ПАВ является построение его математической модели, адекватно описывающей распространение упругих волн в конструкции гироскопа. Цель. Получить соотношения для расчета зависимости параметров упругих волн, распространяющихся в подложке твердотельного гироскопа (ТВГ) на ПАВ, от скорости ее вращения и численно исследовать эту зависимость. Результаты. Рассмотрен принцип действия одноосевого ТВГ на ПАВ. Найдены аналитические зависимости, позволяющие рассчитать параметры движения инерционных масс в случае вращения ТВГ на ПАВ с постоянной угловой скоростью. Приведены результаты численного моделирования. Практическая значимость. Полученные результаты могут использоваться при конструировании ТМГ на ПАВ.

Сизова М.Д., Ефремова Е.В., Верещагин С.В. «Фотографические наблюдения кометы Джакобини–Циннера в Звенигородской обсерватории» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 337-342 (2019)

Подготовлен архив сканов фотопластинок, полученных по наблюдениям кометы 21P/Giacobini–Zinner в период c 14 авг. по 18 окт. 1985 г. на астрографе «Цейсс-400/2000». Полученные фотопластинки (41) отсканированы и размещены на сайте Института астрономии РАН (ИНАСАН) в виде архива с открытым доступом. Отобраны изображения достаточные по длительности экспозиции и качеству для изучения деталей строения кометы. Сделана оценка пространственных размеров комы. Ряд отобранных изображений позволит провести более детальные исследования.

Сизова М.Д., Чупина Н.В., Верещагин С.В. «Архив изображений комет на сайте ИНАСАН» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 398-404 (2019)

Организован архив изображений комет, наблюдавшихся в Звенигородской обсерватории ИНАСАН. Наблюдения проведены на Астрографе «Цейсс400/2000» на интервалах времени от нескольких суток до нескольких месяцев. Предоставленный материал позволяет проследить возможные изменения морфологии комет по длинным рядам наблюдений. На период наблюдений пришлось появление на небе комет Хейла–Боппа, Хякутакэ, Галлея и ряда других примечательных комет.

Запорожец А.А., Верходанов О.В. «Радиоисточники случайной области неба» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 265-275 (2019)

Выполнен статистический анализ данных радиоастрономических обзоров в области неба размером около 177⟨° на высоких галактических широтах. Область была разделена на четыре одинаковых по площади сектора, и в каждом из них проанализированы наблюдаемые свойства радиоисточников и космического микроволнового фона. Показано, что распределение физических параметров (плотность потока, тип радиоспектра, спектральный индекс радиоисточников), а также свойства фонового излучения в области размером 177⟨° соответствуют космологическому принципу, в то время как количество радиоисточников и их морфологический тип существенно отличаются на различных площадках. Это говорит о том, что проведение исследований на участках неба данного размера при анализе CMB может дать статистически верную картину на высоких мультиполях (соответствующих размеру области), в то время как обобщение на все небо подсчетов объектов и их эволюционных морфологических характеристик на полную популяцию источников неочевидно. Обнаружен сдвиг в распределении отклика в направлении на радиоисточники на карте реликтового излучения в положительную сторону на уровне 2σ, повторяющийся во всех четырех секторах. По данным анализа многочастотных карт Planck подготовлен каталог, содержащий 120 новых кандидатов в скопления галактик с эффектом Сюняева–Зельдовича, 46 из которых могут быть далекими (z>0.7).

Пушкарев В.В., Майорова Е.К., Верходанов О.В. «Спектральные свойства пиков фонового сигнала на средних и высоких мультиполях» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 359-370 (2019)

Рассматриваются спектральные свойства неоднородностей космического микроволнового фона. Исследуются спектры неоднородностей в диапазоне частот от 30 до 217 ГГц по данным многочастотных карт космической миссии Planck со сглаживанием на разных угловых размерах. По данным зависимости термодинамической температуры от частоты показано, что карта на частоте 70 ГГц имеет распределение сигнала, отличающееся от данных на других частотах в зависимости от окна сглаживания. На 70 ГГц в спектре присутствует пик, наиболее сильно проявляющийся на картах без сглаживания. В спектрах неоднородностей, представленных зависимостью плотности потока от частоты, для данных на высоких мультиполях (l>200, τ<30”) обнаружено отличное от низких мультиполей (l<200) поведение сигнала, которое демонстрирует монотонно растущий спектр с увеличением частоты от 30 до 217 ГГц.

Дембелова Т.С., Макарова Д.Н., Бадмаев Б.Б., Вершинина Е.Д. «Исследование вязкоупругих свойств в суспензии наночастиц импедансным методом» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 89-90 (2019). 106 с.

Характерные особенности наносуспензий позволяют их использовать в создании микроэлектромеханических систем (МЭМС), при создании систем транспортировки тепловой энергии, в нанотехнологиях различного назначения, при разработке новых лекарственных препаратов, смазочных материалов, лаков и красок. Все это требует всесторонних исследований их физических и переносных свойств. В работе приведены результаты исследований низкочастотной (10⁵ Гц) сдвиговой упругости коллоидной суспензии наночастиц диоксида кремния SiO₂, с размерами наночастиц 100 нм в полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-2 (1,25 масс.%) импедансным (аналогичным методу Мэзона) методом. На горизонтальную поверхность пьезокварца в виде прямоугольного бруска наносится слой исследуемой жидкости. Размер пьезокварца составляет 35×12×6 мм³, масса 6,82 г., резонансная частота 72,3 кГц. При тангенциальных колебаниях пьезокварца на резонансной частоте слой жидкости испытывает деформации сдвига, и в ней распространяется сдвиговая волна. При полном затухании сдвиговой волны в толстом слое жидкости действительный Δf1 и мнимый Δf2 сдвиги резонансной частоты стремятся к предельным значениям. Если у исследуемой жидкости мнимый Δf2 и действительный Δf1 сдвиги частот равны, то жидкость ньютоновская. Если же Δf2>Δf1, то суспензия обладает сдвиговой упругостью. Результаты эксперимента показали, что предельное значение мнимого сдвига резонансной частоты для исследованной суспензии Δf1=12 Гц, а действительный сдвиг Δf1 пренебрежимо мал. Видно, что Δf2 намного больше Δf1. Это говорит о том, что испытуемая суспензия обладает низкочастотной сдвиговой упругостью при частоте эксперимента. Рассчитанные значения действительного модуля сдвига G1=0,22·10⁵ Па. Дальнейшие исследования показали, что с увеличением размеров наночастиц модуль сдвига суспензии растет, а с увеличением концентрации уменьшается. Таким образом установлено, что коллоидные суспензии наночастиц обнаруживают низкочастотную сдвиговую упругость. Ключевые слова: наносуспензия, пьезокварц, колебания, модуль

Топчиева А.П., Вибе Д.З. «Связь галактических областей hii с внегалактическими областями звездообразования» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 21-26 (2019)

В работе сопоставляются инфракрасные наблюдения галактических областей ионизованного водорода и внегалактических комплексов звездообразования. Анализируется роль возможной зависимости инфракрасных потоков областей HII от эффективной температуры ионизующей звезды. Показано, что если внегалактический комплекс ионизованного водорода можно представить в качестве ансамбля областей HII, аналогичных областям HII в нашей Галактике, в модельных комплексах звездообразования с массой менее 30000 M_⊙ наблюдается зависимость отношения потоков на 8 и 24 мкм от массы комплекса.

Молярова Т.С., Вибе Д.З. «Сопоставление наблюдаемых содержаний сложной органики в V883 ORI с результатами астрохимического моделирования» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 50-55 (2019)

Звезда V883 Ori относится к классу фуоров – молодых звезд, испытывающих яркие вспышки светимости. Недавние наблюдения линий молекул на интерферометре ALMA показывают, что в диске вокруг этой звезды присутствуют сложные химические соединения: метанол (CH3OH), метилформиат (HCOOCH3), ацетальдегид (CH3CHO) и др. В работе проводится моделирование химического состава протопланетного диска с параметрами, близкими к параметрам V883 Ori, во время вспышки светимости. Проводится сравнение полученных концентраций отдельных молекул с их наблюдаемыми концентрациями.

Борщева Е.В., Вибе Д.З. «Астрохимические базы данных как источник неопределенности при моделировании» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 61-66 (2019)

Исследована зависимость результатов астрохимического моделирования от выбора базы данных химических процессов. Показано, что в условиях, характерных для плотных ядер и периферии молекулярных облаков, использование баз данных KIDA и UDFA приводит к существенным (выше порядка величины) различиям результатов моделирования примерно для половины соединений, теоретическое содержание которых относительно водорода превышает 10–12. В условиях срединной плоскости протопланетного диска расхождение, превышающее порядок величины, наблюдается уже более чем для 70% молекул, как сложных, так и малоатомных. Таким образом, выбор базы данных для моделирования оказывается весьма критичным элементом исследования.

Панов А.Д., Бурсов Н.Н., Бескин Г.М., Эркенов А.К., Филиппова Л.Н., Филиппов В.В., Гиндилис Л.М., Кардашев Н.С., Кудряшова А.А., Стариков Е.С., Вилсон Дж., Пустильник Л.А. «Наблюдения по программе SETI на телескопе РАТАН-600 в 2015 и 2016 гг.» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 252-264 (2019)

В 2015–2016 гг. в САО РАН на радиотелескопе РАТАН-600 проводились регулярные наблюдения по программе SETI. Объектами поиска сигналов искусственного происхождения были около 30 солнцеподобных звезд и два шаровых скопления с высокой металличностью. Основной идеей, положенной в основу этих исследований, были многократные повторяющиеся наблюдения (мониторинг) одних и тех же объектов. Данные анализировалисьтремя способами: проводился поиск одиночного сильного сигнала, оценивался усредненный за все время наблюдений поток излучения, анализировалиськорреляции сигналов разных частот. Накопление информации за два года наблюдений позволило провести поиск слабых сигналов с уровнем обнаружения в несколько миллиянских на волнах 2.7 и 6.3 см. Усредненные по всему набору данных ограничения для мощности сигналов внеземных цивилизаций лежат практически у всех объектов в интервале 10¹⁶–10²⁰ Вт, верхние же пределы для светимости в единичных наблюдениях (время прохождения диаграммы 7–19 секунд) составляют 10¹⁷–10²¹ Вт, при этом эффективные изотропные излучаемые мощности их гипотетических передатчиков не превышают 2·10⁹–2·10¹³ Вт, что близко к данному параметру для крупнейших наземных планетарных радаров. Полученные ограничения на светимость свидетельствуют об отсутствии радиоизлучения собственно и у наблюдавшихся солнцеподобных звезд, стационарного в среднем за время наблюдений и вспышечного в отдельных сеансах.

Высотин Н.Г., Винников В.А. «Исследование изменения структуры образцов горных пород в условиях упругого гистерезиса с применением метода лазерно-ультразвуковой структуроскопии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 80 (2019). 106 с.

В процессе исследований динамическим методом образцов горных пород с помощью автоматизированного структуроскопа «ГЕОСКАН-02МУ» на основе лазерно–ультразвукового дефектоскопа УДЛ-2М проводилась лазерно-ультразвуковая структуроскопия образцов до и после испытаний по определению упругих параметров, в данной работе статического модуля упругости, с применением стандартных методов. Лазерно-ультразвуковая структуроскопия позволяет выявить нарушения внутренней структуры образца, в частности, образование трещин или их перераспределение в геоматериале. Приведенные в докладе результаты лазерно-ультразвуковой структуроскопии образцов горных пород позволили оценить степень неоднородности его исходных образцов и образцов, подвергшихся предварительной нагрузке, к проведению дальнейших механических испытаний для определения их упругих параметров. В качестве оптимального для последующего определения нелинейных параметров упругого гистерезиса при расчете упругих параметров образцов горных пород предложено использовать результаты испытаний по стандарту DIN EN 14580-2005, позволяющему стабилизировать упругие характеристики при статических испытаниях и получать более корректные данные в условиях упругого гистерезиса. Также подтвердились результаты исследований по определению диапазона напряжений, вызывающих упругие деформации в горных породах при одноосном сжатии и не нарушающих структуру. Ключевые слова: деформационные характеристики, нарушенность структуры, лазерно-ультразвуковая структуроскопия, нелинейность диаграммы деформирования, упругий гистерезис горных пород

Винокуров Д.К. «Классификация методов расчёта диффузных угловых коэффициентов излучения» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 57-70 (2019)

Приводятся результаты систематизации существующих методов определения диффузных угловых коэффициентов (УК) при расчете переноса излучения в зональной модели в системе тел с поверхностями сложной формы при решении задач определения температур конструкции, освещённостей поверхностей, построения реалистичных изображений и др. в различных отраслях: космической, светотехнике, строительстве, энергетике, прикладной оптике, компьютерной графике и пр. Предлагается классификация методов определения УК по источникам погрешностей, возникающих при расчётах. Выделены четыре класса методов: точные, специальные, численного интегрирования, комбинированные. Проведено распределение методов по классам. Приведены исходные формулы и формулы для численного определения УК. Полученная классификация методов позволит пользователям и разработчикам компьютерных программ расчёта УК сориентироваться в многообразии методов и выбрать из них наиболее адекватные для решения своей задачи, а также может быть положена в основу построения обобщённого алгоритма и программного комплекса расчёта диффузных УК для широкого класса задач.

Винокуров Д.К. «Построение обобщенного алгоритма расчёта диффузных угловых коэффициентов излучения» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 71-84 (2020)

Рассмотрено построение обобщенного алгоритма расчёта диффузных угловых коэффициентов излучения (УК). В основу обобщенного алгоритма положено разделение существующих расчётных алгоритмов на две группы (парные и «один ко многим»), а также результаты проведенного исследования возможных комбинаций сеточных и расчетных методов (точные, специальные, численного интегрирования и комбинированные) для средних, локальных и элементарных УК. Сеточные методы представлены как совокупность объекта, на который налагается сетка (поверхность, контур, телесный угол), типа сетки (выделены сетки 1-го и 2-го типа) и способа её построения (детерминированным, статистическим, гибридным или иерархическим методом). Получена общая схема применения сеточных методов в алгоритмах расчета УК. Обобщенный алгоритм расчета УК представлен в виде ориентированного графа, который, по сути, является обобщённой блок-схемой, содержащей практически все существующие и возможные алгоритмы расчёта УК. Полученные результаты могут быть положены в основу программного комплекса расчёта УК для широкого класса задач.

Вировлянский А.Л., Дерябин М.С. «Реконструкция поля излучателя звука в свободном пространстве по измерениям его поля в лабораторном бассейне» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 30 (2019). 106 с.

Показано, что комплексная амплитуда поля излучателя звука в свободном пространстве может быть восстановлена по измерениям поля, возбужденного этим излучателем в области с отражающими границами. Для решения задачи применен метод эквивалентных источников, в рамках которого поле излучателя аппроксимируется суперпозицией полей акустических монополей, расположенных в узлах кубической решетки. Ключевое предположение заключается в том, что один и тот же набор монополей с теми же самыми амплитудами моделирует поле излучателя и в свободном пространстве, и в бассейне с отражающими границами. Амплитуды монополей реконструируются по измерениям поля излучателя в бассейне. Решение этой обратной задачи требует знания функции Грина, то есть поля акустического монополя. Необходимые значения данной функции измеряются с использованием процедуры, которая названа калибровкой бассейна. Она заключается в том, что эталонный акустический монополь поочередно помещается в точки расположения эквивалентных источников и его сигналы, излучаемые из этих точек, регистрируются всеми приемниками. Амплитуды эквивалентных источников подбираются таким образом, чтобы суперпозиция их полей в точках приема наилучшим образом аппроксимировала измеренные в этих точках амплитуды сигналов от излучателя. После этого поле излучателя в свободном пространстве вычисляется с использованием найденных амплитуд эквивалентных источников и известного выражения для функции Грина. Работоспособность предложенного подхода продемонстрирована в лабораторном эксперименте с помощью комплекса автоматизированных акустических измерений. Ключевые слова: излучатель звука, реконструкция поля, метод эквивалентных источников, лабораторный бассейн

Вишневецкий В.Ю., Кириченко И.А., Марколия А.И., Сизов И.И., Старченко И.Б., Строчан Т.П. «Системный анализ особенностей работы параметрического профилографа при вертикальной схеме профилирования слоистой структуры ДНА» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 69-70 (2019). 106 с.

Развитие методов исследования Мирового океана приводит к повышению уровня требований к техническим средствам, расширению круга решаемых задач по изучению водной среды и повышению точности измерений. Одним из наиболее перспективных инструментов исследования морских ресурсов является параметрическая антенна (ПА) и гидроакустические средства, созданные на ее основе. При разведке донных отложений стремятся детерминировать границы слоистой структуры. Применение кепстрального анализа акустического сигнала, прошедшего через систему донных слоев, позволяет выделить моменты прихода составляющих отражений. Таким образом, решается задача временного разделения сигналов. В работе рассмотрены особенности работы параметрического профилографа при вертикальном зондировании системы донных слоев. Исследована теоретическая модель, описывающая влияние N границ раздела, находящихся в области нелинейного взаимодействия, на поле давления волны разностной частоты. Модель прошла экспериментальную апробацию в условиях гидроакустического бассейна для случая двух границ. Показано, что изменение положения границ раздела оказывает значительное влияние на отраженное поле: при увеличении расстояния происходит обужение поперечного распределения аддитивного отраженного поля, отраженное поле с расстоянием убывает медленнее и изменение пространственного расположения границ не приводит к появлению боковых лепестков в отраженном поле. Исследовано применение кепстрального анализа эхосигналов от слоистой структуры с целью повышения разрешающей способности профилографа по дистанции. Спектр эхосигнала, отраженного от двух границ раздела, не позволяет непосредственно определить момент прихода эхосигнала. Наблюдаемые искажения спектра эхосигнала обусловлены искажением формы волны, отраженной от обеих границ раздела. Наличие высокочастотной компоненты в спектре эхосигнала, обусловленное присутствием исходных волн накачки, не затрудняет вычисление кепстра низкочастотного импульса. Введение фильтрации высокочастотных волн позволило очистить кепстр низкочастотного эхоимпульса от кепстра исходных волн накачки. Показано, что кепстр низкочастотного эхоимпульса позволяет однозначно определить момент прихода эхосигнала от второй границы раздела при отношении амплитуды сигнала от первой границы к амплитуде сигнала от второй границы меньшем 30 дБ, а при перекрытии эхоимпульсов меньшем 90%. Ключевые слова: параметрическая антенна, донные слои, граница раздела, кепстр, разрешающая способность

Булатов В.В., Владимиров Ю.В. «Внутренние гравитационые волны в океане с разнонаправленными сдвиговыми течениями» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 56, № 1, с. 104-111 (2020)

Рассмотрена задача о построении решений, описывающих внутренние гравитационных волны в стратифицированной среде конечной глубины с разнонаправленными сдвиговыми течениями. Рассмотрено модельное постоянное распределение частоты Брента–Вяйсля и линейная зависимость сдвигового течения по глубине и получено аналитическое решение задачи, которое выражается через модифицированные функции Бесселя мнимого индекса. С помощью дебаевских асимптотик модифицированной функции Бесселя получены аналитические выражения для дисперсионных соотношений, исследованы фазовые характеристики волновых полей. Исследованы зависимости волновых характеристик возбуждаемых полей от основных параметров использованных моделей стратификации, течений и режимов генерации.

Булатов В.В., Владимиров Ю.В. «Дальние поля внутренних волн, возбуждаемых пульсирующим источником в стратифицированной среде со сдвиговыми течениями» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 6, с. 45-52 (2019)

Решена задача о дальнем поле внутренних гравитационных волн, возбуждаемых осциллирующим точечным источником возмущений в стратифицированной среде со сдвиговым течением. Рассмотрено модельное распределение скорости сдвигового течения по глубине и получено аналитическое решение задачи в виде характеристической функции Грина, которое выражается через модифицированные функции Бесселя мнимого индекса. Получены выражения для дисперсионных соотношений и построены интегральные представления решений. Исследованы зависимости волновых характеристик возбуждаемых полей от основных параметров использованных моделей стратификации, течений и режимов генерации.

Сазоненко Д.А., Кукушкин Д.Е., Вознесенская А.О., Бахолдин А.В. «Расчет астрономического спектрографа на базе плоской отражательной дифракционной решетки» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 345-351 (2019)

Представлена методика расчета спектрографа для астрофизических исследованийна основе базовых входных и выходных параметров оптическойсистемы. В рамках предложеннойметодики можно определить основные характеристики компонентов спектрографа: фокусное расстояние коллиматора, фокусное расстояние проекционнойкамеры, угол блеска решетки, частоту решетки. В качестве базовых используются следующие параметры: необходимое спектральное разрешение, исследуемыйспектральныйдиапазон, входная апертура спектрографа, высота приемника по направлению дисперсии, доступная длина дифракционнойрешетки. Исходя из расчетного значения увеличения оптическойсистемы прибора, полученного на основе базовых параметров, предложены рекомендации по выбору принципиальнойсхемы спектрографа.

Вознесенский А.С., Красилов М.Н., Куткин Я.О., Корякин В.В. «Особенности вибрационного отклика системы геосреда–анкер на ударное воздействие» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64 (2019). 106 с.

Обсуждаются результаты оценки прочности горных пород в кровле подземных горных выработок в массиве гипсоносных пород методом неразрушающего контроля анкерного крепления с помощью ударно-спектрального устройства «Анкер-Тест». Метод использует связь между прочностью и акустической добротностью горных пород. Влияние расслоения пород кровли, выветривания и давления вышележащих слоев на прочность породы вокруг очистной выработки и транспортного штрека показано путем измерения амплитуды, частоты и добротности на основе спектрального анализа отклика анкера, установленного в кровле, на ударное воздействие. Внешние слои породы кровли подвержены воздействию влаги и выветривания, они содержат больше механических повреждений по сравнению с внутренними слоями, как для камеры, так и для штрека. Для них среднее значение акустической добротности меньше, чем для внутренних слоев. Это связано с механическим повреждением в месте, где тестируется кровля камеры. Визуально нарушения (расслоение горных пород и их обрушение) в кровле штрека меньше, чем в камере. Это определяется геологическим строением и большой толщиной гипсовой кровли в штреке, что снижает механические напряжения в породах кровли. Внутренние слои в камере меньше подвержены влиянию, чем в штреке. На это влияет более короткая продолжительность обнажения кровли в камере по сравнению с штреком, когда количество накопленных трещин пропорционально продолжительности механической нагрузки и влажности, возникающей в нависающих породах. Этот метод может быть использован для неразрушающего контроля прочности, усталости и ресурса горных пород вокруг горных выработок. Ключевые слова: анкерная крепь, горные породы, геоконтроль, ударно-спектральный, кровля

Богдан О.П., Муравьева О.В., Волков В.В., Подсизерцева М.А. «Сравнительный анализ методик измерения акустического импеданса вязкоупругой среды» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 52 (2019). 106 с.

Задачи измерений акустических характеристик (скорость распространения, акустический импеданс, коэффициент затухания) вязкоупругих сред актуальны в ряде медицинских приложений – при разработке фантомов биологических сред, для медицинской диагностики в качестве диагностических признаков, при создании новых материалов для медицинских изделий, и позволяют оценить их свойства за счет наличия функциональной связи с указанными характеристиками. В работе приведены результаты сравнительного анализа резонансной и волноводной методик измерения акустического импеданса вязкоупругих сред. Резонансная методика оценки импеданса вязкоупругой среды основана на измерении параметров амплитудно-частотных характеристик пьезопластины, последовательно нагруженной на воздух, среду с известным акустическим импедансом (эталонную среду) и исследуемую среду, и пересчете в акустический импеданс с использованием метода электромеханических аналогий (патент на изобретение № 2017125620). Представлены техническая реализация методики, обоснованы требования к размерам и геометрии пьезопластин, выбору рабочих частот и эталонных сред. В основе волноводной методики лежит измерение коэффициентов затухания стержневой волны, возбуждаемой с использованием электромагнитно-акустического преобразователя в тонком стальном стержне (игле), нагруженном на воздух и исследуемую среду. В работе представлены техническая реализация волноводной методики, обоснованы требования к выбору диаметра и материала волновода, рабочих частот и эталонных сред. Методики были использованы для оценки акустических импедансов модельных вязкоупругих жидкостей, представленных набором водных растворов глицерина в различных пропорциях (1:1, 2:1, 1:2, 1:0) с известными акустическими свойствами, а также для растворов неизвестной пропорции по построенным калибровочным графикам. Сравнительный анализ обеих методик показал, что чувствительность резонансной методики составила 0,7 м/(Па•с), волноводной методики – 2,0 м/(Па•с), при этом для резонансной методики чувствительность представляется достаточно равномерной во всем диапазоне измеренных значений акустических импедансов, тогда как чувствительность для резонансной методики имеет нелинейный характер, близкий к логарифмической зависимости, что обусловлено экспоненциальным затуханием стержневой волны. Разработанные методики достаточно просты в реализации и могут быть воспроизведены с помощью несложного лабораторного оборудования, и обладают достаточно высокой точностью. Ключевые слова: акустический импеданс, вязкоупругая среда, эквивалентная электрическая схема, стержневая волна, коэффициент затухания

Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Беляев Р.В., Громов П.Р. «Что измеряет ультразвуковой корреляционный расходомер газа с накладными датчиками» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 31-32 (2019). 106 с.

Рассматривается принцип действия и устройство ультразвукового корреляционного расходомера газа с накладными датчиками, располагающимися на внешней поверхности трубы. Приводятся сравнительные результаты лабораторных экспериментов по одновременному измерению скорости потока с помощью ультразвукового расходомера и двух термоанемометров разнесенных между собой, со следующим построением взаимно корреляционной функции. Показано, что ультразвуковой расходомер, благодаря фокусирующему действию стенки трубы, в основном регистрирует пролет вихрей, распространяющихся в центре трубы. Отмечается также меньшая скорость пролета вихрей по отношению к средней скорости потока.

Николенко И.В., Крючков С.В., Барабанов С.И., Волков И.М. «Телескопы Симеизской обсерватории ИНАСАН: сегодняшнее состояние и перспективы» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 85-92 (2019)

Приведен обзор телескопов, имеющихся на Симеизской обсерватории ИНАСАН, и перспективы их развития.

Барабанов С.И., Волков И.М., Кравцова А.С., Николенко И.В., Крючков С.В. «Фотометрические исследования АСЗ в ИНАСАН в 2008–2010 гг ..» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 278-286 (2019)

Представлены результаты фотометрических измерений астероидов 2002 NP1, 5786 Talos и астероида группы кентавров 2005 WY3, проведенные в 2008–2010 гг. на Симеизском 1-м телескопе ИНАСАН на г. Кошка. Получено наиболее точное значение периода 2002 NP1 равное 0.24626 дня, показатель его цвета V–Rc = 0.55; определен таксономический класс Q астероида 5786 Talos; найдена переменность блеска 2005 WY3, связанная с его осевым вращением и предположены наиболее вероятные значения периода вращения в 0.83 или 0.62 дня.

Волков М.В., Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г. «Вертикальные приемные антенны для звукоподводной связи на арктическом шельфе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 10-11 (2019). 106 с.

Проанализированы методики звукоподводной связи (ЗПС), основанные на использовании вертикальных приемных антенн и ориентированные для применения на арктическом шельфе России. В частности, рассмотрены методика, использующая селекцию нормальных волн (мод) мелководного акустического волновода и методика, основанная на обращении волнового фронта акустических волн. Численное моделирование для волновода со взволнованной верхней границей и с границей, в виде ледового покрова, показало, что вертикальные антенны обеспечивают устойчивый прием при шуме на 15 дБ большем, чем в случае применения точечного одиночного приемника. Расстояние между корреспондирующими точками при этом составляло 5 км. Учитывался анизотропный в вертикальной плоскости шум, связанный с развитым поверхностным волнением. Продемонстрировано, что обе из перечисленных выше методик обеспечивают примерно одинаковое качество приема информации и имеют одинаковое преимущество по сравнению с одиночным приемником в случае, когда антенны перегораживают большую часть волновода. Рекомендован диапазон частот 600–900 Гц как наиболее удобный для ЗПС на арктическом шельфе при дальности передачи в несколько километров. В этом диапазоне частот качество связи слабо зависит от свойств морского дна и характеристик морской поверхности, что становится важным, когда эти свойства априори не известны. Ключевые слова: пространственная обработка гидроакустических сигналов, звукоподводная связь

Волков М.В., Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г. «Случайно-неоднородное поле скорости звука в дне Карского моря и его влияние на распространение акустических волн» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 14-15 (2019). 106 с.

Проведён статистический анализ пространственных вариаций скорости звука в верхнем слое донных осадков для одного из районов Карского моря. Для анализа использовано распределение скорости звука, полученное по данным 3D-сейсморазведки. Обнаружена существенная пространственная анизотропия этой квазислучайной физической величины. Её радиус пространственной корреляции может изменяться от сотен метров до нескольких километров в зависимости от выбранного направления в горизонтальной плоскости и глубины горизонтального разреза, отсчитываемого от границы вода–дно. Рассмотрена задача о взаимодействии нормальных волн (мод) в мелководной акватории постоянной глубины на частотах до 500 Гц над участком дна с изменяющимся импедансом. Предполагалось, что изменение импеданса обусловлено вариациями профиля скорости звука в донном осадочном слое, отмеченными выше. Показано, что при типичных горизонтальных градиентах скорости звука в дне межмодовое взаимодействие оказывает слабое влияние на среднюю по глубине интенсивность звукового поля, и для определения усреднённых энергетических характеристик можно пользоваться адиабатическим приближением. В то же время это взаимодействие оказывается заметным при анализе интерференционной картины звукового поля. Ключевые слова: Арктический шельф, межмодовое взаимодействие

Беседина А.Н., Кабыченко Н.В., Павлов Д.В., Волосов С.Г. «Инструментальные методы расширения амплитудно-частотной характеристики геофона» Сейсмические приборы, 55, № 3, с. 5-23 (2019)

Для решения различных инженерных задач часто требуется регистрация сигналов в диапазоне 0.1–2000 Гц. Нижняя граница этого диапазона выходит за пределы рабочей полосы геофонов. В данной работе рассмотрено расширение частотных характеристик геофона двумя способами: путем перемножения передаточных функций и путем введения отрицательного сопротивления. Оценены пределы применимости этих методов. Верхний предел скорости, регистрируемой геофоном, определяется зазором, в котором катушка смещается относительно рамки датчика. Нижний предел зависит от общего инструментального шума измерительного канала, основной вклад в который вносят броуновский шум механической колебательной системы и шум измерительной схемы. Прототип устройства был построен на основе перемножения передаточных функций. С помощью лабораторных измерений на вибрационном столе и записей микросейсмического шума было показано, что модифицированный геофон работает как датчик скорости с собственной частотой 2 Гц. Это значение зависит от микросейсмических условий места размещения измерительной системы. При регистрации сейсмичности с помощью модифицированного геофона удалось зарегистрировать массовые взрывы в камерах шахты и карьерные взрывы в диапазоне частот до 2 Гц. Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что модифицированный геофон можно использовать для мониторинга локальной и региональной сейсмичности в качестве аналога короткопериодных сейсмометров.

Хоркин В.С., Волошинов В.Б. «Акустооптическое взаимодействие в кубическом кристалле krs-5 с регулируемой оптической анизотропией» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 74-75 (2019). 106 с.

В последние годы возрос интерес к разработке акустооптических устройств, функционирующих в среднем и дальнем диапазоне спектра электромагнитных волн. Сложности с разработкой подобных устройств, в первую очередь, обусловлены отсутствием эффективных акустооптических материалов, прозрачных для электромагнитного излучения с длинами волн свыше 5 микрон. Монокристаллы KRS-5 являются твердыми растворами солей таллия, содержащими соединения таллия и брома (TlBr), а также таллия и йода (TlI). Данный кристалл рассматривается в качестве перспективного материала для соответствующих применений в акустооптических модуляторах и дефлекторах. Известно, что кристаллы KRS-5 принадлежат к классу m3m кубических материалов, следовательно, являются оптически изотропными. Поэтому в кристаллах KRS-5 принципиально невозможно реализовать анизотропные варианты акустооптического взаимодействия, которые наиболее успешно применяются для управления световыми потоками в современных дефлекторах и перестраиваемых акустооптических фильтрах. Для того, чтобы расширить возможности использования кристалла KRS-5 в акустооптике, предлагается в данном материале создавать искусственную оптическую анизотропию. Для этого к кристаллу было приложено внешнее статическое давление, величина которого могла регулироваться. Абсолютное значение величины наведенного двулучепреломления, достигнутое при экспериментальном исследовании, изменялось от нуля до величины Δn=5·10^–4. Целью проведенного исследования был анализ акустических, оптических и акустооптических характеристик кристалла KRS-5. В эксперименте наблюдались картины Шефера–Бергмана, позволившие определить значения фазовых скоростей акустических волн в плоскости (001) материала. Также были измерены зависимости брэгговских углов падения света на ультразвук в изотропном кристалле, т.е. в отсутствие статического давления, а также в случае индуцированного двулучепреломления, полученного при приложении к кристаллу статического давления. Акустооптическое исследование проводилось на продольных и сдвиговых акустических волнах при освещении материала монохроматическим оптическим изучением на длинах волн видимого и ближнего инфракрасного диапазонов: λ=0.63–3.39 мкм. Исходя из полученных данных, была проведена оценка величины дисперсии акустооптических параметров материала. На основе проведенных исследований была предложена конфигурация акустооптического дефлектора на основе кристалла KRS-5 с приложенным внешним статическим давлением. Данная конфигурация позволяет подстраивать параметры акустооптической ячейки, регулируя величину статического давления, но не меняя срез кристалла. Ключевые слова: таллий, KRS-5, кубический кристалл, наведенная оптическая анизотропия, акустооптический дефлектор.

Поликарпова Н.В., Волошинов В.Б. «Многократное отражение объемных акустических волн в кристаллах и его применение в акустооптических устройствах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 5 (2019). 106 с.

Приводятся результаты исследования закономерностей распространения и многократного отражения объёмных акустических волн в кристалле двуокиси теллура. Данный кристалл был выбран для анализа из-за чрезвычайно большой упругой анизотропии и исключительно высокого коэффициента акустооптического качества материала. Исследование распространения волн проводилось методом зондирования акустического столба лазерным лучом, а также методом акустооптической визуализации акустических пучков. В частности, подробно исследовано явление многократного отражения волн от двух свободных граней кристалла. Для этого из кристалла парателлурита была изготовлена призма сложной конфигурации с двумя параллельными и двумя взаимно наклоненными гранями. С помощью пьезоэлектрического преобразователя из Х-среза кристалла ниобата лития в призме возбуждалась квазисдвиговая акустическая волна, которая распространялась с углом акустического сноса 74° между фазовой и групповой скоростью ультразвука. Данная акустическая волна падала на одну из наклонных граней призмы и затем отражалась от этой грани, при этом в кристалле наблюдались сразу две отраженные акустические волны. Эти волны после первого отражения падали на две другие свободные грани призмы, после чего происходило повторное отражение волн. При проведении экспериментов в результате многократных отражений в призме наблюдались не менее пяти отраженных волн. Эти волны распространялись в кристалле в плоскости (001) в различных направлениях. Для этих волн в результате расчетов были определены их основные акустические параметры. В эксперименте особое внимание уделялось и тщательному измерению направления распространения акустических волн. Также оценивались величины фазовых скоростей и углов акустического сноса. Наконец, в непосредственно определялись и величины коэффициентов отражения и коэффициентов затухания ультразвука. Все указанные параметры были определены методами акустооптики на частоте ультразвука 87 МГц и при длине волны света 532 нм. На основе проведенных исследований была предложена новая модификация квазиколлинеарного перестраиваемого акустооптического фильтра на кристалле парателлурита. По сравнению с известными акустооптическими квазиколлинеарными устройствами предлагаемый акустооптический прибор является многоканальным, допускающим работу с несколькими световыми пучками одновременно. Ключевые слова: акустические волны, многократное отражение, парателлурит, акустооптический фильтр

Пороховниченко Д.Л., Рю Чж., Зинкин Д.Г., Волошинов В.Б. «Акустические, оптические и акустооптические свойства кристаллов бромида ртути» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 76 (2019). 106 с.

Известно, что кристаллические соединения на основе ртути и теллура находят широкое применение в акустооптике для управления характеристиками электромагнитного излучения в видимом, а также инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра. Такие кристаллы, как теллур (Te), парателлурит (TeO₂), каломель (Hg₂Cl₂), бромид ртути (Hg₂Br₂) и др., характеризуются исключительно высокими значениями коэффициента акустооптического качества, что значительно снижает требования к уровню управляющей электрической мощности в акустооптических приборах на основе ртути и теллура. Поэтому исследование физических свойств указанных кристаллов является актуальной проблемой. Задачей настоящей работы явился анализ акустооптических характеристик кристалла бромида ртути в режиме широкоапертурной дифракции света на ультразвуке. В работе приводятся результаты расчетов фазовых скоростей акустических волн в плоскостях (010) и (1-10) кристалла. Расчет показал, что фазовая скорость медленных сдвиговых акустических волн сильно меняется в зависимости от направления распространения звука и может достигать весьма низкого значения V=282 м/с. Для плоскостей (010) и (1-10) кристалла бромида ртути были рассчитаны зависимости угла Брэгга θ от акустической частоты f при распространения ультразвука под различными углами α относительно кристаллографических осей. Анализ проведен для длин волн оптического излучения в видимом световом диапазоне λ=633 нм, а также и в инфракрасном диапазоне λ=10.6 мкм. В результате проведенных расчетов были определены оптимальные углы падения света, а также значения акустических частот, соответствующих режимам широкоапертурной дифракции света в бромиде ртути. Экспериментальное исследование проводится на кристалле бромида ртути, выращенного в компании “Green Optics”. Скорости акустических волн в кристалле оценивались из диаграмм Шефера–Бергмана. При измерениях использовалось излучение лазера на длинах волн λ=532 нм и λ=633 нм. Данные эксперимента сравнивались с результатами расчетов. Проведенное исследование позволяет определить основные параметры новых акустооптических дефлекторов и фильтров видимого и инфракрасного диапазонов электромагнитного спектра, которые в ближайшее время планируется создать на основе кристаллов бромида ртути. Ключевые слова: акустооптика, бромид ртути, угол Брэгга, дефлектор, модулятор

Вольвач А.Е., Курбасова Г.С., Вольвач Л.Н. «Солнечно-земные циклы в климатических и геофизических характеристиках Крыма» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 352-358 (2019)

Анализ временных рядов наблюдений климатических характеристик на полуострове Крым за период 1983–2005 гг. показал ускоренный рост (по сравнению с другими пунктами Крыма) инсоляции поверхности Земли в пункте Кара-Даг и аномальное снижение температуры поверхности Земли в пункте Фонарь. Вычислены параметры геомагнитного поля для пункта Кара-Даг. Для вычисления изменений параметров геомагнитного поля в Крыму использовался калькулятор IGRF-12. Обнаружены регулярные колебания в анализируемых временных рядах наблюдений, периоды которых совпадают с солнечно-земными циклами. Вычислены функции когерентности и определены периоды когерентных вариаций. В результате анализа поправок к вертикальным деформациям поверхности Земли в пункте Кацивели выделена сезонная составляющая и вычислены ее параметры.

Вольвач А.Е., Курбасова Г.С., Вольвач Л.Н. «Солнечно-земные циклы в климатических и геофизических характеристиках Крыма» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 352-358 (2019)

Анализ временных рядов наблюдений климатических характеристик на полуострове Крым за период 1983–2005 гг. показал ускоренный рост (по сравнению с другими пунктами Крыма) инсоляции поверхности Земли в пункте Кара-Даг и аномальное снижение температуры поверхности Земли в пункте Фонарь. Вычислены параметры геомагнитного поля для пункта Кара-Даг. Для вычисления изменений параметров геомагнитного поля в Крыму использовался калькулятор IGRF-12. Обнаружены регулярные колебания в анализируемых временных рядах наблюдений, периоды которых совпадают с солнечно-земными циклами. Вычислены функции когерентности и определены периоды когерентных вариаций. В результате анализа поправок к вертикальным деформациям поверхности Земли в пункте Кацивели выделена сезонная составляющая и вычислены ее параметры.

Воробьев Р.И., Сергеичев И.В., Карабутов А.А., Миронова Е.А., Саватеева Е.В., Ахатов И.Ш. «Применение оптоакустического метода для оценки влияния пустот на трещиностойкость конструкционных углепластиков» Акустический журнал, 66, № 2, с. 148-153 (2020)

Представлены результаты экспериментального анализа влияния объемного содержания пустот в интервале 0.25–5% на трещиностойкость конструкционных углепластиков. Для получения вариации объемного содержания пор образцы изготавливались методом вакуумной инфузии с вариацией глубины вакуума от –760 до –150 мм рт. ст. Объемное содержание пор определялось методами оптоакустической структуроскопии, сканирующей электронной микроскопии и химическим травлением для получения сравнительных данных. Получены экспериментальные зависимости характеристик межслоевой трещиностойкости от объемного содержания пустот при статическом и циклическом нагружении образцов в режиме нормального отрыва.

Максимова Л.А., Павлюченков Я.Н., Воробьев Э.И. «Анализ конвективно-неустойчивых областей, возникающих при моделировании эволюции протопланетного диска» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 27-33 (2019)

Образование и эволюция протопланетных дисков являются важными этапами в формировании планетных систем. Однако несмотря на впечатляющие успехи в наблюдениях протопланетных дисков, до сих пор невыясненным остается механизм переноса массы и углового момента. Одним из таких механизмов может быть конвекция, приводящая к турбулизации среды и увеличению вязкости диска. Конвекция в протопланетных дисках – сложный процесс, описание которого требует реалистичных гидродинамических и тепловых моделей. Поэтому роль конвекции в турбулизации диска и его общей эволюции до сих плохо изучена. В данной работе проанализированы условия возникновения конвекции для эволюционной модели газового диска FEOSAD, в рамках которой рассчитывается детальная вертикальная структура диска. Показано, что внутренние области модельного диска являются конвективно-неустойчивыми, что приводит к необходимости их учета в будущих моделях.

Молярова Т.С., Акимкин В.В., Воробьев Э.И. «Распределение летучих соединений в самогравитирующем протозвездном диске» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 40-44 (2019)

Одним из компонентов протозвездных дисков являются летучие соединения, которые в зависимости от условий в диске могут находиться либо в газовой фазе, либо в виде ледяных мантий на поверхности пылинок. В работе исследуется теоретическое распределение основных летучих соединений (H₂O, CO₂, CH₄ и CO) по самогравитирующему протозвездному диску. Представлена модель вымерзания летучих соединений при наличии двух населений пыли. Проводится моделирование с помощью двумерного гидроднамического кода FEOSAD с учетом эволюции пыли и вымерзания льдов.

Егорова В.А., Воронин Ф.Н., Жуковский М.Е., Марков М.Б., Потапенко А.И., Усков Р.В., Бойков Д.С. «Модель радиационно-индуцированных термомеханических эффектов в гетерогенных мелкодисперсных материалах» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 85-99 (2020)

Разработана комплексная модель для суперкомпьютерного исследования параметров радиационно-индуцированных термомеханических полей в гетерогенных средах со сложной дисперсной структурой. Построен способ расчета параметров фотон-электронного каскада, генерируемого в объекте при взаимодействии излучения с веществом. Создана геометрическая модель среды с прямым разрешением ее микроструктуры. Составной частью геометрического описания среды является модель детектирующей системы для статистической оценки энерговыделения излучения. Основой для расчета термомеханических процессов выбрана система уравнений движения сплошной среды в переменных Эйлера в форме законов сохранения. Приведены результаты демонстрационных расчетов параметров термомеханических полей.

Лесик М.В., Королькова Е.В., Грамович В.В., Выборов О.Н., Андреев В.Г. «Анализ клинических фонограмм с целью выделения пульмональной компоненты второго сердечного тона» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 54 (2019). 106 с.

Проанализированы фонокардиограммы (ФКГ) пациентов с легочной гипертензией, записанные врачами НМИЦ кардиологии. Запись ФКГ производилась в семи различных точках, три из которых являлись оптимальными для выслушивания легочного клапана (второе, третье и четвертое межреберье слева от грудины). Основное внимание уделялось звуку второго тона сердца, состоящему из аортальной и пульмональной компонент, которые образуются при захлопывании соответствующих клапанов. Увеличенная временная задержка между компонентами является одним из диагностических признаков легочной гипертензии. Целью работы было построение алгоритма автоматического выделения компонент звука второго тона сердца, определение длительности задержки между ними, анализ амплитудно-частотного спектра компонент и построение корреляционной зависимости указанных параметров с уровнем давления в легочной артерии (ЛА). Поиск и выделение сигнала второго тона проводилось автоматически в интервале 200 мс, положение которого синхронизовано с Т-зубцом на электрокардиограмме (ЭКГ), запись которой осуществлялось одновременно с ФКГ. Выделение высокочастотных составляющих в спектре измеренных сигналов второго тона производилось с использованием цифровых фильтров высоких частот с частотами среза в диапазоне от 30 до 70 Гц. Для устранения высокочастотных шумов использовался НЧ фильтр с частотой среза 500 Гц. Компоненты второго тона представляют собой нестационарные сигналы, частота которых со временем уменьшается. Для анализа и выделения аортальной и пульмональной компонент из отфильтрованного сигнала второго тона применялось преобразование Вигнера-Вилла. Анализ ФКГ проведен для 30 пациентов кардиоцентра: 24 – с легочной гипертензией (ЛГ), 6 – с нормальным давлением в ЛА. Запись ФКГ проводилась при задержке дыхания на выдохе, при этом каждая ФКГ содержала от 5 до 8 циклов работы сердца. Показано, что наличие ЛГ сопровождается выраженным расщеплением сигнала второго тона и появлением высокочастотных (100–120 Гц) составляющих в спектре пульмональной компоненты. Полученные результаты могут стать основой для реализации метода неинвазивной диагностики легочной гипертензии. Ключевые слова: легочная гипертензия, фонокардиограмма, преобразование Вигнера–Вилла, второй сердечный тон

Высотин Н.Г., Винников В.А. «Исследование изменения структуры образцов горных пород в условиях упругого гистерезиса с применением метода лазерно-ультразвуковой структуроскопии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 80 (2019). 106 с.

В процессе исследований динамическим методом образцов горных пород с помощью автоматизированного структуроскопа «ГЕОСКАН-02МУ» на основе лазерно–ультразвукового дефектоскопа УДЛ-2М проводилась лазерно-ультразвуковая структуроскопия образцов до и после испытаний по определению упругих параметров, в данной работе статического модуля упругости, с применением стандартных методов. Лазерно-ультразвуковая структуроскопия позволяет выявить нарушения внутренней структуры образца, в частности, образование трещин или их перераспределение в геоматериале. Приведенные в докладе результаты лазерно-ультразвуковой структуроскопии образцов горных пород позволили оценить степень неоднородности его исходных образцов и образцов, подвергшихся предварительной нагрузке, к проведению дальнейших механических испытаний для определения их упругих параметров. В качестве оптимального для последующего определения нелинейных параметров упругого гистерезиса при расчете упругих параметров образцов горных пород предложено использовать результаты испытаний по стандарту DIN EN 14580-2005, позволяющему стабилизировать упругие характеристики при статических испытаниях и получать более корректные данные в условиях упругого гистерезиса. Также подтвердились результаты исследований по определению диапазона напряжений, вызывающих упругие деформации в горных породах при одноосном сжатии и не нарушающих структуру. Ключевые слова: деформационные характеристики, нарушенность структуры, лазерно-ультразвуковая структуроскопия, нелинейность диаграммы деформирования, упругий гистерезис горных пород

Новик А.А., Вьюгинова А.А. «Исследование параметров ультразвуковых волноводов-излучателей для газовых сред с различными рабочими частотами» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 81 (2019). 106 с.

С использованием энергии ультразвука можно осуществлять целый ряд технологических процессов, происходящих в газообразной среде. Наиболее востребованными среди известных технологий являются коагуляция, сушка, гашение пены. При этом необходимость излучения ультразвуковых колебаний в воздух сопряжена с дополнительными сложностями, связанными с тем, что газовые среды имеют низкий акустический импеданс и высокий коэффициент поглощения ультразвука. Для решения задачи излучения мощных ультразвуковых колебаний в газовую среду применяются специализированные волноводы-излучатели в виде диска переменной толщины. Использование таких конструкций обеспечивает эффективный режим излучения и позволяет реализовывать указанные ультразвуковые технологии. До настоящего момента рассматривались такие волноводы-излучатели с рабочими частотами близкими к 20кГц. В данной работе рассматриваются волноводы-излучатели в виде дисков переменной толщины, колеблющиеся в изгибной моде, с рабочими частотами 22 и 44 кГц, анализируются частотные свойства и параметры таких колебательных систем, исследуются и оптимизируются моды колебаний. Ключевые слова: ультразвук, волновод, излучатель, изгибная мода, диск.

Хлопков Е.А., Литвинов М.Ю., Смирнов В.В., Сятковский А.И., Вьюненко Ю.Н. «Управление защитными свойствами комбинированных виброзащитных элементов антивибрационных рукавиц» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 102 (2019). 106 с.

Разнообразие спектральных характеристик вибраций, воздействующих на рабочих в многочисленных технологических процессах, делает необходимым оптимальный подбор средств индивидуальной защиты (СИЗ). Его задача – обеспечение максимальной безопасности труда. Это может быть реализовано выбором из существующего множества конструкций СИЗ наилучших образцов для каждой конкретной технологической операции. Несколько иным путем позволяет решить данную проблему предварительное определение вибрационного спектра на рабочем месте. На стадии изготовления комбинированных антивибрационных элементов возможна их адаптация под определенные технологические условия. Этот результат достигается изменением геометрических параметров деталей и физических характеристик материалов вибропоглощающей конструкции. Показана возможность повышения уровня защиты в заданных частотных диапазонах. Результаты экспериментов продемонстрировали значительное влияние уровня силового взаимодействия инструмента с обрабатываемым объектом на антивибрационные свойства рукавиц. Взаимозависимость характеристик эффективности защитных свойств и силового фактора может быть немонотонной в октавных полосах частотного спектра. Ключевые слова: антивибрационные рукавицы, средства индивидуальной защиты, эффективность