Лабутина М.С., Малеханов А.И., Смирнов А.В. «О влиянии размещения элементов вертикальной антенны в океаническом волноводе на эффективность приема многомодового сигнала на фоне модовых помех» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22-23 (2019). 106 с.

Рассматривается задача пространственной фильтрации многомодового сигнала, представляющего собой совокупность распространяющихся мод океанического волновода со случайными амплитудами, и принимаемого вертикально ориентированной короткой антенной решеткой (АР) на фоне помех, содержащих интенсивную компоненту модового спектра. В качестве характеристики эффективности метода фильтрации определен коэффициент усиления (выигрыш) АР, который зависит не только от параметров сигнала и помехи на её входе (спектр и взаимная корреляция модовых амплитуд, спектр волновых чисел волновода), но также от её параметров (полная длина АР, межэлементное расстояние, положение в волноводе) и выбранного амплитудно-фазового распределения. В работе проведен теоретический анализ и численное моделирование в поиске оптимального выбора параметров АР в предположении взаимно-некоррелированных модовых амплитуд полезного сигнала и помех. Проведено сравнение полученных результатов с эвристическим методом согласованной фильтрации отдельных мод. Показано, что величина коэффициента усиления АР варьируется в широких пределах в зависимости от разрешающей способности АР в модовом пространстве. Ключевые слова: волновод, пространственная обработка, многомодовый сигнал, линейная антенная решетка

Комиссаров П.В., Борисов А.А., Басакина С.С., Лавров В.В. «Усиление взрывной волны подводного взрыва металлизированного заряда в направлении пузырькового канала в сплошной воде» Химическая физика, 38, № 8, с. 12-23 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований подводных взрывов идеально и неидеально детонирующих зарядов в сплошной воде и в воде, содержащей пузырьки воздуха. Заряды весом до 50 г были взорваны в металлическом резервуаре, заполненном водой. Регистрировались параметры волн сжатия в воде. Показан эффект направленного распространения взрывной волны в воде вдоль канала, заполненного пузырьками воздуха. Также обсуждается механизм неидеальных взрывов высокометаллизированных составов в воде, в том числе взрывы в пузырьковой среде.

Лаврова М.А., Канев Н.Г. «Экспериментальное исследование рассеивателей звука различной формы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 38-39 (2019). 106 с.

Представлены результаты исследования звукорассеивающих свойств трех видов рассеивателей, имеющих пирамидальную, кубическую и полусферическую формы. Проведены сравнительные измерения рассеивающих элементов, а также влияние их концентрации, т.е. количества элементов на единицу площади, на эффективность рассеяния. Для ее характеристики введены два параметра: коэффициент рассеяния поверхности и безразмерное сечение рассеяния одного элемента. В масштабном эксперименте используется модель помещения, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда с размерами 0,7×0,4×0,4 м, две непараллельные стенки которого покрыты звукопоглощающим материалом. Третья стенка размером 0,4×0,4 м, перпендикулярная поглощающим стенкам, является тестовой, на ней располагаются испытуемые элементы. В таком помещении звуковое поле анизотропно: поток звуковой энергии перпендикулярен тестовой стенке, т.е. измерение рассеивающих свойств производится для нормального падения звуковых волн. Характерный размер рассеивающих элементов составляет около 3см, измерения выполняются на частотах 4 кГц и 8 кГц. Для определения коэффициентов рассеяния тестовой стенки измеряется кривая затухания звука, которая аппроксимируется известной теоретической зависимостью. Измеренный коэффициент рассеяния позволяет определить эквивалентную площадь рассеяния, а также сечение рассеяния отдельного элемента. Получены зависимости звукорассеивающих свойств для трех форм рассеивателей при различной их концентрации: от 2 до 121 элементов на тестовой поверхности. Во всех случаях элементы распределены равномерно по поверхности. Установлено, что при малой концентрации (2–20 рассеивателей на тестовой стенке) наиболее эффективны кубические рассеиватели, а наименее эффективны – пирамидальные. С ростом концентрации элементов сечение рассеяния пирамидальных элементов увеличивается, а сечение рассеяния кубических и полусферических элементов достигает некоторого предельного значения. Полученные результаты полезны для практических случаев, когда требуется обеспечить эффективное рассеяние звуковых волн, направленных нормально к поверхности. Форма, размеры и расположение рассеивателей на поверхностях помещений могут быть оптимизированы для достижения максимального рассеяния звука. Ключевые слова: коэффициент рассеяния звука, акустические рассеиватели, недиффузное звуковое поле, сечение рассеяния

Лакшми Сринивас А., Сридхар Б.Т.Н. «Экспериментальное исследование распределения давления на стенке сопла Лаваля с пилоном, моделирующим вдув» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 138-149 (2020)

Выполнены измерения давления на стенке сопла Лаваля с пилоном, моделирующим вдув газа через стенку, и определены внутренние силы и моменты сил. Пилон, обращенный к потоку, имел прямоугольное поперечное сечение и был помещен на расстоянии, равном двум третьим от длины расширяющейся части сопла, начиная от его горла. Расчетное число Маха сопла равно 1.84. Высота пилона варьировалась при постоянном внутреннем полном давлении 690 кПа. Целью экспериментов было выяснить возможность использования твердого тела (пилона) в качестве альтернативы вторичному вдуву газа для управления вектором тяги. Для понимания характера взаимодействия потока с пилоном исследовано распределение давления по стенке сопла. Расчеты, выполненные на основании экспериментальных данных, показывают, что наличие пилона и изменение его высоты оказывают существенное влияние на боковую силу и продольный момент, что может быть полезно для управления вектором тяги.

Лапин А.Д. «Монополь в твердом слое» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 79 (2019). 106 с.

В безграничной твердой однородной среде точечный монополь излучает только сферическую продольную волну. При наличии границ, помимо продольной волны, возникают и поперечные волны. В работе найдено поле точечного монополя в твердом однородном слое со свободными границами. Это поле характеризуется векторным и скалярным потенциалами. Вследствие осевой симметрии поля векторный потенциал имеет только угловую компоненту. Интегральное представление потенциалов получено методом Фурье–Бесселя. На основе теории вычетов поле монополя в слое представлено в виде суперпозиции цилиндрических мод Лэмба. Рассчитаны амплитуды возбуждаемых мод. Ключевые слова: векторный и скалярный потенциалы, метод Фурье–Бесселя, цилиндрические волны Лэмба

Лебедев А.В. «Анализ поверхностных волн в упругой среде с пористым насыщенным слоем» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 66-67 (2019). 106 с.

Исследовано распространение сейсмоакустических волн в трехслойной среде, состоящей из однородного изотропного деформируемого твердого слоя, нагруженного на однородный пористый слой, насыщенный жидкостью. В свою очередь пористый слой покрывает однородное изотропное твердое полупространство. Данная среда моделирует геологический разрез, в котором верхний слой грунта отделен от глубинных пород пористым слоем, содержащим значительное количество жидкости. Проведен анализ полученного дисперсионного уравнения и представлены его решения для важных с практической точки зрения случаев. Отмечены эффекты, обусловленные перемещением жидкой фазы относительно деформируемого твердого скелета при прохождении волны. Выявлены характерные особенности дисперсионных кривых и пространственного распределения полей мод, позволяющие не только устанавливать наличие под верхним слоем грунта насыщенного жидкостью пористого слоя, но и определять его мощность и глубину залегания.

Лебедев А.В. «Нелинейный релаксационный механизм генерации шума фильтрации в пористых средах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 66 (2019). 106 с.

Предложена модель, которая объясняет причину возникновения нестационарности на микроскопическом уровне и связанной с ней генерации шума фильтрации в пористых средах. Шум не связан с гидродинамическими источниками, и для его возникновения не требуется переход к турбулентному режиму течения в порах. Физический механизм нестационарности течения связан с развитием неустойчивости в области контакта трещин или зерен, а также наличием релаксационных явлений в полостях и каналах, всегда присутствующих в горных породах. Показано, что при наличии таких структурных элементов возникает режим автоколебаний. Предложенная модель находится в удовлетворительном согласии с известными экспериментальными данными.

Бритенков А.К., Фарфель В.А., Лебедев Е.В. «Влияние первичных параметров соединительного кабеля на точность измерений электроакустических характеристик мощных низкочастотных гидроакустических излучателей» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 32 (2019). 106 с.

Низкочастотные гидроакустические излучатели широко используются для различных приложений: от дальней звукоподводной связи и телеуправления до сейсмоакустической разведки. Обилие задач и специфика конкретной реализации зачастую накладывает достаточно жёсткие требования к обеспечению заданных электроакустических параметров излучателей. В связи с этим необходимо проведение натурных испытаний гидроакустических преобразователей в открытых акваториях на различных глубинах для точного измерения их электроакустических характеристик. Использование длинного кабеля связи от системы возбуждения до излучателя без учёта электрических характеристик такой линии приводит с одной стороны, к высоким погрешностям измерений, а с другой к отсутствию оптимального согласования системы возбуждения и низкочастотного излучателя и снижению эффективности работы излучающего комплекса. Соединительный кабель длиной более 100 м можно рассматривать как длинную линию с эквивалентной схемой в виде четырёхполюсника, что является упрощённой формой телеграфных уравнений. На основе данных, полученных во время морских испытаний по оценке влияния кабеля длиной 1000 м и сечением жил 1,5 мм² на электроакустические характеристики низкочастотного излучателя и параметры его эквивалентной схемы в диапазоне частот порядка сотен Гц, разработаны рекомендации по методике проведения измерений и обработке экспериментальных данных с учётом первичных параметров линии связи. Экспериментальные данные подтверждают, что влияние кабеля длиной 1000 м при измерении резонансной частоты и ширины полосы частот излучателя несущественно, однако значения напряжения и тока системы возбуждения значительно отличаются от тока и напряжения на излучателе, а КПД и чувствительность оказываются занижеными по отношению к его реальным характеристикам. Ключевые слова: низкочастотный гидроакустический излучатель, пьезоэлектрический преобразователь, телеуправление АПА, электроакустические характеристики, длинная линия

Лебедев М.В., Захаров В.О. «Применение методов машинного обучения для оптимального хранения иформации о ВРСЗ» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 31 (2019). 106 с.

Работа посвящена исследованию применения алгоритмов снижения размерности для оптимального хранения информации о ВРСЗ. Рассмотрено три основных подхода для сжатия информации: метод главных компонент, K-SVD и нейронная сеть. Качество алгоритмов сжатия определяется по трем критериям: точность восстановления координат профиля ВРСЗ, размер хранимой информации после сжатия, точности извлечения информации о сезоне из сжатого профиля ВРСЗ. Для оценки сезона было использовано несколько известных алгоритмов классификации: регрессия, бустинг, решающие деревья. Исследования проводились для нескольких районов мирового океана. Ключевые слова: алгоритмы снижения размерности, ВРСЗ, классификация

Левкина П.А., Сергеев А.В. «Характеристики новых объектов космического мусора, обнаруженных в терскольской обсерватории» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 306-311 (2019)

Телескоп Zeiss-2000 Терскольской обсерватории регулярно используется для наблюдений объектов космического мусора. Высокая проницающая способность при хороших погодных условиях позволяет обнаруживать до 10 новых объектов каждую ночь. Регулярные открытия новых, прежде не каталогизированных объектов, свидетельствуют о постоянном увеличении количества техногенных обломков в околоземном пространстве и о недостаточной представленности малоразмерных фрагментов в каталогах космических объектов. В статье приводятся данные о нескольких типичных космических объектах, регулярно обнаруживаемых на оборудовании телескопа Zeiss-2000 – фрагментов аппаратов, выводимых на геостационарную орбиту и находящихся на переходной орбите.

Левкина П.А., Бахтигараев Н.С., Рыхлова Л.В., Горшков А.П., Карпов Н.В., Сергеев А.В., Тарадий В.К., Чазов В.В. «О популяции малоразмерных фрагментов космического мусора геостационарной зоны» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 312-317 (2019)

В рамках международной программы «Астрономия в Приэльбрусье» на наблюдательном комплексе телескопа Zeiss-2000 Терскольской обсерватории осуществляются исследования заселенности геостационарной зоны малоразмерными объектами космического мусора при помощи оптических измерений. Телескоп Zeiss-2000 с двухметровой апертурой является крупнейшим телескопом, регулярно используемым для исследований космического мусора. Во время наблюдений в фотометрические ночи обнаруживаются 4–5 ранее не наблюдавшихся фрагментов от 17-й до 21-й звездной величины. В работе приводятся параметры орбит и физические характеристики малоразмерных фрагментов, обнаруженных при наблюдениях в Терскольской обсерватории в октябре 2018 г.

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

Гусев В.П., Жоголева О.А., Леденев В.И., Сидорина А.В. «Акустические и динамические характеристики эластомерных строительных материалов на основе NBR каучука» Строительные материалы, № 6, с. 56-61 (2019)

Рассмотрены акустические и динамические характеристики перспективных эластомерных строительных материалов на основе NBR каучука типа K-FONIK. В результате проведенного комплекса исследований эластомерных материалов, основой которых служат различные виды каучуков, получены новые данные об их звукоизолирующих, звукопоглощающих и динамических характеристиках. Полученные данные позволяют определить возможные границы практического применения исследованных материалов. Установлено, что эластомеры, получаемые на основе NBR каучука, могут эффективно использоваться в качестве звукоизолирующих покрытий воздуховодов и трубопроводов различного назначения, в глушителях аэродинамического шума, а также в виброизолирующих конструкциях и в вибродемпфирующих элементах. Полученные результаты исследований позволяют оценивать на стадии проектирования акустическую эффективность принимаемых конструктивных решений по повышению звукоизоляции стенок воздуховодов и трубопроводов, по устройству глушителей в трубопроводах, а также в других конструктивных элементах, в которых используются эластомерные строительные материалы типа K-FONIK. Результаты исследований разработанных в настоящее время эластомерных материалов показывают широкий диапазон их возможного применения в качестве звукоизолирующих конструкций. Это позволит проектировщикам производить целенаправленную разработку новых конструктивных решений исходя не только из требований обеспечения звукоизоляции, но и по экономическим требованиям. Полученные данные могут быть полезны разработчикам этих видов материалов с целью расширения их применения в строительной практике.

Лезова И.Е., Карбань О.В., Таранов А.В., Хазанов Е.Н., Чарная Е.В. «Кинетические характеристики фононов и структурные неоднородности твердых растворов моноалюминатов Y_1-xEr_xAlO₃» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 1, с. 90-96 (2020)

Исследованы особенности низкотемпературной теплоемкости, транспортные характеристики фононов в области гелиевых температур и наноструктурные неоднородности в монокристаллах твердых растворов эрбиевых моноалюминатов YAlO₃:Er, синтезированных методом направленной кристаллизации.

Леонов В.А., Крючков С.В., Мазуров В.А. «Техническое обеспечение наблюдений слабых поточных метеоров» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 116-121 (2019)

Конструктив современных систем наблюдений за метеорами в последние два десятилетия практически не изменился и обычно включает ПЗС-камеру, объектив, герметичный кожух и прочие вспомогательные системы для стабилизации температуры, открытия/закрытия крышки объектива и передачи данных. Поэтому модернизация и усовершенствование таких систем может происходить в разных направлениях – это внедрение новых технических решений, которые обычно происходят посредством улучшения оптики, и редко осуществляется путем внедрения новых механизмов, и усовершенствование электронной части и систем управления – печатных плат или микроконтроллеров. В работе рассмотрены некоторые способы усовершенствования патрульных метеорных камер, применяемых в ИНАСАН для регистрации слабых поточных метеоров.

Леонов В.А. «Верификация измеренных яркостей метеоров на основе программных пакетов UFO analyzer и meteors magnitude» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 318-324 (2019)

Определение фотометрических характеристик небесных объектов – достаточно трудная задача, обозначенная еще Гиппархом, при этом яркость метеоров оценивается соразмерно яркости звезд, которые фиксируются телевизионной аппаратурой на кадрах с метеорными треками, с последующим суммированием этих кадров (интегральная яркость). В процессе вычисления фотометрических характеристик разными методами у исследователей получаются результаты, сильно отличающиеся друг от друга. В работе представлены результаты и анализ фотометрической обработки группы метеоров потока Персеиды, полученных базисными методами и обработанн

Ерофеев В.И., Леонтьева А.В., Шекоян А.В. «Ударные волны в термоупругой среде с точечными дефектами» Журнал технической физики, 90, № 1, с. 26-32 (2020)

Изучено распространение плоских продольных волн в безграничной среде с точечными дефектами, находящейся в нестационарном неоднородном температурном поле. Рассмотрена самосогласованная задача, учитывающая как влияние акустической волны на образование и перемещение дефектов, так и влияние дефектов на особенности распространения акустической волны. Показано, что в случае отсутствия диффузии тепла система уравнений сводится к нелинейному эволюционному уравнению относительно смещений частиц среды. Уравнение можно считать формальным обобщением уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса. Методом усеченных разложений найдено точное решение эволюционного уравнения в виде стационарной ударной волны с монотонным убыванием. Отмечено, что диссипативные эффекты, обусловленные наличием дефектов, преобладают над дисперсией, связанной с миграцией дефектов в среде. Ключевые слова: термоупругая волна, стационарная ударная волна, точечные дефекты, эволюционное уравнение.

Ерофеев В.И., Леонтьева А.В. «Несинусоидальные продольные волны в стержне, погруженном в нелинейно-упругую среду» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 72 (2019). 106 с.

Распространение продольных волн в стержне (модель Миндлина–Германа), погруженном в нелинейно-упругую среду, описывается нелинейной системой двух уравнений второго порядка. Система сводится к одному уравнению четвертого порядка относительно продольного смещения частиц стержня. Рассматривая различные случаи соотношения жесткости стержня и жесткости внешней среды, в которую помещен стержень, получаем три предельных случая. Если жесткость внешней среды существенно превосходит жесткость стержня, то эволюционное уравнение представляет собой нелинейное эволюционное уравнение для внутренних волн во вращающемся океане – уравнение Островского. Уравнение не имеет точных решений, но допускает качественное исследование при равенстве нулю старшей производной. Найдено решение для нелинейных периодических стационарных волн. Во втором случае, если жесткость внешней среды существенно уступает жесткости стержня, то эволюционным уравнением является уравнение, которое отличается от уравнения Островского в нелинейной части. Показано, что в этом случае возможно распространение солитонов классического профиля. В последнем случае, если жесткости внешней среды и стержня имеют один порядок, отмечено, что нелинейные стационарные волны не распространяются. Ключевые слова: продольная волна; стержень Миндлина–Германа; нелинейно-упругая среда; эволюционное уравнение Островского; периодическая волна; солитон.

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

Карзова М.М., Юлдашев П.В., Леша Т., Драгна Д., Оливье С., Хохлова В.А., Блан-Бенон Ф. «Нелинейное отражение n-волны от шероховатых поверхностей в воздухе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 41-42 (2019). 106 с.

Развитие концепции создания малых гражданских сверхзвуковых самолетов бизнес-класса привело к возобновлению интереса к проблеме распространения волны звукового удара в неоднородной атмосфере и ее отражения от поверхности земли. При нерегулярном отражении акустических волн с ударными фронтами вблизи жесткой поверхности формируется “ножка” Маха. Процесс ее формирования зависит от структуры, импеданса и геометрии поверхности. В работе в лабораторном эксперименте исследовалось влияние размера зерна шероховатости поверхности на пространственно-временную структуру N-волны при ее отражении от данной поверхности в воздухе. N-волна длиной 1.4 см и амплитудой до 1.5 кПа создавалась искровым разрядным источником. Для восстановления профилей давления N-волны в точках, расположенных на различной высоте от отражающих поверхностей, использовался метод интерферометрии по схеме Маха–Цендера. Метод основан на измерении возмущения оптического показателя преломления среды при распространении сферически расходящейся N-волны, а затем восстановлении по нему профиля давления волны с помощью обратного преобразования Абеля. В качестве отражающих шероховатых поверхностей использовалось пять различных листов наждачной бумаги, скрепленных с плоской поверхностью, изготовленной из пластика. Размер зерна шероховатости варьировался от 50 до 500 мкм. Было показано, что с увеличением размера зерна шероховатости происходило уменьшение высоты “ножки” Маха. Если размер зерна в несколько раз превышал ширину ударного фронта N-волны, то формирования “ножки” Маха не наблюдалось, а отражение происходило регулярным образом. Вблизи шероховатой поверхности (до 2 мм) уровни давления были выше, чем в случае гладкой поверхности, а на профилях давления наблюдались периодические искажения с периодом, зависящим от размера зерна шероховатости. Результаты эксперимента были количественно подтверждены в численном моделировании уравнений Эйлера, где искровой источник имитировался гауссовским распределением энергии, а геометрия шероховатых поверхностей задавалась случайным образом с использованием гауссовской корреляционной функции с параметрами, полученными в микроскопических измерениях структуры поверхности. Результаты численного моделирования с точностью 10% описали экспериментально измеренные профили давления. Дополнительно в моделировании была показана периодическая структура фронтов, формирующихся за основной волной в результате ее дифракции на шероховатостях. Ключевые слова: N-волна, «ножка» Маха, шероховатость, нерегулярное отражение, интерферометр Маха–Цендера

Стреленко Т.Б., Либенсон Е.Б. «Ошибки определения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости для многолучевого канала в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 21 (2019). 106 с.

Представлены результаты оценки ошибок определения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости в многолучевом канале. Рассмотрена взаимосвязь между параметрами многолучевой структуры и ошибками определения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости. Исследования проведены на программном макете для условий мелкого моря. Получены оценки ошибок при разных величинах разрешающей способности гидролокатора по времени. Ключевые слова: гидролокатор, угол прихода эхосигнала, интерференция в многолучевом канале, тональный и сложный сигнал, согласованная фильтрация

Геча В.Я., Либерман М.Ю, Шматков А.В. «Использование метода акустической интенсиметрии для метрологической аттестации заглушенных акустических камер в низкочастотном диапазоне» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 101-102 (2019). 106 с.

Представлены результаты теоретического анализа и экспериментальных исследований метрологических возможностей метода акустической интенсиметрии при проведении метрологической аттестации заглушенной акустической камеры в низкочастотном диапазоне. Установлено, что при проведении аттестации камеры с использованием стандартной методики (ГОСТ ISO 3745-2014, Приложение А) в низкочастотном диапазоне метрологические проблемы обусловлены влиянием систематических погрешностей на результаты измерений. Эти проблемы связаны, в частности, с проведением акустических измерений в ближней зоне комплексного акустического поля. Анализ физических процессов, которыми обусловлено формирование акустических полей в объеме камеры показывает, что в низкочастотном диапазоне систематическая погрешность акустических измерений обусловлена возбуждением в объеме камеры реактивных акустических полей. При проведении аттестации с использованием образцового источника звука в заглушенной камере формируется комплексное акустическое поле. Формирование комплексного акустического поля обусловлено отрывом пограничного слоя от поверхности лопатки при прохождении воздушного потока через межлопаточные каналы колеса вентилятора. Отрыв пограничного слоя приводит к возбуждению двух полей пульсаций давления: активного поля звуковых пульсаций давления и реактивного поля псевдо звуковых пульсаций давления. Энергия поля звуковых пульсаций давления трансформируется в энергию поля звуковых волн. Энергия реактивного поля псевдо звуковых пульсаций давления сконцентрирована около в ближней зоне (на выходе из межлопаточных каналов).Кроме того, в камере формируется чисто реактивное поле стоячих звуковых волн (на первых собственных частотах камеры). В низкочастотном диапазоне (ниже 100 Гц) микрофон не может отличить реактивные акустические поля от активных полей. Для устранения влияния систематических погрешностей необходимо обеспечить возможность раздельного измерения характеристик активных и реактивных акустических полей. Именно метод акустической интенсиметрии обеспечивает возможность раздельного определения характеристик комплексного акустического поля, то есть измерить характеристики активного и реактивного поля. Использование метода акустической интенсиметрии позволяет устранить влияние систематической погрешности (обусловленной формированием реактивной компоненты комплексного акустического поля в объеме камеры) на результаты аттестационных измерений. Аттестация камеры в низкочастотном диапазоне основывается на проверке соответствия результатов измерений скорости спадания уровней активной компоненты интенсивности звука (с расстоянием) с расчетными значениями, вычисленными для ближней зоны акустического поля дипольного источника звука. В соответствии с изложенным, для проведения корректной метрологической аттестации заглушенных акустических камер в низкочастотном диапазоне следует использовать метод акустической интенсиметрии. Ключевые слова: аттестация заглушенных камер; низкочастотный диапазон; активная и реактивная компоненты комплексного акустического поля; активная и реактивная компоненты интенсивности звука; звуковые и псевдо звуковые пульсации давления; ближняя зона акустического поля; реактивное акустическое поле стоячих волн; систематические погрешности измерений

Лившиц А.Я., Пономарев А.М., Канев Н.Г. «Акустика концертного зала «Зарядье" в Москве» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 4 (2019). 106 с.

В 2018 г. в Москве был открыт новый концертный комплекс «Зарядье», построенный на территории одноименного парка. В состав комплекса входит два концертных зала: Большой на 1600 мест и Малый на 400 мест. Основное назначение залов – проведение концертов классической и современной музыки, при этом современная механизация залов позволит проведение самых различных по формату мероприятий. В настоящей работе приводится описание акустики Большого зала: характеристики объемно-планировочного решения и результаты акустического обследования зала, проведенного в феврале 2019 года в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р ИСО 3382-1-2013. Основной акустический параметр зала – время реверберации – имеет значение 2.8 с на частотах 500–1000 Гц в зале без зрителей. На частотах 125–250 Гц время реверберации также близко к 2.8 с, поэтому значение параметра BR (bass ratio) составляет примерно 1. Приведены измеренные импульсные отклики, по которым определено запаздывание первого отражения относительно прямого звука, часто обозначаемое ITDG, которое составило 31 мс. Также представлены результаты измерений индекса музыкальной ясности C80, индекса передачи речи STI, акустической поддержки сцены ST, спада громкости звука при удалении от источника. Выполнен прогноз времени реверберации для заполненного зала, которое составляет около 2 с на частотах 500-1000 Гц. Проведено сопоставление акустических параметров Большого зала с классическими концертными залами, имеющими высокую акустическую репутацию, а также с современными концертными залами.

Перетокин А.В., Лившиц А.Я., Орлов А.В., Ширгина Н.В. «Особенности акустики спортивных объектов на примере футбольных стадионов FIFA» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 37 (2019). 106 с.

Чемпионат Мира по футболу 2018 г. проведен в России на 12 стадионах в 11 городах: в Волгограде, Екатеринбурге, Казани, Калининграде, Москве, Нижнем Новгороде, Ростове-на-Дону, Самаре, Санкт-Петербурге, Саранске и Сочи. Некоторые стадионы были построены, другие реконструированы и адаптированы под чемпионат Мира. На стадионах FIFA нормируются значения разборчивости речи, времени реверберации и пр. значения акустических параметров. После проведения чемпионата Мира по футболу стадионы будут использоваться для проведения футбольных матчей и коммерческих мероприятий: концертов и шоу с применением системы звукоусиления. Для проведения концертов акустические характеристики стадионов должны быть высокими. Выполнено акустическое обследование стадионов, измерены акустические параметры при пустых трибунах. На основании компьютерного моделирования сделан пересчет акустических параметров на заполненные трибуны. Сопоставлены измеренные значения акустических параметров с акустическими требованиями FIFA. Сравнены и проанализированы акустические параметры, измеренные на всех стадионах. Рассмотрены положительные и отрицательные характеристики стадионов. Определены параметры и составлены рекомендации для улучшения акустики при проектировании новых стадионов. Ключевые слова: акустика помещений, время реверберации, индекс речевой разборчивости

Дмитриев К.В., Липавский А.С., Панков И.А., Сергеев С.Н. «Экспериментальное исследование модовой структуры и собственных шумов мелкого водоёма» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22 (2019). 106 с.

Представлены результаты собственных экспериментов авторов по изучению характеристик шумовых сигналов в мелком водоёме. Водоём располагается в природном заказнике в Московской области, характеризуется низким уровнем антропогенных шумов, малой глубиной (порядка 1 м) и высоким уровнем донной и береговой реверберации. Авторов интересовала возможность выделения мод в таком водоёме при использовании одиночных гидрофонов в разной конфигурации расположения в водоёме в разные времена года, а также характеристики собственных шумов. Мелкая глубина водоёма приводит к высокой (порядка сотен Герц) частоте отсечки и к соответствующему изменению характера спектра распространяющихся в водоёме сигналов. Изучалась возможность использования получившего в последние годы распространение метода шумовой интерферометрии применительно к мелкой воде. Предполагается, что полученные результаты могут быть использованы при работе в узкой береговой зоне. Ключевые слова: акустика океана, акустическая томография, шумовая интерферометрия, шельф

Липатов И.И., Фам В.К. «Методы управления течением в условиях сильного гиперзвукового взаимодействия» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 77-87 (2020)

Исследованы методы управления течением в ламинарном пограничном слое при локальном охлаждении поверхности. Получена зависимость скорости распространения возмущений вверх по потоку от температурного фактора поверхности обтекаемого тела. Исследованы методы управления течением в пограничном слое в условиях сильного вязко-невязкого взаимодействия за счет подавления процессов распространения возмущений вверх по потоку.

Демин И.Ю., Лисин А.А., Спивак А.Е., Рыхтик П.И., Сафонов Д.В. «Физическое и численное моделирование, клинические исследования различных режимов эластографии сдвиговой волной мягких биологических тканей» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 61-62 (2019). 106 с.

Представлены результаты физического и численного моделирования распространения сдвиговых волн в мягких биологических тканях (метод эластографии сдвиговой волной). Физическое моделирование выполнено на акустической системе Verasonics с открытой архитектурой. В качестве фантомов были использованы калиброванные фантомы CIRS MODEL 049A ELASTICITY QA PHANTOM, фантомы молочной железы Blue Phantom, а также фантом, имитирующий скелетную мышцу (состоит из желатиновой основы и вмороженных в нее упругих струн). Для проведения численного моделирования распространения сдвиговых волн в мягких биологических тканях был использован программный пакет toolbox k-Wave для среды программирования MATLAB. Этот пакет дает возможность моделировать среду распространения через такие параметры, как плотность и скорость звука в данной среде. Совокупность этих факторов позволяет моделировать 2D и 3D пространства, при этом сохраняя высокую скорость вычислений. Для того, чтобы более наглядно визуализировать полученные результаты, было использовано программное обеспечение Autodesk Maya. Autodesk Maya – пакет для работы с 3d графикой и анимацией. Результаты численного моделирования были сопоставлены с результатами физического моделирования (на акустической системе Verasonics) распространения сдвиговых волн в фантомах CIRS. Параллельно калиброванные фантомы CIRS и Blue Phantom были использованы и для измерений на ультразвуковых системах экспертного класса. Исследования были выполнены на ультразвуковом сканере Acuson S2000 (Siemens, Германия) с методикой точечной эластографии сдвиговой волной (pSWE) и на сканере Aixplorer (SuperSonic Imagine S.A., Aixen-Provence, Франция) с методикой двухмерной эластографии сдвиговой волной (2dSWE). Было показано, что тестированные коммерческие сканеры и акустическая система Verasonics обладают сопоставимой высокой точностью точечной эластометрии сдвиговой волной при измерении модуля Юнга и скорости сдвиговой волны исследуемых фантомов. Исследованные датчики и сканеры больше ориентированы на измерение объектов с малыми значениями модуля Юнга, где наблюдается наибольшая точность измерений. Были разработаны формулы пересчета модулей Юнга и скорости сдвиговых волн, полученных на различных сканерах, что позволит проводить корректное сравнение данных различных режимов эластографии сдвиговой волной. Ключевые слова: сдвиговая эластография, фантомы, Verasonics, численное моделирование

Козлов В.В., Грек Г.Р., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Тамбовцев А.С., Шмаков А.Г. «Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 53-63 (2019)

ннотация Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения. Обнаружено, что горение коаксиальной (спутной) струи водорода с ростом скорости ее истечения сопровождается всеми сценариями, наблюдаемые при исследовании диффузионного горения круглой и плоской микроструй водорода. Однако область «перетяжки» пламени претерпевает значительные геометрические деформации из-за специфики пламени коаксиальной струи. Показано, что область перетяжки пламени трансформируется от Y-образной к сферической форме в процессе роста скорости истечения коаксиальной струи. Установлено, что взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной струей водорода при ее горении сопровождается целым рядом новых явлений: наличием конусообразной области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; наличием мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующем пламени; отсутствием горения водорода, истекающего из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; прорывом пламени из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла, что приводит к поджиганию водорода вниз по потоку, его интенсивному горению и резкому акустическому шуму; наличием турбулентного пламени, его отрыва от среза сопла и выхода на сверхзвуковое горение результирующей струи.

Шмаков А.Г., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А. «Изучение пределов устойчивого горения диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла, при введении в водород или воздух инертных и реагирующих газов» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 64-75 (2019)

Экспериментально изучено влияние добавок инертных (He, N2, Ar, CO₂) и реагирующих (СН₄, O₂, CF₃Br, (CH₃O)₃PO) газов в поток водорода или в окружающий воздух на условия отрыва диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла. С помощью теневого метода измерена критическая скорость потока водорода, при которой происходит отрыв пламени микроструи водорода от сопла при введении исследуемых газов как в воздух, так и в водород. Установлено, что добавка всех исследуемых газов в поток водорода приводит к уменьшению диапазона скорости микроструи, при которой возможна стабилизация пламени, вне зависимости от того, являются вводимые в водород газы инертными или реагирующими. Показано, что в случае добавки исследуемых газов в поток водорода основным фактором, определяющим критическую скорость отрыва пламени от микросопла, является средний молекулярный вес газовой смеси H₂ с добавками. В случае введения исследуемых газов в окружающий диффузионное пламя воздух критическая скорость отрыва определяется их способностью воздействовать на химические реакции окисления водорода (ингибирующей способностью), а также снижением концентрации кислорода за счет разбавления воздуха вводимой добавкой. Полученные данные представляют интерес для водородной энергетики с точки зрения определения пределов устойчивого горения микроструи водорода, а также определения минимальных флегматизирующих концентраций добавок ингибиторов и пламегасителей в воздухе, предотвращающих воспламенение и горение водорода при его утечке в случае нештатной ситуации.

Тамбовцев А.С., Грек Г.Р., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г. «Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 39-52 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения. Показано, что взаимодействие круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении приводит к возникновению череды мелко- и крупномасштабных и, наоборот, крупно- и мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующей струе с ростом и падением скорости ее истечения соответственно. Установлено, что результат взаимодействия круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении не зависит от геометрических параметров выходных отверстий круглого и коаксиального сопел.

Козлов В.В., Грек Г.Р., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Тамбовцев А.С., Шмаков А.Г. «Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 53-63 (2019)

ннотация Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения. Обнаружено, что горение коаксиальной (спутной) струи водорода с ростом скорости ее истечения сопровождается всеми сценариями, наблюдаемые при исследовании диффузионного горения круглой и плоской микроструй водорода. Однако область «перетяжки» пламени претерпевает значительные геометрические деформации из-за специфики пламени коаксиальной струи. Показано, что область перетяжки пламени трансформируется от Y-образной к сферической форме в процессе роста скорости истечения коаксиальной струи. Установлено, что взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной струей водорода при ее горении сопровождается целым рядом новых явлений: наличием конусообразной области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; наличием мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующем пламени; отсутствием горения водорода, истекающего из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; прорывом пламени из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла, что приводит к поджиганию водорода вниз по потоку, его интенсивному горению и резкому акустическому шуму; наличием турбулентного пламени, его отрыва от среза сопла и выхода на сверхзвуковое горение результирующей струи.

Шмаков А.Г., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А. «Изучение пределов устойчивого горения диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла, при введении в водород или воздух инертных и реагирующих газов» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 64-75 (2019)

Экспериментально изучено влияние добавок инертных (He, N2, Ar, CO₂) и реагирующих (СН₄, O₂, CF₃Br, (CH₃O)₃PO) газов в поток водорода или в окружающий воздух на условия отрыва диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла. С помощью теневого метода измерена критическая скорость потока водорода, при которой происходит отрыв пламени микроструи водорода от сопла при введении исследуемых газов как в воздух, так и в водород. Установлено, что добавка всех исследуемых газов в поток водорода приводит к уменьшению диапазона скорости микроструи, при которой возможна стабилизация пламени, вне зависимости от того, являются вводимые в водород газы инертными или реагирующими. Показано, что в случае добавки исследуемых газов в поток водорода основным фактором, определяющим критическую скорость отрыва пламени от микросопла, является средний молекулярный вес газовой смеси H₂ с добавками. В случае введения исследуемых газов в окружающий диффузионное пламя воздух критическая скорость отрыва определяется их способностью воздействовать на химические реакции окисления водорода (ингибирующей способностью), а также снижением концентрации кислорода за счет разбавления воздуха вводимой добавкой. Полученные данные представляют интерес для водородной энергетики с точки зрения определения пределов устойчивого горения микроструи водорода, а также определения минимальных флегматизирующих концентраций добавок ингибиторов и пламегасителей в воздухе, предотвращающих воспламенение и горение водорода при его утечке в случае нештатной ситуации.

Тамбовцев А.С., Грек Г.Р., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г. «Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 39-52 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи с коаксиальной (спутной) струей воздуха на сверхзвуковой скорости их истечения. Показано, что взаимодействие круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении приводит к возникновению череды мелко- и крупномасштабных и, наоборот, крупно- и мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующей струе с ростом и падением скорости ее истечения соответственно. Установлено, что результат взаимодействия круглой и коаксиальной струй воздуха при сверхзвуковом их истечении не зависит от геометрических параметров выходных отверстий круглого и коаксиального сопел.

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

Лихачев В.Н., Трифонов О.В., Ярошевский В.С. «Калибровка параметров модели навигационных приборов на базе волоконно-оптических гироскопов» Математическое моделирование, 32, № 1, с. 3-14 (2020)

Особенности навигационных приборов на базе волоконно-оптических гироскопов порождают проблемы в их практическом применении и требуют проведения калибровки перед использованием. В процессе калибровки выполняется последовательность управлений двигателями малой тяги космического аппарата. Приведены алгоритмы накопления и обработки информации бесплатформенных инерциальных блоков на базе волоконно-оптических гироскопов и блоков определения координат звёзд. Алгоритмы калибровки модифицированы с целью экономии памяти бортового компьютера и учитывают временные ограничения исполнения программы. Создан программно-алгоритмический комплекс для моделирования калибровки. Приведены результаты моделирования, которые показали эффективность предложенных решений.

Лозников В.М., Ерохин Н.С. «Оценка переменности потока суммы электронов и позитронов космических лучей» Физика плазмы, 45, № 10, с. 903-912 (2019)

Сделана численная оценка переменности потока суммы электронов и позитронов (e⁺+e^–) космических лучей (КЛ) по данным спутниковых экспериментов Fermi-LAT, AMS-02, DAMPE. Показано, что переменность спектра КЛ (e⁺+e^–) в энергетическом диапазоне >30 ГэВ достоверна. Наблюдается корреляция между достоверностью переменности для каждой пары спектров и величиной разности среднемесячных чисел солнечной активности, усредненных за интервал наблюдения. Модель серфотронного ускорения космических лучей (КЛ) в ближайшей окрестности Солнечной системы (на периферии гелиосферы и в ближайших межзвездных облаках) может объяснить существование наблюдаемой переменной компоненты потока (e⁺+e^–) КЛ на временной шкале от ∼1 месяца до ≤1 года.

Локтин А.В., Попова М.Э. «Кинематика рассеянных скоплений на основе данных новой версии «Однородного каталога параметров рассеянных скоплений»» Астрофизический бюллетень, 74, № 3, с. 289-296 (2019)

На основе данных о рассеянных скоплениях из текущей версии «Однородного каталога параметров рассеянных звездных скоплений» и данных каталога Gaia DR2 исследованы некоторые вопросы кинематики диска Галактики. По данным о лучевых скоростях и собственных движениях скоплений определена угловая скорость вращения Солнца в Галактике Ω₀=25.6±1.2 км с^–1 кпк^–1. Построено новое приближение кривой вращения Галактики полиномом по обратным степеням галактоцентрических расстояний. Рассмотрено влияние спиральных волн плотности на сглаженное поле скоростей диска Галактики. По радиальнымзависимостямкомпонент остаточных пространственных скоростей скоплений получены оценки радиальной f_R=4.6±0.7 км с^–1 и тангенциальной f_θ=1.1±0.4 км с^–1 амплитуд искажения поля скоростей.

Элиович Я.А., Таргонский А.В., Даринский А.Н., Просеков П.А., Писаревский Ю.В., Благов А.Е., Аккуратов В.И., Ломонов В.А., Кочарян В.Р., Мкртчян А.Р., Ковальчук М.В. «Многоволновое взаимодействие рентгеновских лучей в кристалле парателлурита при возбуждении ультразвуковых колебаний» Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 7, с. 9-16 (2019)

Проведено исследование многоволнового взаимодействия рентгеновских лучей в кристалле парателлурита (TeO₂) в условиях модуляции кристаллической решетки низкочастотными ультразвуковыми колебаниями. Показано, что с их помощью возможна реализация прецизионного сканирования или перестройки многоволновой области взаимодействия рентгеновских лучей.

Ползикова Н.И., Алексеев С.Г., Лузанов В.А., Раевский А.О. «Магнитоупругие волны и спиновая накачка в композитных мультиферроидных структурах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 90-91 (2019). 106 с.

В композитных структурах, содержащих пьезоэлектрические и ферро(ферри)магнитные слои, спиновые волны (ADSW – acoustically driven spin waves) могут возбуждаться с помощью переменного электрического поля за счет пьезоэффекта и магнитострикции в соответствующих слоях. Поскольку такое электроакустическое возбуждение спиновой динамики не требует приложения переменных магнитных полей и создающих их токов, то устройства на основе ADSW могут работать с низким энергетическим потреблением. В частности, ADSW перспективны для применения в области микроволновой спинтроники для создания акустической спиновой накачки (ASP) – преобразования спинового углового момента ADSW в постоянный спиновый ток на границе с немагнитным металлом. В докладе предполагается проанализировать новые направления, связанные с изучением ADSW в различных структурах и их применения в фононной и магнонной логике, стрейнтронике, микроволновой спинтронике и других областях. Основное внимание будет уделено работам авторов доклада последних лет, посвященным экспериментальным и теоретическим исследованиям ADSW и ASP в гиперзвуковом резонаторе объемных волн, со структурой ZnO-GGG-YIG/Pt. Будут представлены новые результаты по возбуждению и детектированию спиновых волн и спиновых токов, демонстрирующие хорошее соответствие теоретических и экспериментальных частотно-полевых зависимостей резонансных частот резонатора f_n(f,H) и величины напряжения U_ISHE(f,H) обратного спинового эффекта Холла в Pt. Показано, что ADSW в условиях резонатора создает спиновою накачку, которая также носит резонансный характер. Объяснена существенная асимметрия частотной зависимости сигнала напряжения, детектируемого на пленке Pt, относительно частоты магнитоупругого резонанса. Исследовано влияние толщины магнитной пленки на эффективность возбуждения ADSW и величину ASP. Сравнение теоретических и экспериментальных магнитополевых зависимостей резонансных частот, а также теоретических и экспериментальных зависимостей U_ISHE(f,H) позволяет определить ряд параметров магнитных пленок, таких как эффективная намагниченность, обменная жесткость, константа магнитоупругой связи. Таким образом, резонатор со спинтронной структурой YIG/Pt представляет интерес не только как эффективный источник спинового тока, но и как инструмент исследования магнитных и упругих параметров магнитоупорядоченных пленок и магнитных структур. 1. AIP Advances. 2016. http://dx.doi.org/10.1063/1.4943765 2. AIP Advances. 2018. https://doi.org/10.1063/1.5007685 3. Phys. Solid State, 2018, DOI: 10.1134/S1063783418110252 4. Bull. RAS: Phys., 2017, https://link.springer.com/article/10.3103/S1062873817080251 Ключевые слова: пьезоэлектрик, ферромагнетик, магнитоупругость, акустический резонатор, акустическая спиновая накачка

Алексеев С.Г., Лузанов В.А., Ползикова Н.И. «Оптимизация процесса осаждения пьезоэлектрических пленок с наклонной ориентацией оси текстуры с помощью метода акустической резонаторной спектроскопии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 87-88 (2019). 106 с.

На сегодняшний день наиболее распространенным методом осаждения пьезоэлектрических плёнок на неориентирующие металлизированные подложки является метод магнетронного реактивного распыления в вакууме (МРР). Преимущества метода состоят в высокой однородности получаемых пленок, в достаточно высокой скорости осаждения, в относительно низких температурах осаждения. Поскольку для ряда приложений возникает необходимость возбуждения сдвиговых (S) акустических волн, в последнее время значительное внимание уделяется способам получения пьезоэлектрических пленок, ось аксиальной текстуры которых наклонена по отношению к ее нормали. Например, для акустических сенсоров, работающих в жидкой среде, возбуждение S-волн является принципиальным, поскольку в отличие от продольных, компрессионных волн, они не передают энергию в жидкость и вследствие этого испытывают гораздо меньшее затухание. Наклон оси [0001] пленок, осаждаемых методом МРР, достигается за счет создания преимущественно наклонного падения осаждаемых частиц на плоскость подложки. В нашем методе необходимый наклон оси текстуры пьезоэлектрических пленок обеспечивается боковым смещением подложки от центра мишени. Для создания необходимой конфигурации магнитного поля при магнетронном разряде была изготовлена специальная магнитная система, в которой обеспечивалось двукратное превышение напряженности магнитного поля по краю мишени по сравнению с центральной областью. При осаждении пьезоэлектрических пленок ZnO и AlN методом МРР в качестве подложек использовались покрытые поликристаллическим алюминием пластины кремния. Ориентирующее влияние подложки в этом случае исключается. Подложки располагались параллельно плоскости мишени на различных расстояниях от проекции центра мишени, а также на разных расстояниях от плоскости мишени. В недавней работе по оптимизации процесса осаждения пленок ZnO с наклоненной осью текстуры для контроля наклона оси текстуры применялся метод рентгеноструктурного анализа. В настоящей работе этот метод применяется одновременно с методом акустической резонаторной спектроскопии (АРС). Метод АРС позволяет получать частотные зависимости эффективной константы электромеханической связи k_eff в полученной пленке. Выбором положения подложки, при котором достигается максимальное значение k_eff, осуществляется оптимизация процесса осаждения пьезоэлектрических пленок с наклонной ориентацией оси текстуры. Ключевые слова: пьезоэлектрик, акустическая резонаторная спектроскопия, ZnO, AlN, наклонная ось текстуры

Луковенкова О.О., Солодчук А.А. «Методика анализа частотно-временной структуры сигналов высокочастотной геоакустической эмиссии» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 65 (2019). 106 с.

В сейсмоактивном регионе на полуострове Камчатка в пункте наблюдения «Микижа» (ИКИР ДВО РАН) развернут аппаратно-программный комплекс для регистрации импульсных сигналов высокочастотной (в диапазоне от единиц до первых десятков килогерц) геоакустической эмиссии, возникающих в результате динамической перестройки внутренней структуры пород. Для получения экспериментальных данных используется гидроакустическая система, построенная на базе инерционного комбинированного приемника, установленного у дна природного водоема (оз. Микижа). Исследования геоакустической эмиссии показывают, что при подготовке землетрясений и последующей релаксации поля локальных напряжений в пункте наблюдений в геоакустических сигналах возникают ярко выраженные аномалии. Чаще всего они проявляются в виде изменения интенсивности и направленности геоакустической эмиссии, но также могут выражаться и в изменениях частотно-временной структуры пред- и постсейсмических геоакустических импульсов. Типичный геоакустический сигнал представляет собой последовательность импульсов, возникающих в результате наложения и искажения элементарных сигналов от множества распределенных в зоне приема источников. Ввиду короткой длительности (в среднем 50 мс при частоте дискретизации 48 кГц) и сложной динамически меняющейся структуры импульсов геоакустической эмиссии в качестве основного инструмента для исследования их частотно-временных представлений предлагается использовать разреженную аппроксимацию в комбинации с другими частотно-временными методами. Для предварительной обработки (сглаживание и очистка от помех) сигналов используется преобразование Гильберта–Хуанга, для оценки значений и временной локализации частот – методы разреженной аппроксимации, а для визуализации результатов на частотно-временной плоскости – преобразование Вигнера–Вилля. Отличительными особенностями данной методики являются уход от избыточности разложений и свобода выбора базисных функций, на которые будет разложен сигнал. Для рассматриваемых сигналов в качестве базисных функций предлагается использовать модулированные и сдвинутые функции Берлаге и Гаусса, поскольку первые имеют высокую корреляцию с типовыми импульсами геоакустической эмиссии, а вторые – минимальную площадь частотно-временного окна. По построенным частотно-временным представлениям импульсов проведен анализ распределения частот и других параметров, включенных в разложения функций, с целью выделения отличительных особенностей пред- и постсейсмических сигналов, которые в перспективе можно будет использовать в качестве индикаторов изменения напряженно-деформируемого состояния пород в пункте наблюдений. Ключевые слова: высокочастотная геоакустическая эмиссия, частотно-временная структура, разреженная аппроксимация, преобразования Гильберта–Хуанга, преобразование Вигнера–Вилля

Луковникова А.А., Алешков В.М., Лысак А.С. «Наблюдение нейтронной компоненты в периоды грозовой активности на высокогорной станции космических лучей» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 64-69 (2019)

На станции космических лучей (КЛ) «Иркутск-3000», расположенной на высоте 3000 м над уровнем моря, в течение трех летних месяцев 2015 г. проведены измерения интенсивности нейтронной компоненты КЛ нейтронным супермонитором 6NM64, а также атмосферного электрического поля и уровня электромагнитных помех во время грозовых разрядов. Показано, что уровень электромагнитных помех при их регистрации в моменты грозовых разрядов в значительной степени зависит от установленного уровня дискриминации сигнала. Влияния грозовых разрядов на скорость счета нейтронного супермонитора на станции КЛ «Иркутск-3000» в наблюдаемый период не обнаружено.

Кусов А.Л., Лунёв В.В. «О волнах разрежения при испарении материала в вакуум и малоплотную среду» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 111-122 (2020)

Рассмотрена задача об одномерных интенсивных волнах испарения, т.е. о нестационарном внезапном разлете в вакуум или в среду с малой плотностью паров перегретого материала с пластины, цилиндра или сферы, с последующими постоянными ("звуковыми") граничными условиями на их поверхностях.

Ужанский Э., Кацнельсон Б., Луньков А., Островский И. «Флуктуации звукового поля в озере в присутствии внутренней волны Кельвина. Теория и эксперимент.» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 13-14 (2019). 106 с.

Представлены результаты экспериментальных исследований и теоретического моделирования пространственно-временной изменчивости звукового поля в мелководном волноводе (озеро Кинерет, Израиль) в присутствии внутренних волн Кельвина (ВВК). Измерения звукового поля проводились с помощью вертикальной антенны длиной 37 м, имеющей 10 гидрофонов на расстояниях 3м между ними, закрепленной на заякоренной платформе примерно в центре озера (самое глубокое место). ЛЧМ сигналы с частотной полосой 300–2000 Гц и длительностью 5 сек излучались на расстоянии 5.5 км от антенны вдоль трассы, направленной от периферии к центру в течение более 24 часов (периода ВВК). Движение ВВК регистрировалось с помощью трех вертикальных термисторных цепочек, расположенных вдоль указанной трассы и закрепленных в местах с глубинами 10м, 20м и 37 м. С их помощью определены фаза ВВК и их амплитуда, а также изменчивость профиля скорости звука по крайней мере вдоль акустической трассы. Полученные акустические данные свидетельствуют о связи пространственно-временных флуктуаций звукового поля на антенне с вариациями водного слоя, обусловленными ВВК. Моделирование звукового поля проводилась с помощью модового разложения и метода Параболического Уравнения в рамках модели звукового канала с измеренными в том числе ранее реальными характеристиками волновода (параметры дна и профиля скорости звука). Результаты моделирования находятся в согласии с данными наблюдений. Ключевые слова: внутренние волны Кельвина, мелкое море

Кацнельсон Б.Г., Луньков А.А., Шабанова Т.М. «Модовая структура низкочастотного звукового поля в волноводе с тонким слоем газонасыщенных осадков» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 16 (2019). 106 с.

В рамках модовой теории проведен анализ распространения акустических волн в мелководном волноводе с тонким газонасыщенным слоем, толщина которого много меньше длины звуковой волны и скорость звука в котором много меньше скорости звука в воде. Найдены комплексные собственные значения и собственные функции нормальных волн (мод) для волноводов с различными параметрами этого слоя. В низкочастотном диапазоне (до 100 Гц) была выявлена однозначная зависимость коэффициентов затухания волноводных мод от толщины слоя осадков. На основании этой особенности путём сопоставления модельных и экспериментальных кривых затухания различных мод была решена обратная задача по определению толщины газонасыщенного слоя в пресноводном озере Кинерет. В качестве низкочастотных акустических сигналов были использованы дискретные составляющие шума небольшого судна, которое двигалось с постоянной скоростью по направлению к приёмной вертикальной антенне, перегораживающей весь волновод. Результат оценки показал, что толщина газонасыщенного слоя в центральной части озера Кинерет не превышает 0.5 м, что удовлетворительно согласуется с данными КТ-анализа замороженных проб донного грунта. Ключевые слова: модовая теория, газонасыщенные осадки, подводные шумы

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

Григорьев В.А., Луньков А.А., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Особенности мониторинга гренландских китов в арктических морях России» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 11 (2019). 106 с.

В рамках численного моделирования исследовано распространение сигналов, излучаемых гренландскими китами, в мелководном волноводе, характерном для арктического шельфа России. Для моделирования использовались записи сигналов, зарегистрированные в натурных экспериментах. Анализировалась степень затухания и вариации характеристик сигналов с ростом расстояния до 5 км в условиях: 1) мягкого и жесткого дна, 2) различной глубины погружения кита, 3) поверхностного волнения, 4) аддитивных шумов, 5) приема на одиночный гидрофон и вертикальную антенну. Одной из основных анализируемых характеристик выбиралась спектрограмма сигнала, обычно используемая на практике для идентификации китов указанного вида. Вариации спектрограммы оценивались по изменению с расстоянием коэффициента её корреляции со сформированной эталонной спектрограммой. Показано, что при использовании вертикальной приемной антенны закономерности в затухании сигналов и в изменениях их спектрограмм более стабильны и устойчивы по отношению к приему на одиночный гидрофон. Имеется ввиду стабильность и устойчивость к изменениям глубины кита и к возможным в условиях Арктики значительным перепадам скорости звука в дне, а также к воздействию аддитивных шумов. Полученные результаты могут быть использованы для пассивного акустического мониторинга гренландских китов на арктическом шельфе. Ключевые слова: акустический мониторинг гренландских китов, арктический шельф

Лупанова А.С., Егорова М.А. «Ультразвуковые вокализации в репертуаре самок домовой мыши (Mus musculus)» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 54 (2019). 106 с.

Одна из особенностей акустической коммуникации домовых мышей – это наличие в их репертуаре высокочастотных вокализаций. Целью настоящей работы стало исследование акустических характеристик ультразвуковых вокализаций самок домовой мыши (Mus musculus), излучаемых в принципиально разных поведенческих ситуациях: при контакте двух взрослых особей и при поиске потерявшихся детенышей. Всего было зарегистрировано более 1000 сигналов у восьми самок домовой мыши. Регистрацию вокализаций производили при помощи 6.5 мм конденсаторного микрофона 4135, предусилителя 2633, измерительного усилителя 2606 фирмы Bruel & Kjaer на звуковую карту (Roland UA-55 Quad-Capture) с частотой дискретизации 192 кГц. Видеорегистрация акустического поведения мышей осуществлялась с помощью веб-камеры (Logitech Pro9000, разрешение 1600×1200, 30 кадров в секунду) на персональный компьютер. Анализ акустической структуры вокализаций был произведен с помощью программы Avisoft SASLab Pro 5.2.07 в полуавтоматическом режиме. Спектрально-временной анализ вокализаций показал сходство акустической структуры ультразвуковых криков, сопровождающих оба типа поведения. Среди сходных характеристик – локализация частоты основного тона в области 70 кГц, средняя длительность крика около 40 мс, отсутствие разрывов в спектре и шумовых компонентов. Можно предположить, что ультразвуковые крики самок, излучаемые при поиске потерявшихся детенышей, адресованы не самому потомству, а скорее другим взрослым особям и служат призывом к поиску потерявшихся мышат. Ключевые слова: домовая мышь, акустическое поведение, ультразвуковые вокализации

Четверушкин Б.Н., Луцкий А.Е., Осипов В.П. «Законы сохранения и компактная квазигазодинамическая система» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 21-32 (2019)

На основе применения законов сохранения осуществляется вывод компактной квазигазодинамической системы, которая ранее была получена с помощью использования кинетической модели. Обсуждается возможность применения для решения этой системы алгоритмов, ранее применяемых для решения уравнений Навье–Стокса.

Луковникова А.А., Алешков В.М., Лысак А.С. «Наблюдение нейтронной компоненты в периоды грозовой активности на высокогорной станции космических лучей» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 64-69 (2019)

На станции космических лучей (КЛ) «Иркутск-3000», расположенной на высоте 3000 м над уровнем моря, в течение трех летних месяцев 2015 г. проведены измерения интенсивности нейтронной компоненты КЛ нейтронным супермонитором 6NM64, а также атмосферного электрического поля и уровня электромагнитных помех во время грозовых разрядов. Показано, что уровень электромагнитных помех при их регистрации в моменты грозовых разрядов в значительной степени зависит от установленного уровня дискриминации сигнала. Влияния грозовых разрядов на скорость счета нейтронного супермонитора на станции КЛ «Иркутск-3000» в наблюдаемый период не обнаружено.

Лысенко В.И., Смородский Б.В., Ермолаев Ю.Г., Яцких А.А., Косинов А.Д. «Эксперименты по ламинаризации сверхзвукового пограничного слоя вдувом инородного газа» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 26-38 (2019)

Проведены экспериментальные исследования влияния распределенной инжекции тяжелого газа (гексафторида серы, SF6) в пристенный подслой сверхзвукового (при числе Маха M=2) пограничного слоя плоской пластины на его устойчивость к искусственным (контролируемым) возмущениям. Впервые в экспериментах с контролируемыми возмущениями получено, что такой вдув тяжелого газа приводит к стабилизации пограничного слоя, проявляющейся в уменьшении скоростей роста возмущений. Получено хорошее согласование экспериментальных данных с результатами расчетов по линейной теории устойчивости.

Нафиков Р.М., Фасеева Г.Р., Лысогорский Ю.В., Захаров Ю.А., Кабиров Р.Р. «Акустическое тестирование в технологии производства строительной керамики с упрочняющими добавками» Журнал технической физики, 90, № 2, с. 305-311 (2020)

Интерпретировано поведение звукового спектра свободных колебаний цилиндрических образцов керамики для светло-желтого лицевого кирпича в зависимости от условий обжига, а также от упрочняющих добавок мелкодисперсных отходов стекловолокна. Выявлена корреляция частот и времени релаксации колебаний с внутренними дефектами и прочностью на сжатие и изгиб. Предложена методика тестирования, снижающая издержки промышленного масштабирования такой технологии упрочнения строительной керамики. Ключевые слова: строительная керамика, акустический контроль, прочность, дефектность.

Агеев Д.С., Арефьева И.Я., Лысухина А.В. «О кротовых норах в гравитации Джекива–Тейтельбойма» Теоретическая и математическая физика, 201, № 3, с. 424-439 (2019)

Исследуются различные аспекты AdS2-кротовых нор в гравитации Джекива–Тейтельбойма и их голографические приложения. Сначала исследуется пространство AdS2 в глобальных координатах, проходимое в силу присутствия точечной материи, которая нарушает условие энергодоминантности. Вычислена эволюция энтропии зацепленности в такой системе. Затем исследуется конструкция, предложенная Верлинде и др., описывающая состояния, подобные кротовым норам. Такие состояния называются частично зацепленными термальными состояниями. С использованием конформных отображений верхней полуплоскости предложена конструкция, схожая с геометрией таких состояний. Изучаются корреляционные функции в теориях, дуальных таким геометриям. Также обсуждается возможная связь частично зацепленных термальных состояний специального вида с нарушением репличной симметрии.

Львов К.П. «Экспериментальные оценки корреляционных характеристик эхосигналов от дна Норвежского моря» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 10 (2019). 106 с.

Приведены экспериментальные оценки коэффициентов авто и взаимной пространственно-временной корреляции и изолиний синхронных «срезов» поля плоской горизонтальной приемной многоэлементной антенной решетки (АР) при нормальном падении тонально-импульсных сигналов излучающей АР на дно. АР были установлены в плоскости днища движущегося судна. Район плавания – Лофотенская котловина, представляющая собой понижение в рельефе дна с максимальной глубиной более 3000 м. В ходе эксперимента эхосигналы на несущей частоте 25 кГц усиливались, выделялись низкочастотные квадратурные составляющие, синхронно оцифровались с частотой дискретизации 5 кГц и записывались в файлы для последующей лабораторной обработки. Выделение амплитуды (огибающей) эхосигналов, получение оценок коэффициентов пространственно-временной корреляции производилось в среде MATLAB. Значения радиуса горизонтальной корреляции определялись через произведение временного интервала корреляции и скорости судна. По спаду в е раз коэффициента пространственной автокорреляции синхронного «среза» поля по взаимно перпендикулярным направлениям также оценивались радиусы горизонтальной корреляции и изотропность. Произведено сравнение с известными, общедоступными оценками из экспериментальных работ Акустического института для других районов Мирового океана. Ключевые слова: корреляция, огибающая, плоская антенная решетка, радиус корреляции, изотропность

Городный В.А., Ляксо Е.Е. «Временные и частотные характеристики речи детей 6–7 лет с синдромом Дауна» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 26-27 (2019). 106 с.

Исследования акустических характеристик речи детей с синдромом Дауна широко представлены на материале разных языков, однако для русского языка подобные исследования единичны. Цель исследования – сравнительный анализ временных и частотных характеристик речи детей с синдромом Дауна. В исследовании участвовало 20 детей 6-7 лет: с синдромом Дауна (СД, n=10) и типично развивающиеся (ТР, n=10). Запись речевого материала детей проведена по методике, разработанной в Группе по изучению детской речи СПбГУ (Ляксо и др., 2012). Спектрографический анализ осуществлен в звуковом редакторе «Cool Edit Pro 2.0». Из записей речи детей выделены слова. Для слов и гласных из слов детей определены длительность, значения частоты основного тона (ЧОТ), вычислен диапазон ЧОТ. На стационарном участке гласного считали значения ЧОТ, значения двух первых формантных частот (F1, F2). На двухформантной плоскости построены формантные треугольники ударных и безударных гласных /a/, /i/, /u/ из слов детей, определены значения их площадей (Ляксо, Григорьев, 2013). Вычислены значения индекса артикуляции ударных и безударных гласных (VAI) (Roy et al., 2009). Статистический анализ данных проведен в программе “Statistica.10”. Обнаружено, что длительности слов и гласных из слов детей с СД значимо выше, по сравнению с ТР детьми. Значения ЧОТ слов и ударных гласных из слов детей с СД выше, чем у ТР сверстников. Формантные треугольники ударных и безударных гласных /a/, /i/ и /u/ из слов детей с СД и ТР детей различаются по форме и ориентации. Значения F1 для ударного гласного /i/ и F1 для безударных гласных /a/ и /i/ из речи детей с СД смещены в высокочастотную область. Значения площади формантного треугольника безударных гласных значимо выше у детей с СД, по сравнению с ТР детьми. Для детей с СД характерны низкие значения VAI ударных гласных. Таким образом, в исследовании получены данные об акустических характеристиках речи детей с синдромом Дауна и определены различия между детьми с СД и типично развивающимися детьми. Ключевые слова: детская речь, спектрографический анализ, синдром Дауна, индекс артикуляции

Григорьев А.С., Ляксо Е.Е. «Акустические и перцептивные характеристики речи подростков 14–16 лет» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 27-28 (2019). 106 с.

На данный момент основное внимание исследователей сосредоточено на изучении формирования речи при атипичном различии детей (расстройства аутистического спектра, синдром Дауна и др.), однако для этих исследований очень важным является наличие данных о нормативном развитии речи при типичном развитии детей. Считается, что фонетическое освоение речи при типичном развитии заканчивается к 8 годам, но развитие речи в её тонких аспектах, включая акустические, продолжается до позднего подросткового возраста. Целью работы явилось изучение акустических и перцептивных характеристик речи подростков 14–16 лет. Осуществлена запись речи 60 типично развивающихся детей (по 10 мальчиков и 10 девочек для каждого возраста). В ходе перцептивного эксперимента определена возможность взрослых аудиторов, нейтральных по отношению к подростку, определять значение фразы, пол и возраст, а также эмоциональное состояние говорящего. Для его осуществления созданы тестовые последовательности, содержащие фразы детей разного возраста в различных эмоциональных состояниях (нейтральное, комфортное и дискомфортное). Описаны акустические характеристики фраз, отражающих разное эмоциональное состояние – длительность фразы, длительность пауз между фразами, значение частоты основного тона (ЧОТ) по фразе, его максимальное и минимальное значение, форма контура ЧОТ, длительность ударного слова, а также акустические характеристики ударных гласных – длительность гласного, длительность стационарного участка гласного, значения ЧОТ и трех первых формант гласного на стационарном участке, определены параметры отражающие четкость артикуляции гласных – индекс артикуляции и площади формантных треугольников. Полученные в работе сведения могут быть использованы в качестве нормативных при проведении исследований формирования речевой функции при атипичном развитии, а также расширяют представления о формировании голоса в период полового созревания при типичном развитии детей. Ключевые слова: детская речь, спектрографический анализ, перцептивный анализ, частота основного тона, форманты

Ляксо Е.Е. «Акустические характеристики материнской речи, адресованной детям с РАС и синдромом Дауна» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 28 (2019). 106 с.

Проведено сравнение характеристик материнской речи (МР), обращенной к детям 4-7 лет типично развивающимся (ТР, n = 40), детям с расстройствами аутистического спектра (РАС, n=20) и детям с синдромом Дауна (СД, n=20). Показано, что значения частоты основного тона (ЧОТ) выше в речи матерей детей с РАС (p<0,0001 – критерий Манна–Уитни), чем у матерей ТР детей и детей с СД в высказывании, во фразе, слове, ударном гласном. Сравнительный анализ значений индекса артикуляции гласных (VAI) показал, что значения VAI ударных гласных в словах МР, обращенной к детям с СД, выше, чем значения VAI для МР обращенной к детям с РАС и ТР детям. Значения VAI безударных гласных значимо не различаются в словах МР, обращенной детям трех групп. Данные о значениях площадей формантных треугольников гласных и значениях VAI указывают на большую четкость артикуляции матерями слов, обращенных детям с нарушениями речи – РАС и СД, при более четкой МР, адресованной к детям с СД. Высказывания матерей детей с РАС более длинные (p<0,001), чем высказывания, обращенные ТР детям и детям с СД, содержат более короткие фразы (<0,005). Длительность слов и ударных гласных значимо не различаются при тенденции к большей длительности в речи матерей детей с РАС. В речи матерей детей с СД длительность пауз меду фразами в высказывании больше, чем в МР ТР детей; в речи матерей, обращенной детям с РАС паузы между высказываниями (p<0,005) и между словами (p<0,005) больше, чем в речи адресованной ТР детям. Таким образом, на основе инструментального анализа выявлены различия в характеристиках МР, обращенной к ТР детям и детям с атипичным развитием, установлены особенности характеристик МР, адресованной детям с РАС и детям с СД. Ключевые слова: материнская речь, акустические характеристики, дети с синдром Дауна, дети с расстройствами аутистического спектра

Николаев А.С., Ляксо Е.Е. «Временные характеристики гласных из слов детей 5«1 лет с расстройствами аутистического спектра» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 28 (2019). 106 с.

Цель работы: изучение временных характеристик ударных и безударных гласных из слов детей с расстройствами аутистического спектра (РАС) по сравнению с типично развивающимися (ТР) детьми. Объект исследования: 10 детей с РАС в возрасте 5–11 лет и 10 ТР детей того же возраста (контрольная группа). Дети с РАС поделены на две группы по уровню их речевого развития: РАС-А, в которую вошли дети с более высоким уровнем речевого развития, и РАС-Б, в которую вошли дети с более низким уровнем речевого развития. Использованы методы перцептивного и акустического анализа. Перцептивный эксперимент, в котором приняли участие 116 взрослых носителей русского языка (аудиторов), проводили с целью выявления слов детей, распознанных взрослыми с высокой (значение слова верно определено в более чем 75% ответов) и низкой (значение слова определено верно в менее чем 25% ответов) вероятностью. В словах, распознанных с высокой и низкой вероятностью, определяли длительность ударных и безударных (первого предударного и первого заударного) гласных. У детей всех групп детей длительность (медиана) ударных гласных в словах, распознанных с низкой вероятностью, больше, чем в словах, распознанных с высокой вероятностью. Выявлены различия между детьми с РАС и ТР детьми по длительности ударных и безударных гласных в словах, значение которых определено с высокой и низкой вероятностью. Слова детей с РАС обеих групп характеризуются большей по сравнению с ТР детьми длительностью ударных и безударных гласных. Слова ТР детей 8–11 дет характеризуются наименьшей длительностью ударных и безударных гласных. В словах, распознанных с высокой вероятностью, длительность ударных гласных у детей группы РАС-Б больше (p<0,05), чем у детей группы РАС-А и ТР детей, длительность безударных гласных – больше, чем у ТР детей. В словах, распознанных с низкой вероятностью, длительность ударных и безударных гласных у детей с РАС больше (p<0,05), чем у ТР детей. Ключевые слова: восприятие речи, расстройства аутистического спектра, детская речь, акустический анализ

Ляпидевский В.Ю., Турбин М.В., Храпченков Ф.Ф., Кукарин В.Ф. «Нелинейные внутренние волны в многослойной мелкой воде» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 1, с. 53-62 (2020)

В рамках второго приближения теории мелкой воды исследуется течение многослойной стратифицированной по плотности жидкости. Построена математическая модель распространения придонных и приповерхностных внутренних волн большой амплитуды, учитывающая влияние тонкой структуры термоклина (пикноклина). С использованием полученных решений, описывающих распространение уединенных волн и волновых боров, интерпретируются натурные данные.

Мещеряков Р.В, Ляпустин Е.С. «Идентификация беспилотных летательных аппаратов по звуковой обработке» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 30 (2019). 106 с.

Беспилотные летательные аппараты (далее – БЛА), используемые в незаконных целях, представляют собой растущую проблему, и потребность в системах обнаружения беспилотных летательных аппаратов неуклонно возрастает. Проведенный анализ отечественных и зарубежных источников показал, что обнаружение БЛА с использованием аудиоанализа возможно и что реализация решений по идентификации беспилотных летательных аппаратов может стать полезным продуктом для систем охраны. Рассмотрены различные возможные методы обнаружения БЛА. Анализ их достоинств и недостатков показал, что подсистемы, включающие как активные, так и пассивные механизмы обнаружения, такие как радар и обработка изображений необходимо комплексировать в единую систему. Было решено, что любая спроектированная система будет функционировать на первом этапе получая звук, издаваемый БЛА, затем модуль, который обрабатывает этот звук, сравнивает его с эталоном-идентификатором БЛА и с помощью триангуляции по силе звука, предоставляем информацию о мгновенном местонахождении устройства. Для этого система обнаружения была разделена на пять отдельных модулей: 1. Обнаружение звука; 2. Формирование сигнала; 3. Сбор и передача данных; 4. Обработка; 5. Вывод данных. Выводы. Обнаружение БЛА с использованием аудиоанализа возможно. Тем не менее, звуки, исходящие от похожих по ТТХ БЛА трудно отличить друг от друга и идентификатор может давать ложные срабатывания. В рамках данной работы можно сделать дальнейшую модернизация в части добавлении локализации источника звука в детектор обнаружения, чтобы можно было подавлять звуки ниже определенного угла источника звука, тем самым увеличить вероятность идентификации количества БЛА по аудиоотпечатку.

Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю., Казначеев И.В., Казначеева Е.С. «Интерферограмма низкочастотного звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 7-8 (2019). 106 с.

Приведены результаты обработки натурного эксперимента, когда на стационарных трассах интенсивные внутренние волны приводили к значительной горизонтальной рефракции и взаимодействию мод акустического поля источника. Двукратным преобразованием Фурье интерферограммы на голограмме получены области локализации спектральной плотности, обусловленные невозмущенным и возмущенным полями. Фильтруя эти области, и применяя к ним обратные двукратные преобразования Фурье, реконструированы интерферограммы этих полей, что позволило восстановить передаточную функцию невозмущенного волновода и временную изменчивость среды. По записи голограммы возмущенного поля оценена скорость распространения интенсивных внутренних волн. Изложен алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Вариации показателя преломления океанической среды, вызванные гидродинамическим возмущением, инициируют изменения горизонтальных волновых чисел (в широком смысле и амплитуд мод) по отношению к невозмущенным значениям. Это приводит к тому, что результирующая интерферограмма, определяемая разностью горизонтальных волновых чисел, будет представлять собой линейную суперпозицию двух независимых интерферограмм, порожденных невозмущенным и рассеянным полями. Двукратное преобразование Фурье интерферограммы, в силу линейности, формирует на голограмме две независимые локализованные области в форме фокальных пятен. Одна из них, обусловленная невозмущенным полем, концентрируется преимущественно в направлении оси времени, а вторая, вызванная гидродинамическим возмущением, – в направлении оси частоты. Фильтрация областей локализации дает возможность разделить голограммы этих полей. Применение к ним обратного двукратного преобразования Фурье позволяет реконструировать их интерферограммы. В первом случае интерферограмма формируется интерференцией мод невозмущенной среды, во-втором случае – возмущенной среды. При известном спектре источника появляется возможность восстановления передаточной функции невозмущенного волновода и диагностирования временной изменчивости среды. В условиях взаимодействия мод акустического поля источника, вызванного проявлением интенсивных внутренних волн, на основе голографического метода экспериментально продемонстрировано восстановление передаточной функции невозмущенного волновода и возможность наблюдения временной изменчивости среды. Метод основан на записи исходной фурье-голограммы, формируемой невозмущенным и рассеянным полями. Голограмма представляет собой раздельные локализованные области спектральных плотностей, отвечающих отсутствию и наличию возмущения. Считывание этих областей обратным двукратным преобразованием Фурье позволило получить интерферограммы невозмущенного и рассеянного полей. По записи голограммы рассеянного поля оценена скорость распространения возмущения. В работе описан алгоритм получения неискаженного модуля спектра источника при наличии неоднородностей среды. Ключевые слова: звуковое поле, океанический волновод, интерференционная структура, акустическая голография, передаточная функция