Щугорев В.Н., Хроматов В.Е., Радин В.П., Щугорев А.В. «Применение звукорегистрирующей аппаратуры для оценки частот собственных колебаний композитной балки» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 103-104 (2019). 106 с.

Композиционные материалы находят широкое применение в различных областях техники. Владение современными методами исследований физических свойств необходимо для глубокого понимания механики композитов. На данный момент широко разработаны эффективные методы оценки поведения конструкций из композиционных материалов в условиях статического нагружения. Однако до сих пор не существует сравнимых по эффективности методов расчета поведения конструкций из композита при ударе внешними объектами и дальнейшего колебательного процесса. Значительный интерес при проведении таких исследований представляет собой акустическая и видеофиксация процесса нагружения и дальнейшего поведения исследуемых композитных балок . Для исследования процесса колебаний композитной балки и визирования прогиба использовалась скоростная видеокамера и звукозаписывающая аппаратура. Проведено сопоставление экспериментально полученных значений собственных частот колебаний композитной балки с использованием звуко и видеозаписывающей аппаратуры с теоретическим решением. Современные микрофоны позволяют записывать звук в диапазоне от нескольких Гц до десятков кГц. Это позволяет фиксировать звук обусловленный колебаниями большинства балочных элементов конструкций. Современные Action камеры позволяют фиксировать быстро протекающие процессы со скоростью до 1000 кадров в секунду, при этом разрешение кадра видеоматериала составляет 1080 строк для некоторых моделей камер. Покадровая видеофиксация процесса колебаний позволяет оценить форму колебаний. Анализ звуковых колебаний проводился с использованием программ- звуковых редакторов. Для обработки видеоинфомации использовались программные средства- видеоредакторы. Эти средства позоляют изменять временной маштаб отображения происходящего процесса.. Разрешение звукового видеоматериала вполне достаточно для оценки частоты собственных колебаний. Выводы: Вышеприведенное исследование показывает, что применение звуко и видеозаписывающей аппаратуры позволяет достоверно определить частоты собственных колебаний балки изготовленной из композитного материала. Сопоставление точного теоретического решения и результатов, полученных экспериментально с использованием звуко и видеорегистрирующей аппаратуры дает их хорошее соответствие. Использование Action камеры в качестве фиксатора видеоинформации возможно после сопоставления масштаба исследуемого объекта, скорости протекающего процесса и изменения конфигурации системы за межкадровый промежуток времени. Принципы фиксации скоростных процессов, рассмотренные выше, используются в специальных курсах магистерской подготовки студентов, при выполнении выпускных бакалаврских работ и магистерских диссертаций студентов специальности «Динамика и прочность машин» НИУ «МЭИ», научных исследованияхи могут быть обобщены для решения задач неконсервативной устойчивости и колебаний. 1..Bolotin Vladimir V. Stability problems in fracture mechanics. – John Wiley & Sons, Inc. – 1996.-187 c. 2. Динамика удара: Пер. с англ./Зукас Дж.А., Николас Т., Свифт Х.Ф. и др.-М.: Мир, 1985. 3. Касьянов К. Г., Щугорев В.Н., Подмазов Д.А, Никишин В.И. Исследование напряженно деформированного состояния в слоистой плите при низкоскоростном ударном нагружении.. // Материалы XXIV международного симпозиума “Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред” им. А.Г. Горшкова.-МАИ.-2018.- С.228-229. 4. GoPro 6 Black. Руководство пользователя. Hevk Advance. 2018г., 108 с. 5. Решение неконсервативных задач теории устойчивости // В.П.Радин, Ю.Н. Самогин, В.П.Чирков, А.В. Щугорев. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2017.-240 с. Ключевые слова: Композитная Балка, частоты собственных колебаний, акустическая и видео фиксация колебаний балки

Зайцев В.Ю., Радостин А.В., Матвеев Л.А. «О критерии самосогласованности и его выполнимости в моделях упругих свойств трещиноватых сред» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 64-65 (2019). 106 с.

Модели, адекватно описывающие влияние трещиноподобных дефектов на упругие модули твердых тел, являются одним из ключевых "ингредиентов", необходимых для получения диагностических заключений о структурных особенностях материала по измерениям его упругих модулей. Одним из наиболее популярных методов измерения связи этих модулей с присутствующими в материале трещинами является изменение скоростей продольных и поперечных упругих волн в зависимости от давления, оказываемого на среду. Для часто рассматриваемых моделей с изотропной ориентацией трещин (что делает среду в среднем изотропной) измерения этих двух скоростей оказывается достаточным, чтобы определить два независимых модуля (например, модуль сдвига и объемного сжатия) через которые могут быть выражены другие интересующие характеристики. При этом прилагаемое давление, постепенно закрывающее трещины, является управляющим параметром, контролирующим концентрацию трещин. Довольно естественным при построении моделей является получение выражений для упругих модулей через концентрацию трещин (которую практически невозможно непосредственно измерить экспериментально). В связи с этим используются некие дополнительные соображения о связи концентрации трещин с давлением, что позволяет связывать модельные выражения для модулей с измеренными зависимостями от давления. Предполагая некоторые аппроксимации связи давления и концентрации со свободными параметрами, и подбирая их значение, можно добиться наилучшего согласования модельных и экспериментальных зависимостей от давления. Такой подход выглядит довольно естественным и часто применяется, казалось бы, обеспечивая самосогласованность модели при выбранных параметрах. В данном сообщении показывается, что эта кажущаяся самосогласованность является далеко не очевидной при подходе, основанном на использовании вспомогательной (и непосредственно не измеряемой) связи концентрации с давлением. Выяснить нарушение или, наоборот, выполнение условия самосогласованости позволяет использование такой формы модели, в которой ее входные параметры можно выразить через непосредственно измеряемые в эксперименте величины (в отличие от непосредственно не измеряемой концентрации дефектов). В докладе приводятся примеры использования такого подхода, позволяющего явно проверить выполнение самосогласованности, и показывается, по каким причинам в стандартных моделях самосогласованность может грубо нарушаться. Ключевые слова: сейсмоакустическая диагностика, трещинообразные дефекты, оценка поврежденности, упругие модули, скорости упругих волн

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

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

Разрезова К.В., Малец А.А. «Анализ процесса генерации звуковых волн термоакустическими источниками» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S2, с. 110-116 (2019)

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

Красненко Н.П., Раков Д.С., Раков А.С. «Характеристики звуковых волн, генерируемых ультразвуковым параметрическим излучателем» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 70-71 (2019). 106 с.

Приводятся результаты исследования характеристик звуковых волн, генерируемых ультразвуковым параметрическим излучателем, на небольших приземных трассах их распространения. Описана методика проведения экспериментальных исследований. Эксперименты проводились на 110 элементной ультразвуковой параметрической антенной решетке, работающей на частоте накачки 40 кГц. Особенность конструкции данной решетки заключается в том, что возможно генерирование разностной частоты за счет использования особенностей конструкции антенны (два излучающих контура), либо за счет генерирования амплитудно-модулированного сигнала. Рассматриваются измеренные диаграммы направленности излучения и осевые уровни звукового давления разностной частоты. Проводится сравнение с теоретическими расчетами. Ключевые слова: параметрический излучатель, частота накачки, разностная частота, трасса распространения, антенная решетка

Красненко Н.П., Раков Д.С., Раков А.С. «Характеристики звуковых волн, генерируемых ультразвуковым параметрическим излучателем» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 70-71 (2019). 106 с.

Приводятся результаты исследования характеристик звуковых волн, генерируемых ультразвуковым параметрическим излучателем, на небольших приземных трассах их распространения. Описана методика проведения экспериментальных исследований. Эксперименты проводились на 110 элементной ультразвуковой параметрической антенной решетке, работающей на частоте накачки 40 кГц. Особенность конструкции данной решетки заключается в том, что возможно генерирование разностной частоты за счет использования особенностей конструкции антенны (два излучающих контура), либо за счет генерирования амплитудно-модулированного сигнала. Рассматриваются измеренные диаграммы направленности излучения и осевые уровни звукового давления разностной частоты. Проводится сравнение с теоретическими расчетами. Ключевые слова: параметрический излучатель, частота накачки, разностная частота, трасса распространения, антенная решетка

Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Рамазанов И.С., Чернова В.В. «Акустико-эмиссионная методика браковки дефектов кольцевого сварного шва в процессе многопроходной сварки» Дефектоскопия, № 12, с. 26-35 (2019)

Предложена методика браковки кольцевых сварных швов, основанная на анализе основных параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ), регистрируемых в процессе многопроходной сварки. Точность локации сигналов АЭ, регистрируемых от дефектов, и их фильтрация от шумов и помех обеспечивались применением модифицированного табличного метода и браковочной сетки. С использованием энергии и амплитуды локализованных сигналов АЭ выполнен расчет нормированных коэффициентов, по которым оценивалось качество сварного шва при сварке. Определены пороговые значения нормированных коэффициентов, при превышении которых проводилась браковка сварного шва. С использованием рассматриваемой методики выявлены дефекты в кольцевых сварных швах и показана возможность определения степени опасности дефектов в режиме реального времени.

Малков О.Ю., Поляченко Е.В., Соболев А.М., Расторгуев А.С. «Актуальные проблемы современной звездной астрономии и основные результаты исследований» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 101-118 (2019)

Представлен аналитический обзор современного состояния проблем звездной астрономии. Приведены результаты работ российских астрономов, полученные к 2017 г. Показано, что проводимые в России исследования охватывают все важнейшие направления звездной астрономии и ведутся на высоком научном уровне с использованием современных методов наблюдений и анализа данных.

Иванов В.П., Ипатов А.В., Рахимов И.А., Андреева Т.С. «Аномалия спектра остатка сверхновой 3C58» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 138-150 (2019)

На радиотелескопе РТФ-32 обсерватории «Светлое» ИПА РАН на четырех частотах от 1550 до 8450 МГц измерены мгновенные спектры остатка сверхновой 3C58 на эпохи 2003.4, 2004.4 и 2013.2. Спектры 3С58 для временных интервалов 1963–1971 гг., 1981–1998 гг. и 2004–2010 гг. получены на основе опубликованных данных, позволяющих сравнить интенсивности 3С58 и стандартных источников. Для приведения всех данных в единую систему и построения спектров использовалась шкала потоков «искусственная луна». Сравнение спектров по данным, полученным в 1963–2013 гг., выявило нестационарные частотно-зависимые изменения плотностей потоков, а также локальные отклонения спектров 3C58 от степенной частотной зависимости. Обсуждаются возможные причины обнаруженных аномалий.

Бархатов Н.А., Ревунова Е.А., Романов Р.В., Бархатова О.М., Ревунов С.Е. «Исследование связи параметров локализации солнечных источников магнитных облаков с их характеристиками и суббуревой активностью» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 70-80 (2019)

Предложена методика локализации и определения ориентации протяженных солнечных источников магнитных облаков по данным коронографов и фотографиям фотосферы инструментов EIT и MDI космической миссии SOHO. При оценке вероятности формирования магнитных облаков для них использована простая цилиндрическая бессиловая модель. Установлено, что протяженные источники, имеющие небольшой наклон к солнечному экватору и находящиеся на краях солнечного диска, в отличие от непротяженных и сильно наклоненных, имеют возможность сгенерировать расширяющиеся облака, которые с высокой вероятностью могут достигнуть магнитосферы, как и облака от источников вблизи нулевого меридиана и низких широт. Определена зависимость экстремальных значений суббуревой активности по индексу AL от параметров анализируемых солнечных источников в интервалы воздействия на земную магнитосферу магнитных облаков. Отмечено отсутствие суббурь, ассоциированных с протяженными источниками вне диапазона гелиоширот ∼5–20°. Установленные связи координат солнечного источника с геомагнитной активностью как оболочки, так и тела магнитного облака согласуются с наиболее вероятным распределением магнитоактивных областей на солнечном диске.

Бархатов Н.А., Ревунова Е.А., Романов Р.В., Бархатова О.М., Ревунов С.Е. «Исследование связи параметров локализации солнечных источников магнитных облаков с их характеристиками и суббуревой активностью» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 70-80 (2019)

Предложена методика локализации и определения ориентации протяженных солнечных источников магнитных облаков по данным коронографов и фотографиям фотосферы инструментов EIT и MDI космической миссии SOHO. При оценке вероятности формирования магнитных облаков для них использована простая цилиндрическая бессиловая модель. Установлено, что протяженные источники, имеющие небольшой наклон к солнечному экватору и находящиеся на краях солнечного диска, в отличие от непротяженных и сильно наклоненных, имеют возможность сгенерировать расширяющиеся облака, которые с высокой вероятностью могут достигнуть магнитосферы, как и облака от источников вблизи нулевого меридиана и низких широт. Определена зависимость экстремальных значений суббуревой активности по индексу AL от параметров анализируемых солнечных источников в интервалы воздействия на земную магнитосферу магнитных облаков. Отмечено отсутствие суббурь, ассоциированных с протяженными источниками вне диапазона гелиоширот ∼5–20°. Установленные связи координат солнечного источника с геомагнитной активностью как оболочки, так и тела магнитного облака согласуются с наиболее вероятным распределением магнитоактивных областей на солнечном диске.

Дубинский А.Ю., Резниченко Ю.С., Попель С.И. «К вопросу о формировании и эволюции плазменно-пылевых структур в ионосферах Земли и Марса» Физика плазмы, 45, № 10, с. 913-921 (2019)

Представлена самосогласованная модель формирования и эволюции плазменно-пылевых структур в ионосферах Земли и Марса. Проиллюстрировано, что в рамках данной модели удается показать образование слоистой структуры в результате эволюции пылевого облака в ионосфере Земли, обусловленной расщеплением первичного облака и характеризуемой скоплением пылевых частиц на высотах, соответствующих серебристым облакам и полярным мезосферным радиоотражениям. Характерное время формирования полярных мезосферных облаков в ионосфере Земли, полученное в рамках данной модели, соответствует результатам наблюдений. Показана возможность существования в марсианской ионосфере облаков, сформированных в пересыщенном углекислом газе и аналогичных серебристым облакам в земной ионосфере. Кроме того, показана возможность существования в ионосфере Марса явлений, аналогичных полярным мезосферным радиоотражениям на Земле. Для марсианской ионосферы получены теоретические значения характерных размеров пылевых частиц и их зарядов. Найденные теоретические значения согласуются с данными наблюдений.

Рзаев А.Х., Шиманский В.В., Рза Х.А. «Межзвездные линии и диффузные полосы в спектре сверхгиганта κ Cas» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 173-183 (2019)

По ПЗС-спектрам, полученным на эшелле-спектрографе 2-м телескопа обсерватории на пике Терскол, исследованы межзвездные линии и диффузные полосы в спектре сверхгиганта κ Cas. Для корректного выявления межзвездных деталей использовался синтетический спектр звезды, рассчитанный для модели атмосферы с параметрами T_eff=21 500 K, lg g=2.60, v sin i=83 км с^–1, [M/H] = 0.0, ξ=15 км с^–1 и с частичным подбором содержаний основных химических элементов. Отождествлены 11 межзвездных полос и 91 диффузная межзвездная полоса. Дополнительно выявлено 14 абсорбционных деталей, возможно, также являющихся диффузными полосами. Табулированы спектрофотометрические параметры диффузных полос и точности их определения. Приведены атласы областей наблюдаемого и синтетического спектров, где расположены межзвездные диффузные полосы.

Рзаев А.Х., Шиманский В.В., Рза Х.А. «Межзвездные линии и диффузные полосы в спектре сверхгиганта κ Cas» Астрофизический бюллетень, 74, № 2, с. 173-183 (2019)

По ПЗС-спектрам, полученным на эшелле-спектрографе 2-м телескопа обсерватории на пике Терскол, исследованы межзвездные линии и диффузные полосы в спектре сверхгиганта κ Cas. Для корректного выявления межзвездных деталей использовался синтетический спектр звезды, рассчитанный для модели атмосферы с параметрами T_eff=21 500 K, lg g=2.60, v sin i=83 км с^–1, [M/H] = 0.0, ξ=15 км с^–1 и с частичным подбором содержаний основных химических элементов. Отождествлены 11 межзвездных полос и 91 диффузная межзвездная полоса. Дополнительно выявлено 14 абсорбционных деталей, возможно, также являющихся диффузными полосами. Табулированы спектрофотометрические параметры диффузных полос и точности их определения. Приведены атласы областей наблюдаемого и синтетического спектров, где расположены межзвездные диффузные полосы.

Римская-Корсакова Л.К., Нечаев Д.И. «Обнаружение громкости и распознавание интенсивности импульса, предъявляемого до или после периодической последовательности импульсов помехи» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 26-27 (2019). 106 с.

В интересах поиска причин снижение разборчивости речи изучали обнаружение моделей фонем согласных звуков, предъявляемых до или после последовательностей помеховых фонем с разными периодами следования. За модели тестовых и помеховых фонем принимали узкополосные импульсы с частотой 4 кГц. Интенсивность помеховых импульсов была равна 80 дБ УЗД, число импульсов помехи – 11, а период следования Т варьировали от 20 до 110 мс. Если интенсивность тестового импульса (ТИ) была заметно меньше интенсивности импульсов помехи, то слушатель мог обнаружить ТИ на основании его громкости. При близости интенсивностей ТИ и импульсов помехи слушатель мог обнаружить ТИ, распознавая интенсивности тестового и помехового импульсов. Зависимости процента правильного обнаружения ТИ от его интенсивности при разных периодах Т были получены у слушателей с нормальным слухом и сенсоневральными потерями. Зависимость обнаружения ТИ от периода следования импульсов помехи выявляли: (1) порог временного разрешения (T_min), равный минимальному периоду Т, при котором слушатель мог обнаружить ТИ; (2) сдвиг (dIso) порога обнаружения ТИ, предъявляемого до или после помехи, относительного порога обнаружения одиночного импульса; (3) смещение (dI-) пороговой разности между интенсивностями ТИ и помехового импульса относительно разностного порога распознавания интенсивности одиночного помехового импульса. Смещение dI- оценивали для случая, когда интенсивность ТИ была меньше интенсивности импульсов помехи. Пороги Tmin разных слушателей варьировали от 20 до 110 мс, а сдвиги dIso и смещения dI- при периоде Т близком к T_min могли достигать 20 дБ. Показатели Tmin, dIso, dI- сопоставляли со слуховой чувствительностью, со свойствами временной суммации тонов и последовательностей импульсов. Показатели T_min, dIso, dI- указывали на мешающие обнаружению ТИ известные слуховые эффекты. Если интенсивность помеховых импульсов заметно превышала интенсивность ТИ, то обнаружению могли мешать временная маскировка и частичная маскировка громкости ТИ. Если интенсивность ТИ почти соответствовала, но была меньше интенсивности помехового импульса, то обнаружению мог мешать возникающий при временной маскировке слуховой эффект повышения громкости ТИ. В зависимости от положения ТИ относительно помехи такие эффекты компенсировали или усиливали действие друг друга. Согласно полученных результатов, к снижению разборчивости быстрой речи могли приводить как снижение громкости фонем согласных звуков, так и уменьшение диапазона интенсивностей фонем, в котором слушатель был способен их обнаружить. Ключевые слова: слуховое обнаружение, распознавание интенсивности, маскировка, повышение громкости импульсов при маскировке, модель фонемы согласного звука

Римская-Корсакова Л.К. «Распознавание интенсивности импульсных звуков и их кодирование ансамблем периферических волокон» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 57 (2019). 106 с.

Известно, что распознавание интенсивности тональных импульсов средней интенсивности, предъявляемых либо в тишине, либо в условиях временной маскировки хуже, чем распознавание тех же импульсов с низкой или высокой интенсивностью. До настоящего времени исследователи рассматривали и объясняли эффекты распознавания импульсов в тишине и при маскировке по-разному. В данной работе предложена обобщенная гипотеза о распознавании тональных импульсов, предъявляемых в разных условиях. Гипотеза учитывала периферическое кодирование высокочастотных звуков ансамблем периферических волокон. В модельном эксперименте изучали свойства двух комплементарных распределений спайковой активности ансамбля волокон: распределение появление спайков во времени и распределением меж спайковых интервалов. На вход модели подавали одиночный импульс или звуковой комплекс, содержащий тестовый импульс, предъявляемый до или после и помехового импульса. Распределения имели разные интервалы корреляции, поэтому плотности пиков несли в себе разную информацию о импульсе или звуковом комплексе. Мы также предположили, что пики разных распределений могли быть нейронными основали для различных субъективных характеристик тестового импульса и объединенного звука. Мы также моделировали задачу распознавания интенсивности. Для этого рассчитывали индексы чувствительности (Green, Swert, 1966) для каждого из пиков разных распределений. Показано, что изменение амплитуды либо тестового импульса, либо импульсной помехи приводило к изменению весов различных субъективных качеств (пиков распределений) и их чувствительностей к приращению амплитуд. Причиной ухудшения распознавания интенсивности, полагаем, могло стать выявленное нами несоответствие весов и чувствительностей разных субъективных качеств. В случае предъявления тональных импульсов со средней интенсивностью такое несоответствие было весьма значительным. Сопоставлены свойства кодирования и особенности распознавания амплитуд тонов, тональных импульсов и щелчков. Результаты исследования затрагивают фундаментальные и прикладные вопросы кодирования интенсивности коротких высокочастотных звуков в слуховой системе. Ключевые слова: слух, модель волокна слухового нерва, кодирование коротких высокочастотных звуков, распределения активности ансамбля периферических волокон

Рогов Б.В., Чикиткин А.В. «О сходимости и точности метода итерируемой приближенной факторизации операторов многомерных высокоточных бикомпактных схем» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 119-144 (2019)

Исследована сходимость и точность метода решения высокоточных бикомпактных схем, имеющих четвертый порядок аппроксимации по пространственным переменным на минимальном шаблоне, для многомерного неоднородного уравнения переноса. Метод основан на приближенной факторизации разностных операторов многомерных бикомпактных схем. Кроме того, в нем используются итерации для сохранения высокого (выше второго) порядка точности бикомпактных схем по времени. С помощью спектрального метода удалось доказать сходимость этих итераций как для двумерных, так и для трехмерных бикомпактных схем для линейного неоднородного уравнения переноса с постоянными положительными коэффициентами. Проведено сравнение эффективности двух параллельных алгоритмов решения уравнений многомерных бикомпактных схем. Первый из них есть пространственный маршевый алгоритм счета нефакторизованных схем, а второй основан на итерируемой приближенной факторизации разностных операторов схем.

Роденков В.Н., Жадов Я.С., Канев Н.Г. «Защита здания от одновременного вибрационного воздействия трамваев и поездов метрополитена» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 103 (2019). 106 с.

Рассмотрена проблема защиты нового жилого здания в г. Москве от вибрации рельсового транспорта. Источниками вибрации являются трамваи и метрополитен мелкого заложения, оказывающие воздействие на здание одновременно. Трамвайные пути находятся на расстоянии около 7 м от здания, тоннели метрополитена на расстоянии 30 м. Колебания грунта, вызванные движением транспорта, предаются на конструкции здания и приводят к повышенному шумовому и вибрационному воздействию на людей, находящихся в здании. Предельно допустимые параметры шума и вибрации устанавливаются санитарно-гигиеническими требованиями. В настоящей работе приведены результаты натурного обследования вибраций, создаваемых трамваем и метро на территории застройки, прогноза шума и вибрации в проектируемом здании, решения по виброзащите здания. Установлено, что мероприятия по виброзащите для рассматриваемого здания являются обязательными. Выполнен расчет передачи вибрации через фундаментную плиту и подземные части стен здания. Показано, что вибрационное воздействие от трамваев и подвижных составов метрополитена мелкого заложения на фундаментную плиту не приводят к превышению нормативных значений уровней шума и вибраций в жилых помещениях. Основное вибрационное воздействие передаётся на боковую поверхность подземной части здания и является причиной повышенного шума и вибраций в помещениях внутри здания. Разработано проектное решение для защиты здания от вибрационного воздействия рельсового транспорта, которое представляет собой отсечение фундамента от грунта по его периметру упругим слоем. Приводятся результаты измерений уровней вибраций на конструкциях возведенного здания: проведена оценка выполнения санитарно-гигиенических требований и проанализированы особенности передачи вибрации по конструкции здания. Ключевые слова: вибрация, виброзащита, рельсовый транспорт, виброизоляция зданий.

Суворов А.С., Кутузов Н.А., Стуленков А.В., Родионов А.А. «Локализация источников виброактивности в сложных системах» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 105 (2019). 106 с.

В работе рассматривается задача локализации источника вибрационной активности в сложной механоакустической системе. Сравнивается эффективность работы нескольких методов для случаев тонального и широкополосного полезного сигнала, а также для одного или нескольких источников. Численное моделирование и экспериментальная апробация показали, что рассмотренные методы позволяют с высокой степенью достоверности проводить локализацию виброисточника при использовании усреднения по различным частотам. Разрешения двух и более источников также возможно, но в ограниченном числе сценариев. Ключевые слова: локализация виброактивности, конечно-элементная модель, метод максимального правдоподобия

Иваненков А.С., Родионов А.А., Савельев Н.В. «Сверхразрешение близких источников в задаче построения акустических изображений с помощью метода максимального правдоподобия» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 105 (2019). 106 с.

В работе рассматривается задача построения акустических изображений двух близких источников звука с использованием гибких микрофонных решеток. Такая задача актуальна в большом спектре практических приложений, решающих проблемы локализации источников повышенной шумности механизмов, их акустической диагностики, определения утечек звука в комнатной акустике и д.р. Для её решения применяются известный метод MUSIC, широко использующийся для оценок направления прихода плоских волн, а также новый метод оценки параметров сигналов в антенных решетках – метод максимально правдоподобной классификации сигналов (МПКС). В работе были получены результаты локализации акустических источников с помощью численного моделирования, а также с помощью эксперимента в безэховой камере. Было показано, что метод МПКС обладает лучшим, чем метод MUSIC пространственным разрешением. Ключевые слова: решетки микрофонов, метод максимального правдоподобия, акустические изображения

Слемзин В.А., Горяев Ф.Ф., Родькин Д.Г., Шугай Ю.С., Кузин С.В. «Образование корональных выбросов массы в солнечной короне и распространение в гелиосфере порождаемых ими плазменных потоков» Физика плазмы, 45, № 10, с. 867-902 (2019)

Представлен обзор исследований корональных выбросов массы (КВМ) и распространения в гелиосфере производных от них транзиентных потоков межпланетных корональных выбросов массы (МКВМ) в солнечном ветре. Рассматриваются основные параметры МКВМ, их отличия от других типов потоков солнечного ветра, корреляция частоты выбросов со вспышками и состоянием солнечной активности. Особое внимание уделяется формированию и моделированию ионного состава плазмы КВМ/МКВМ, который является одним из ключевых факторов идентификации типов потоков и их источников, особенно в сложных комплексных структурах, образующихся в гелиосфере при взаимодействии потоков. Рассматриваются модели прогнозирования параметров потоков солнечного ветра по данным наблюдений. Обзор содержит перечни источников данных о корональных выбросах и баз данных о параметрах потоков солнечного ветра, а также многочисленные ссылки на работы по исследованиям рассматриваемых явлений.

Иляхинский А.В., Родюшкин В.М. «Статистический метод выделения информации из зондирующего сигнала в задаче индикации поврежденности металла» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 82 (2019). 106 с.

В ультразвуковых методах исследования материалов необходимая информация добывается путем измерения какого-либо параметра, отражающего результат взаимодействия акустических волн с исследуемой структурой материала и последующей обработкой полученных данных. Многие ультразвуковые измерительные системы ориентированы на временной анализ ультразвукового сигнала и чаще всего базируются на данных измерения скорости волн. Возможным путем совершенствования процедуры выделения информации из зондирующего сигнала для задач ультразвуковой дефектоскопии материалов и объектов со сложной неоднородной структурой может стать использование зондирующих импульсов, в которых наиболее явно изменялись форма и спектр ультразвукового сигнала в процессе его распространения. В задаче индикации поврежденности искажение зондирующего сигнала следует сделать «полезными» для оценки структурных особенностей исследуемой среды. С целью решения поставленной задачи была предложена нестандартная схема измерительного тракта, где возбуждение зондирующей волны проводилось излучателем с резонансной частотой 2 МГц, а регистрация зондирующего сигнала проводилось приемником с резонансной частотой 5 МГц. Измерения проводилось на образцах из металла марки Ст10 с внесенной путем пластического деформирования поврежденностью. Изучение изменения формы зондирующей упругой волны в исследуемых образцах проводили методом спектрального анализа; методом нелинейной акустики путем оценки отношения величины амплитуд первой и второй гармоник и методом установления информационной структуры: параметра самоорганизации зондирующего импульса путем обращения наблюдаемого сигнала изменения амплитуды во времени в распределение по амплитуде и анализе на основе этого обращения параметров априори выбранной статистической модели распределения Дирихле. В экспериментах по ультразвуковому зондированию среды со сложной неоднородной структурой показано, что статистический метод выделения информации из зондирующего сигнала эффективен в задаче контроля за поврежденностью металла, что позволяет рекомендовать его при конструировании ультразвуковых измерительных систем, а в качестве структурно чувствительного признака использовать степень самоорганизации формы зондирующего импульса. Ключевые слова: зондирующий импульс, пластическая деформация, параметр самоорганизации, распределение Дирихле

Иванов Д.С., Овчинников М.Ю., Ролдугин Д.С., Ткачев С.С., Трофимов С.П., Шестаков С.А., Широбоков М.Г. «Программный комплекс для моделирования орбитального и углового движения спутников» Математическое моделирование, 31, № 12, с. 44-56 (2019)

Приведено описание возможностей программного комплекса для моделирования динамики околоземных спутников. Он позволяет проводить моделирование свободного и управляемого орбитального и углового движения как одиночных, так и групп аппаратов, с использованием моделей разной степени детализации. Комплекс ориентирован на пользователей без специальной подготовки, поэтому интерфейс построен таким образом, чтобы минимизировать возможности некорректного ввода данных. Комплекс разработан на языке C++ с использованием фреймворка Qt, что обеспечивает его кроссплатформенность.

Иванов М.П., Бибиков Н.Г., Данилов Н.А., Соколов П.А., Романов Б.М., Красницкий Б.Ю., Стефанов В.Е. «Сравнительная оценка эхолокационных и коммуникационных сигналов дельфинов» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 59 (2019). 106 с.

Передача информации посредством гидроакустических сигналов является весьма актуальной задачей. При использовании узкополосных систем гидроакустической связи возникает проблема безопасности, поскольку не обеспечивается секретность, конфиденциальность и скрытность при приеме/передаче информации и довольно легко осуществить подмену источника (низкая имитостойкость). Сверхширокополосное излучение, использующее биоподобные сигналы, создает условия высокой защиты канала приема/передачи, что является новым средством обеспечения скрытности. Наиболее удачными объектами для их имитации в подобных системах являются звуки дельфинов в открытом море и раков-щелкунов в шельфовой зоне. Анализ сигналов дельфинов при решении задачи поиска на больших дистанциях и работы дельфина во время провокации коммуникационного поведения показывает, что дельфины используют похожие пакеты ультракоротких импульсов. Представляется желательным создать алгоритм обработки последовательности пакетов, записанных в различных условиях лабораторного эксперимента, найти сходство, различия и закономерности использования дельфином пакетов импульсов. С помощью разработанного алгоритма обработки звуковых файлов нами выделены характерные последовательности сигналов, которые однозначно связаны с условиями лабораторного опыта. Это позволило найти закономерности и различия в пакетах сигналов, используемых дельфином в задачах поиска и коммуникации. Интервал между пакетами импульсов зависит от дальности до объекта поиска и, как правило, больше, чем время, необходимое для их анализа идеальному наблюдателю. В режиме вербального взаимодействия дельфины также используют пакеты ультракоротких импульсов. Пакеты коммуникационных сигналов изменяются по длительности (от 120 мс до 460 мс) и количеству (от 25 до 100 импульсов). Интервал между пакетами меняется по длительности, и соизмерим с длительностью излучаемых пакетов. Пакеты вербального взаимодействия, как правило, являются составными сигналами, в которых пакеты ультракоротких импульсов смешаны с длинными частотно модулированными импульсами. В условиях шельфа скрытную передачу гидроакустической информации, с использованием биоподобных сигналов, можно также создать на основе имитации коротких, широкополосных (больше 100 кГц) звуков раков-щелкунов, которые к настоящему времени становятся весьма обычными не только в тропических и субтропических акваториях, но и в умеренных европейских и дальневосточных водах. Ключевые слова: биоподобные сигналы, скрытность, пакеты эхолокационных и коммуникационных сигналов

Бархатов Н.А., Ревунова Е.А., Романов Р.В., Бархатова О.М., Ревунов С.Е. «Исследование связи параметров локализации солнечных источников магнитных облаков с их характеристиками и суббуревой активностью» Солнечно-земная физика, 5, № 3, с. 70-80 (2019)

Предложена методика локализации и определения ориентации протяженных солнечных источников магнитных облаков по данным коронографов и фотографиям фотосферы инструментов EIT и MDI космической миссии SOHO. При оценке вероятности формирования магнитных облаков для них использована простая цилиндрическая бессиловая модель. Установлено, что протяженные источники, имеющие небольшой наклон к солнечному экватору и находящиеся на краях солнечного диска, в отличие от непротяженных и сильно наклоненных, имеют возможность сгенерировать расширяющиеся облака, которые с высокой вероятностью могут достигнуть магнитосферы, как и облака от источников вблизи нулевого меридиана и низких широт. Определена зависимость экстремальных значений суббуревой активности по индексу AL от параметров анализируемых солнечных источников в интервалы воздействия на земную магнитосферу магнитных облаков. Отмечено отсутствие суббурь, ассоциированных с протяженными источниками вне диапазона гелиоширот ∼5–20°. Установленные связи координат солнечного источника с геомагнитной активностью как оболочки, так и тела магнитного облака согласуются с наиболее вероятным распределением магнитоактивных областей на солнечном диске.

Романюк И.И., Семенко Е.А., Моисеева А.В., Якунин И.А., Кудрявцев Д.О. «Магнитные поля СР-звезд в ассоциации Орион ОВ1. III. Звезды подгруппы (a)» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 60-66 (2019)

Представлены результаты измерений магнитных полей 10 химически пекулярных звезд подгруппы (a) ассоциации Орион ОВ1: HD 33917, HD 34859, HD 35008, HD 35039, HD 35177, HD 35575, HD 35730, HD 36549, HD 38912, HD 294046. Наблюдения проведены с анализатором круговой поляризации на Основном звездном спектрографе 6-м телескопа САО РАН. Магнитное поле найдено у четырех звезд, у шести остальных его величина оказалась ниже предела обнаружения.

Моисеева А.В., Романюк И.И., Семенко Е.А., Кудрявцев Д.О., Якунин И.А. «Результаты измерений фундаментальных параметров СР-звезд, выполненных на 6-м телескопе. I. Наблюдения 2009–2011 годов» Астрофизический бюллетень, 74, № 1, с. 67-71 (2019)

Приводятся результаты определения фундаментальных параметров (эффективной температуры, ускорения силы тяжести, светимости, массы, радиуса, скорости вращения, лучевой скорости) 146 звезд, наблюдавшихся на 6-м телескопе БТА с помощью ОЗСП в 2009–2011 гг., 124 из которых – магнитные или потенциально магнитные объекты. Было получено и проанализировано более 500 пар спектров циркулярно-поляризованного излучения. Для оценки фундаментальных параметров использовались различные методы и подходы.

Романюк И.И. «Магнитные поля химически пекулярных и родственных им звезд. 5. Основные результаты 2018 года и анализ ближайших перспектив» Астрофизический бюллетень, 74, № 4, с. 469-483 (2019)

Приводится обзор около сотни работ, выполненных по теме «Магнитные поля и физические параметры химически пекулярных и родственных им звезд«, опубликованных в основном в 2018 г. в ведущих астрономических изданиях. Рассмотрены проекты новых телескопов и навесного оборудования для их оснащения, а также первые результаты, полученные на новых, недавно введенных в строй инструментах. Выполнен обзор новых работ по методике наблюдений, обработке и анализу данных. Представлены результаты спектроскопических исследований пекулярных звезд: их химический состав и другие параметры. Продолжались как классические наземные фотометрические наблюдения, так и выполнялась высокоточная фотометрия на космических телескопах. Наибольшее внимание в обзоре уделено магнитным полям звезд. Представлены результаты наблюдений крупномасштабных полей ОВА-звезд и локальных полей холодных активных звезд. Обнаружены десятки новых магнитных звезд. Рассматриваются также результаты некоторых наблюдений магнитных белых карликов и экзопланет, представляющих интерес в рамках рассматриваемой нами проблемы.

Суханов Д.Я., Росляков С.Н., Емельянов Ф.С. «Левитация и управление упорядоченной группой частиц и прямолинейных структур в ультразвуковом поле» Акустический журнал, 66, № 2, с. 154-162 (2020)

Предлагается метод управления упорядоченной группой левитирующих в ультразвуковом поле частиц и структур из прямолинейных отрезков. Рассматривается ультразвуковое поле в воздухе на частоте 40 кГц и частицы размерами меньше четверти длины волны либо тонкие цилиндрические объекты диаметром меньше четверти длины волны. Ультразвуковое поле формируется с помощью четырех фазированных решеток излучателей, которые размещены встречно по боковым граням прямоугольного параллелепипеда. Излучатели формируют распределение поля стоячих волн на плоскости, что обеспечивает левитацию частиц в прямоугольной сетке в плоском слое. Путем численного моделирования и экспериментально показано, что полученное распределение стабилизируется и частицы остаются неподвижными в локальных минимумах потенциала Горькова. Кроме того, путем регулирования разности фаз встречных излучателей обеспечивается контролируемое перемещение группы частиц в горизонтальной плоскости. А изменение плоскости фокусировки боковых излучателей обеспечивает контролируемое перемещение группы частиц по вертикали. Экспериментально показано, что в рассматриваемом распределении поля возможна левитация не только малоразмерных частиц, но и структур, собранных из прямолинейных отрезков длиной много больше длины волны.

Росницкий П.Б., Сапожников О.А., Юлдашев П.В., Гаврилов Л.Р., Хохлова В.А. «Разработка максимально плотной многоэлементной ультразвуковой решетки для реализации ударно-волновых режимов облучения головного мозга» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 55 (2019). 106 с.

Многоэлементные фазированные решетки получили широкое применение в хирургии для создания объемных разрушений в глубоких структурах головного мозга с использованием мощного сфокусированного ультразвука. При непрерывном облучении гармоническими волнами, такой способ может привести к побочным эффектам перегрева костей черепа и тканей, находящихся на пути пучка. Альтернативой может служить метод гистотрипсии с кипением (ГК), в котором облучение ведется милисекундными нелинейными импульсами с амплитудой разрыва в фокусе >60 МПа, следующими с коэффициентом заполнения <1%. Метод ГК позволяет механически разрушить ткань практически без тепловых эффектов. Однако существующие полусферические клинические решетки не позволяют реализовать ГК, поскольку при такой геометрии нелинейные эффекты выражены слабо. Целью работы было создание математической модели решетки, способной реализовать ГК внутри мозга с учетом существующих на сегодняшний день технологических ограничений на максимальную интенсивность на элементах решетки (40 Вт/см2). Предложена модель 256-элементной решетки с рабочей частотой 1 МГц в форме сферического сегмента с апертурой и радиусом кривизны равными 20 см. При разбиении решетки на элементы использован новый метод максимально плотного заполнения ее поверхности хаотически расположенными многоугольниками одинаковой площади. Для расчета поля разработан численный алгоритм, основанный на комбинации трех различных моделей: аналитического метода вычисления интеграла Рэлея в согласующей жидкости вне головы, линейного волнового уравнения в модели Кельвина–Фойгта для учета сдвиговых волн в неоднородном по толщине черепе и нелинейного уравнение Вестервельта в однородных поглощающих тканях мозга. На основе предложенных моделей разработан алгоритм компенсации аберраций, вызванных наличием черепа. Модель акустических свойств головы получена путем сегментации изображений МРТ. В работе показано, что предложенная решетка в случае компенсации аберраций позволяет избавиться от искажения пучка и обеспечить нелинейный режим облучения в фокусе с амплитудой разрыва >60 МПа. При этом интенсивность на элементах решетки не превышает технологический максимум (40 Вт/см²), а значит предложенная решетка применима для реализации ГК. Ключевые слова: медицинская акустика, ультразвуковая хирургия, головной мозг, многоэлементные решетки, ударный фронт

Юлдашев П.В., Карзова М.М., Мездрохин И.С., Росницкий П.Б., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «HIFU BEAM: программный комплекс с графическим интерфейсом для моделирования сфокусированных аксиально-симметричных ультразвуковых пучков в слоисто-неоднородной нелинейной среде» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 51 (2019). 106 с.

Для реализации неинвазивного хирургического воздействия ультразвукового пучка на различные органы применяются излучатели различной геометрической формы, размера и мощности. Фокусировка пучка при этом обычно обеспечивается выбором поверхности излучателя в виде сегмента сферической поверхности заданного радиуса кривизны. К таким излучателям относятся, например, одноэлементные преобразователи, многоэлементные кольцевые решетки или рандомизированные решетки с элементами различной геометрической формы. Во многих случаях поле таких многоэлементных излучателей при фокусировке в центр кривизны может быть с высокой точностью аппроксимировано полем одноэлементного сферического излучателя. Для планирования воздействия фокусированного ультразвука на организм и обеспечения безопасности и эффективности такого воздействия общей задачей является определение параметров ультразвукового поля различной мощности при распространении как в воде, так и в ткани. Для решения этой задачи часто применяется численное моделирование ультразвуковых пучков на основе уравнений нелинейной акустики. Целью работы было создание программы с графическим интерфейсом, предназначенной для моделирования нелинейных полей, создаваемых осесимметричными ультразвуковыми излучателями на основе параболического уравнения (ХЗК) и широкоугольного параболического уравнения (ШПУ) при фокусировке поля в плоскослоистой среде. Графический интерфейс программы выполнен в среде MATLAB. В качестве модели излучателя используется многоэлементный преобразователь в виде сферического сегмента с кольцевыми элементами равной площади и заданным зазором между ними. Кроме геометрических параметров пользователем задаются частота и полная акустическая мощность излучателя. Также возможна фазировка элементов для электронного смещения фокуса вдоль оси пучка. В качестве модели среды распространения задается набор из плоскопараллельных слоев, ориентированных перпендикулярно оси излучателя. Для каждого слоя задаются скорость звука, плотность, коэффициент нелинейности, а также параметры термовязкого и степенного закона поглощения, характерного для биологических тканей. Уравнения ХЗК и ШПУ решаются численно с использованием метода расщепления по физическим факторам и различных конечно-разностных схем для операторов дифракции, нелинейности и поглощения. В программе обеспечивается вывод и просмотр результатов моделирования, таких как пространственные распределения положительного и отрицательного пиковых давлений, интенсивности, мощности тепловых источников, амплитуд гармоник, а также профилей давления. Ключевые слова: уравнение ХЗК, широкоугольное параболическое уравнение, ультразвуковая хирургия

Демкин В.П., Мельничук С.В., Удут В.В., Тютрин И.И., Руденко Т.В., Криницына Д.Б. «Определение вязкоупругих характеристик цельной крови на основе метода низкочастотной пьезотромбоэластографии» Известия вузов. Физика, 62, № 12, с. 55-62 (2019)

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование вязкоупругих свойств цельной крови при осциллирующих сдвиговых напряжениях. На основе ультразвуковой эластографии разработана математическая модель и метод вычисления комплексного коэффициента вязкости цельной крови в процессе ее коагуляции. Проведены расчеты комплексного показателя вязкости цельной крови и его реальной и мнимой частей. Вычисленный коэффициент вязкости крови в начале процесса ее свертывания хорошо согласуется с данными реометрических измерений. Полученные результаты подтверждают возможность использовать данный подход к определению вязкоупругих свойств цельной крови и анализу их динамики в процессе её коагуляции в режиме, максимально приближенном к in vivo исследованию.

Иванов В.Н., Русаков Ю.С. «Разработка и опытная эксплуатация на территории РФ автономных комплексов инфразвукового мониторинга атмосферы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 40 (2019). 106 с.

Описаны новые комплексы инфразвукового мониторинга атмосферы (КИЗ), автономно работающие на протяжении последних трёх лет в 7 пунктах РФ. Практически все элементы КИЗ (микробарометры и устройства их калибровки, инфразвуковая станция и программное обеспечение её работы) созданы на основе оригинальных технических решений с учётом мирового опыта разработки подобных систем, прежде всего, инфразвукового компонента международной системы мониторинга (МСМ) малых ядерных взрывов. На основе опыта эксплуатации КИЗ доказана практическая эффективность подавляющего большинства этих решений. Главная особенность комплекса – его геофизическая нацеленность, обусловившая создание максимально чувствительного с широким частотным диапазоном оборудования для охвата всего спектра возможных геофизических проявлений инфразвука. Показано, что основными достоинствами комплекса, наряду с его хорошими метрологическими характеристиками, являются: сравнительно низкая стоимость, минимальные эксплуатационные затраты, надёжность круглосуточной работы во всём диапазоне погодных условий, низкая требовательность к территориальным и энергетическим ресурсам. Инфразвуковой комплекс адаптирован к условиям эксплуатации на территории типовой метеостанции РФ. Ключевые слова: микробарометр, инфразвуковая станция, геофизический мониторинг

Русаков Ю.С. «Разработка и применение метода статистического спектрально-когерентного анализа для инфразвукового мониторинга атмосферы» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 40 (2019). 106 с.

Описывается новый метод обработки данных, поступающих от разнесённой на местности группы датчиков, для автоматического выделения и оценки параметров акустических, в частности, инфразвуковых волн в пункте наблюдения. Суть метода заключается в параллельной узкополосной когерентной обработке коротких выборок данных по всему спектру частот и от каждого треугольного полигона, сформированного на основе инфразвуковой группы, и пороговом выделении полезных сигналов на фоне шумов. В результате создаётся значительный ансамбль условно независимых индивидуальных оценок параметров плоской инфразвуковой волны, каждая из которых рассчитывается для полезных сигналов с помощью известного способа фазовой триангуляции. Завершающая статистическая обработка ансамбля оценок повышает надёжность и точность акустического мониторинга при малых отношениях сигнал/шум. Обосновываются такие качества метода как его универсальность, гибкость, масштабируемость и физическая содержательность. Метод реализован в виде компьютерной программы реального времени, автоматически формирующей каждые 10 минут текстовую и графическую версии бюллетеней инфразвуковых событий (ИС) для каждого пункта наблюдения. Показано, что в ряде случаев графическая версия бюллетеня ИС позволяет оперативно идентифицировать тип ИС по его характерным признакам. Рассмотрены примеры применения метода для созданной в Росгидромете сети геофизических станций, когда регистрировались и пеленговались инфразвуковые волны от серии взрывов на арсеналах Украины, падения метеоритов, землетрясений, грозовой и техногенной активности, микробаром и т.п. Ключевые слова: обработка инфразвуковых данных, акустический пеленг и мониторинг

Губанов Д.А., Дядькин А.А., Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Рыбак С.П. «Экспериментальное исследование влияния шероховатости сопла на параметры течения в слое смешения осесимметричной высокоскоростной дозвуковой струи» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 42-50 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования характеристик слоя смешения в начальном участке трансзвуковой струи, истекающей из конвергентных сопел с различной внутренней шероховатостью, при одинаковом значении числа Маха в ядре струи. Показано, что характеристики слоя смешения – радиальные профили измеренного полного давления и величины среднеквадратичных пульсаций полного давления, имеют автомодельный характер при удалении от среза сопла на величину более 1.5 выходного диаметра сопла. Показана возможность применения сопел с повышенной степенью шероховатости внутренней поверхности для исследования высокоскоростных струйных течений.

Адушкин В.В., Рыбнов Ю.С., Спивак А.А., Харламов В.А. «О связи параметров инфразвуковых волн с энергией источника» Физика Земли, № 5, с. 96-106 (2019)

По результатам анализа данных инструментальных наблюдений, выполненных при исследовании инфразвуковых сигналов от мощных взрывных источников в атмосфере, предложена новая полуэмпирическая модель распространения акустических возмущений в стратосферном волноводе. Получено обобщенное соотношение между энергией акустического источника в атмосфере и характерной частотой в спектре акустического сигнала. Проведена верификация разработанной модели при описании акустических источников природного и техногенного происхождения с известной энергией. Показано, что предложенная модель согласуются с результатами наблюдений и данными, полученными в других работах.

Рыков А.Н., Будадин О.Н., Борисенко В.В., Богачев А.С., Гуськов А.В., Монахова Е.Г. «Автоматизированная система бесконтактного ультразвукового производственного неразрушающего контроля труб из полимерных композиционных материалов для трубопроводов» Контроль. Диагностика, № 11, с. 20-29 (2019)

Рассматриваются вопросы разработки новой технологии и автоматизированной системы бесконтактного производительного неразрушающего контроля качества сплошности композитных труб для трубопроводов, проведение метрологической аттестации для подтверждения эксплуатационных характеристик в части обнаружения и идентификации внутренних дефектов конструкции с заданной достоверностью за счет использования специальных алгоритмов. В ходе проведения мероприятий по аттестации выполнена оценка стабильности и пригодности технологического процесса определения площадей дефектов c помощью карт Шухарта и индексов воспроизводимости. Установлено, что рассматриваемый процесс находится в состоянии статистической управляемости, его работа предсказуема и его соответствие установленным требованиям может быть проверено.

Рыхлова Л.В., Клюйков А.А. «Космическая геодезия: от первого ИСЗ до современных космических технологий» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 110-115 (2019)

С запуском первого ИСЗ началась принципиально новая эра в изучении фигуры и гравитационного поля Земли. В статье отражены основные этапы развития методов космической геодезии при определении фигуры и гравитационного поля Земли, а также использование этих методов для решения задач геофизики, геодинамики, океанологии и других наук о Земле.

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.

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

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

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

Пахомов Ю.В., Рябчикова Т.А. «Эволюция базы данных параметров спектральных линий VALD» Научные труды Института астрономии РАН, № 4, с. 79-84 (2019)

Описано современное состояние базы данных атомных параметров спектральных линий VALD (Vienna Atomic Line Database), которая была создана в рамках международного сотрудничества ученых Австрии, России и Швеции в 1995 г. Продолжающееся сотрудничество, в основном, ученых России и Швеции привело к значительному расширению VALD как в количественном, так и в качественном отношении. Приводится статистика использования VALD астрономическим сообществом.

Полунин В.М., Ряполов П.А., Соколов Е.А. «Гидродинамика и акустика газовых включений в магнитной жидкости в поле кольцевого магнита» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 92-93 (2019). 106 с.

Магнитные, акустические и теплофизические явления в магнитожидкостных системах нашли применение при конструировании магнитожидкостных герметизаторах, амортизаторов, чувствительных трехосных акселерометров, плотномеров, ряда других прогрессивных устройств. Этим объясняется интерес к изучению данных эффектов. В последнее время в связи с бурным развитием микрофлюидики появляется все больше работ по динамике магнитных жидкостей в каналах различной формы, находящихся под различными воздействиями внешних физических полей. Однако свойства левитирующей газовой полости, а также магнитные, акустические и теплофизические явления, сопровождающие динамические перемещения газовых полостей и пузырей в МЖ изучены весьма поверхностно, хотя потенциально представляют большой научный и практический интерес. Для проведения экспериментов создана специальная установка с применением системы скоростной видеофиксации результатов эксперимента, а также с регистрацией электромагнитных и акустических возмущений с последующей обработкой. В работе исследована динамика захвата пузырьков магнитной жидкостью в области «магнитного вакуума» кольцевого магнита. Получены данные о влиянии концентрации магнитной жидкости на прочность магнитожидкостных перемычек при воздействии внешнего давления. Эти сведения могут быть полезны для разработки стенда для испытания магнитной жидкости, применяемой в герметизаторах, где жидкости испытывает подобные воздействия. Для детализации механизма образования воздушной полости в области «магнитного вакуума» кольцевого магнита поставлен эксперимент по видеофиксации раздела фаз «газ–магнитная жидкость», заполняющей плоский прозрачный канал. Рассмотрены этапы искривления поверхности МЖ под воздействием неоднородного поля магнита, образования первоначальной воздушной полости из микропузырьков газа. Детально рассмотрены моменты разрыва МЖ и прорыва пузырька в газовую полость внутри жидкости, а также отрыва газового пузырька при придавливании воздушной полости ко дну канала. Для серии образцов магнитной жидкости проведен эксперимент по прессингу воздушной полости, в результате которого отделялись газовые пузырьки. Осуществлялась регистрация электромагнитных и акустических возмущений, возникающих при всплытии немагнитного пузырька в МЖ. По известным выражениям на основе этих данных определены размеры пузырьков, построено распределение пузырьков по размерам. Полученные данные сравниваются с результатами видеофиксации. Сделаны выводы о влиянии физических параметров магнитной жидкости и конфигурации магнитного поля на диаметр получаемых пузырьков. Ключевые слова: магнитная жидкость, взаимодействие полей, многофазные системы, акустомагнитная индикация, неоднородное магнитное поле.