Войнова Я.А., Овсиюк Е.М. «О проявлении космологической кривизны пространства в модели нейтрального фермиона с тремя массовыми параметрами» Проблемы физики, математики и техники, № 1, с. 18-28 (2020)

Исследуется обобщенная модель фермиона со спином 1/2, который характеризуется тремя физическими массовыми параметрами M_i. Дополнительное взаимодействие определяется тензором внешнего электромагнитного поля и скалярной кривизной пространства-времени, оно связывает три биспинора в единую систему уравнений. Модель остается применимой и для нейтральных майорановских фермионов, при этом объединение трех биспиноров в единую систему обеспечивается ненулевой скалярной кривизной. Исследуется модельная ситуация, когда можно считать, что локально допустимо использование декартовых координат, а внешний геометрический фон можно эффективно учесть постоянным скаляром Риччи R. Для простоты ограничиваемся одномерным случаем (t,x). Используя диагонализацию матрицы смешивания в сложной системе уравнений, приводим задачу к трем раздельным уравнениям дираковского типа с новыми эффективными массами M_i, значения которых определяются численно в зависимости от внутренних параметров модели и от величины кривизны пространства-времени. Приведен также численный анализ необходимых диагонализирующих преобразований S и S^–1. Решения трех раздельных уравнений майорановского типа строятся в базисе импульс-спиральность. Используя выражение для матриц преобразования S и S^–1, эти решения раскладываются в линейные комбинации по решениям с физическими массами и наоборот.

Долгих Г.И., Будрин С.С., Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Пивоваров А.А., Плотников А.А., Самченко А.Н., Чупин В.А., Швец В.А., Швырёв А.Н., Яковенко С.В., Ярощук И.О. «Томография морской земной коры на основе применения береговых лазерных деформографов и гидроакустических излучателей» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 6, с. 766-771 (2020)

Описаны особенности томографии морской земной коры на основе применения береговых лазерных деформографов и широкополосных низкочастотных гидроакустических излучателей. Такой подход полезен при изучении структуры и состава морской земной коры шельфовых областей, в том числе покрытых льдом без его разрушения. В ходе многочисленных экспериментальных исследований установлено, что при глубинах моря, равных или меньше половине длины гидроакустической волны, генерируемой низкочастотными гидроакустическими излучателями, гидроакустическая энергия в основном трансформируется в поверхностные волны рэлеевского типа, которые “просвечивают” дно на трассе “гидроакустический источник–берег”.

Аристова Е.Н., Овчаров Г.И. «Эрмитова характеристическая схема для неоднородного линейного уравнения переноса» Математическое моделирование, 32, № 3, с. 3-18 (2020)

Построена интерполяционно-характеристическая схема для численного решения неоднородного уравнения переноса. Схема основана на интерполяции Эрмита для восстановления значения в точке пересечения выпущенной назад характеристики с гранями ячейки. Интерполяция Эрмита для восстановления значений функции использует не только узловые значения искомой функции, но и ее производной. В отличие от предыдущих работ, также основанных на эрмитовой интерполяции, для передачи на следующий слой информации о производных не используется дифференциальное продолжение уравнения переноса, а используется связь между интегральными средними, узловыми значениями и производными по формуле Эйлера–Маклорена. Показана сходимость разностной схемы с третьим порядком для гладких решений. На численных примерах решений с понижающейся гладкостью рассмотрены диссипативные и дисперсионные свойства схемы.

Антипов М.В., Юртов И.В., Утенков А.А., Федосеев А.В., Огородников В.А., Михайлов А.Л. «Особенности работы пьезоэлектрических датчиков при линейном нарастании давления» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 4, с. 617-623 (2020)

Электрическая реакция и процессы, происходящие в пьезоэлементах, подвергающихся воздействию импульсного давления, обычно описываются для двух крайних случаев: когда время изменения давления гораздо больше времени пробега звуковой волны через пьезоэлемент, при этом давление во всем пьезоэлементе можно считать одинаковым, - режим тонкого датчика, и при нагружении ударной волной прямоугольной формы, когда фронт ударной волны разделяет пьезоэлемент на сжатую и несжатую зоны, – режим толстого датчика. В первом случае напряжение на пьезоэлементе и возникающие в нем электрические поля прямо зависят от подключаемой электрической нагрузки, а выделяемый заряд пропорционален прикладываемому давлению (в линейной области). Во втором случае генерируемый пьезоэлементом ток пропорционален давлению ударно-волнового нагружения, а поля в объеме пьезоэлемента возникают даже в случае короткого замыкания его электродов. В данной работе рассмотрен случай электрической реакции пьезоэлектриков на воздействие давления, значительно изменяющегося за время, соизмеримое со временем пробега звуковой волны по пьезоэлементу. Такая ситуация возникает, например, когда на пьезодатчик налетает высокоскоростной поток частиц, образующийся при выходе ударной волны на свободную поверхность металлической пластины (пыление) [e20049-1,e20049-2,e20049-3,e20049-4]. Расчеты, проведенные в рамках разработанной математической модели, показали, что при нарастающем давлении на пьезоэлемент в его объеме возникают неоднородные по толщине пьезоэлемента электрические поля, величины которых зависят от скорости нарастания давления, а выделяемый электрический заряд пропорционален среднему давлению в пьезоэлементе. При определенных условиях эти поля могут достигать значений, приводящих к возникновению пробойных явлений в пьезоэлементе и к искажению генерируемых сигналов. Приведены экспериментально наблюдавшиеся случаи проявления пробойных эффектов при воздействии на пьезоэлементы быстро нараставших давлений. DOI: 10.31857/S0044451020040045

Стояновская О.П., Окладников Ф.А., Воробьев Э.И., Павлюченков Я.Н., Акимкин В.В. «Расчет динамики газопылевых околозвездных дисков: выход за пределы режима Эпштейна» Астрономический журнал, 97, № 2, с. 91-110 (2020)

В околозвездных дисках размер пылевых частиц варьируется от долей микрона до нескольких сантиметров, планетезимали имеют размер сотни километров. Поэтому в дисках реализуются различные режимы трения твердых тел о газ в зависимости от их размеров и скоростей: Эпштейна, Стокса и Ньютона, а также переходные между ними. Это означает, что для расчета динамики газопылевых дисков требуется использование коэффициента трения, применимого в широком диапазоне размеров и скоростей тел. Кроме того, необходимость одинаковым образом рассчитывать динамику тел разного размера налагает высокие требования на численный метод решения такой задачи. Так, в режимах Эпштейна и Стокса сила трения линейно зависит от относительной скорости между газом и телами, а в переходных режимах и режиме Ньютона – нелинейно. С другой стороны, для мелких тел, движущихся в режиме Эпштейна, время установления относительной скорости между газом и телами может быть много меньше динамического времени задачи – времени оборота диска вокруг центрального тела. Кроме того, в отдельных областях диска пыль может концентрироваться, поэтому необходимо учитывать взаимный обмен импульсом между пылью и газом. В работе показано, что для системы уравнений движения газа и монодисперсной пыли полунеявная схема первого порядка аппроксимации по времени, в которой межфазное взаимодействие рассчитывается неявно, а другие силы, такие как градиент давления, гравитация – явно, применима для жестких задач с интенсивным межфазным взаимодействием и для расчета трения в нелинейном режиме. Показано, что распространенный в астрофизических расчетах кусочно-заданный коэффициент трения испытывает разрыв при некоторых значениях чисел Маха и Кнудсена, которые реализуются в околозвездном диске. Приведен непрерывный коэффициент трения, который соответствует экспериментальным зависимостям, полученным для разных режимов трения. DOI: 10.31857/S0004629920010077

Ордин А.В., Рипецкий А.В. «Расчет ресурса обшивки самолетной конструкции по условиям акустической прочности с использованием САПР» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 9, с. 246-220 (2012)

Даны материалы по расчету эксплуатационного ресурса обшивки панелей скоростного самолета с использованием разработанного авторами статьи программного комплекса автоматизированного расчета. Рекомендованы способы продления эксплуатационного ресурса обшивки панелей летательного аппарата.

Ордин А.В., Рипецкий А.В. «Автоматизированная система акустического расчета тонкостенных пластин летательного аппарата» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 9, с. 206-214 (2012)

Разработан автоматизированный программный комплекс расчета тонкостенных панелей летательного аппарата, позволяющий определять уровень напряжений в тонкостенных панелях летательного аппарата на этапе концептуального проектирования, уровня акустического поля во время эксплуатации летательного аппарата и создания акустических карт летательного аппарата.

Родин А.Е., Орешко В.В., Потапов В.А., Пширков М.С., Сажин М.В. «Принципы космической навигации по пульсарам» Астрономический журнал, 97, № 6, с. 476-504 (2020)

Рассмотрены принципы космической навигации по пульсарам, наблюдаемым в радиодиапазоне. Изложены требования к приемной аппаратуре, приведен список рекомендуемых пульсаров, изложен алгоритм определения местоположения космического аппарата в барицентрической системе координат и вычисления поправок к бортовой шкале времени. DOI: 10.31857/S0004629920070051

Орлов А.В., Гумиров М.А., Орлов В.Л., Зеленский В.И. «Спектральная плотность энергии фононов в металлах с кубической решеткой» Известия вузов. Физика, 63, № 3, с. 102-106 (2020)

Приведено выражение для спектральной плотности энергии акустических фононов. Введены основные свойства ангармонических фононов, и записано выражение для их спектральной плотности энергии.

Орлов А.В., Гумиров М.А., Орлов В.Л., Зеленский В.И. «Спектральная плотность энергии фононов в металлах с кубической решеткой» Известия вузов. Физика, 63, № 3, с. 102-106 (2020)

Приведено выражение для спектральной плотности энергии акустических фононов. Введены основные свойства ангармонических фононов, и записано выражение для их спектральной плотности энергии.

Командин Г.А., Ноздрин В.С., Орлов Г.А., Серегин Д.С., Курлов В.Н., Воротилов К.А., Сигов А.С. «Терагерцовая и инфракрасная спектроскопия тонких плотных и пористых пленок органосиликатного стекла» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 490, № 1, с. 33-38 (2020)

Выполнены широкодиапазонные измерения в ТГц–ИК (5–5000 см^–1) диапазоне тонких пленок органосиликатных стекол SiC_xO_yH_z, как плотных, так и пористых, нанесенных на диэлектрические сапфировые подложки и проводящие слои из платины и алюминия. Показано, что данный метод может быть использован не только для анализа эволюции полос поглощения в аморфных диэлектрических пленках, но и для оценки статической проводимости в рамках друдевской модели проводящих слоев и определения электродинамических характеристик органосиликатных пленок с низкими величинами диэлектрической проницаемости. Оригинальность предложенного подхода заключается в комплексном анализе широкополосных экспериментальных данных с целью определения не только параметров индивидуальных полос решеточных и молекулярных колебаний, но и интегральных электродинамических характеристик полученных образцов.

Холшевников К.В., Батмунх Н., Оськина К.И., Титов В.Б. «Норма смещения положения небесного тела в одной задаче динамической астрономии» Астрономический журнал, 97, № 4, с. 348-352 (2020)

Широко применяющийся в небесной механике метод осреднения вводит среднюю орбиту, слабо отклоняющуюся от оскулирующей при условии малости возмущающих сил. Разность δr положений небесного тела на средней и оскулирующей орбите является квази-периодической функцией времени. Представляет интерес оценка нормы уклонения ||δr||. Ранее мы получили точное выражение среднеквадратической нормы для одной задачи небесной механики: точка нулевой массы движется под действием притяжения к центральному телу и малого возмущающего ускорения ~#F; вектор ~#F постоянен в сопутствующей системе отсчета с осями, направленными по радиусу-вектору, трансверсали и вектору площадей. Здесь мы решили аналогичную задачу, предполагая вектор ~#F постоянным в системе отсчета с осями, направленными по касательной, главной нормали и вектору площадей. Оказалось, что ||δr||² пропорциональна a⁶, где a – большая полуось. Величина ||δr||²a^–6 является взвешенной суммой квадратов компонент ~#F. Коэффициенты квадратичной формы зависят лишь от эксцентриситета и представлены рядом Маклорена по четным степеням e, сходящимся, по крайней мере, при e<1. Вычислены коэффициенты рядов до e⁴ включительно, так что поправочные члены имеют порядок e⁶. DOI: 10.31857/S0004629920040039

Хохлова В.А., Росницкий П.Б., Цысарь С.А., Буравков С.В., Сапожников О.А., Карзова М.М., Хохлова Т.Д., Максвелл А.Д., Гайфуллин Н.М., Кадрев А.В., Охоботов Д.А., Камалов А.А., Шейд Д.Р. «Новый метод неинвазивного механического разрушения опухолей простаты с помощью импульсного фокусированного ультразвука» Урология, № 6, с. 67-73 (2019)

Цель исследования: показать принципиальную возможность неинвазивного механического разрушения тканей простаты человека методом гистотрипсии с кипением с помощью высокомощного импульсного фокусированного ультразвука. Материалы и методы. Сконструирована ультразвуковая установка для получения локализованных механических разрушений в образцах биологической ткани ex vivo под УЗ-контролем. Проведена серия экспериментов по созданию однофокусных малых (с объемом не более 2 мм³ ) разрушений и одного крупного (более 50 мм³ ) в образцах ткани простаты ex vivo. Часть образцов (n=2) после облучения была разрезана для визуализации разрушений, другие образцы подвергнуты гистологическому исследованию. Результаты. При облучении образцов мощными импульсами фокусированного ультразвука под УЗ-контролем в B-режиме в таргетной зоне появлялся участок повышенной эхогенности вследствие генерации парогазовых пузырьков. После воздействия определялись мелкие и крупные участки разрушений в виде полостей, заполненных жидкой суспензией разрушенной ткани. Гистологический анализ подтвердил деструкцию ткани простаты на субклеточные фрагменты в области фокуса. Заключение. Проведенные пилотные эксперименты показали принципиальную возможность использования метода гистотрипсии с кипением в качестве неинвазивного способа лечения заболеваний простаты.