Разумовский М.В., Родин А.В. «Моделирование атмосфер гравитационно-захваченных супер-земель, вращающихся вокруг маломассивных родительских звезд, с использованием негидростатической модели общей циркуляции» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 427-434 (2020)

Представлены результаты численного моделирования общей циркуляции атмосферы гипотетической супер-Земли в рамках модели, основанной на решении полной системы уравнений гидродинамики. Модель MIPT/PGI GCM, используемая для расчетов, ранее уже была с успехом использована для описания общей циркуляции атмосферы Венеры. Модель характеризуется высоким разрешением и отсутствием линейной схемной вязкости. Атмосферный газ рассматривается как смесь газов в некоторой постоянной пропорции, а влиянием аэрозольной составляющей на уравнение состояния можно пренебречь. Для описания процессов, связанных с переносом тепла, используется релаксационное приближение. В результате моделирования обнаружено, что западная зональная суперротация, которая может проявляться в виде экваториального и двух среднеширотных джетов, является основным механизмом циркуляции в атмосфере. Положение и интенсивность среднеширотных джетов в существенной мере определяются молярной массой атмосферы и контрастом температур “экватор–полюс”. В работе продемонстрированы закономерности, отражающие эти изменения. Также в случае гравитационно-захваченной супер-Земли было обнаружено устойчивое струйное экваториальное течение, возмущенное волной Кельвина. Найдено, что интенсивность возмущений возрастает с уменьшением молярной массы атмосферы. Моделирование производилось в рамках простой модели парникового эффекта.

Навеен П.Т., Симхадри Р.Р., Ранджит С.К. «Совместное влияние температуры капли и смачиваемости поверхности на динамику столкновения отдельной капли» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 65-78 (2020)

Экспериментально исследовано влияние температуры жидкой капли на термо- и гидродинамику отдельной капли, падающей на поверхность, имеющую различную гидрофобность. Как правило, варьирование температуры жидкости приводит к изменению таких ее свойств, как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и энтальпия, и в результате динамика капли испытывает видоизменения. Используя высокоскоростные средства воспроизведения изображений, картины морфологии и расширения капли исследуются в случае столкновения капли воды с гидрофильной, гидрофобной и супергидрофобной поверхностями. Деформация капли отслеживалась качественно и количественно для капель, температура которых находилась в диапазоне от 5 до 85°C, а число Вебера было между 14.5 и 160. В результате наблюдений найдено, что с ростом температуры жидкости коэффициент удлинения возрастает из-за совместного эффекта уменьшения плотности, поверхностного натяжения, вязкости и краевого угла смачивания твердой поверхности. Отмечено, что разница в удлинении капель при крайних значениях температуры в исследованном диапазоне температур для гидрофильной, гидрофобной и супергидрофобной поверхностей составляла 62.7, 27.76 и 20.52%, соответственно. При низкой температуре сила поверхностного натяжения преобладает, состояние Касси–Бакстера доминирует на текстурированной супергидрофобной поверхности, и капли отскакивают. Напротив, при повышенных температурах граница раздела между жидкостью и твердой средой разрывается, и жидкость проникает в каверны на поверхности, что имеет следствием состояние Венцеля. Более того, найдено, что та капля, которая испытывает многочисленные отскоки в низкотемпературном режиме, налипает на супергидрофобную подложку при высокой температуре капли независимо от числа Вебера.

Иванов В.П., Ипатов А.В., Рахимов И.А., Андреева Т.С. «Радиоизлучение комбинированного остатка сверхновой 3C396 (G39.2-0.3)» Астрономический журнал, 97, № 8, с. 619-630 (2020)

Представлены измерения плотностей потоков комбинированного (композитного) остатка сверхновой (ОСН) 3С396 (G39.2-0.3) на частотах 4840 и 8450 МГц, выполненные на радиотелескопе РТ-32 обсерватории Светлое ИПА РАН в 2017–2018 гг. Полученные данные содержат признаки переменности источника. Для определения плотностей потоков 3С396 на временном интервале 1962–2008 гг. использовались опубликованные данные, позволяющие сравнить интенсивности 3С396 и стандартных источников. Все данные приведены в единую систему на основе точной шкалы потоков “искусственная луна” (ИЛ). Получен уточненный спектр ОСН 3С396, который аппроксимируется как сумма двух степенных компонентов со спектральными индексами α₁=0.5 и α₂=0.157. Предполагается, что компоненты спектра обусловлены излучением оболочки и плериона соответственно. Сделана оценка вклада плериона в полный поток радиоизлучения ОСН: на волне λ=21 см он близок к 30%. Ранее оценка этого вклада была основана на данных в рентгеновском диапазоне и не превышала 4%. Несоответствие устраняется при наличии в спектре плериона излома, подобно спектрам 3С58 и G21.5-0.9. Совокупность данных, полученных при измерениях на РТ-32 и на основе опубликованных работ, содержит признаки изменений плотностей потоков радиоизлучения источника на разных шкалах времени, от коротких временных интервалов (t_min<0.5 года) и более. Обсуждаются локализация и возможные причины переменности.

Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Мелкомасштабные флуктуации плазмы солнечного ветра в быстрых и медленных потоках» Космические исследования, 57, № 6, с. 451-460 (2019)

Проведено сравнение характеристик мелкомасштабных флуктуаций потока ионов по измерениям на космическом аппарате СПЕКТР-Р в медленных и быстрых потоках солнечного ветра. Отдельно рассматриваются быстрые квазистационарные течения и быстрые возмущенные потоки, связанные с транзиентными явлениями в солнечной короне. Использование данных прибора БМСВ с высоким временным разрешением позволяет провести анализ плазменных флуктуаций в широком диапазоне масштабов, в том числе на малых масштабах, где значительный вклад могут вносить кинетические эффекты. В работе показано, что характер мелкомасштабных флуктуаций может существенно отличаться в быстрых потоках с одинаковой средней скоростью, но имеющих различную природу.

Рахманова Л.С., Рязанцева М.О., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Влияние характеристик турбулентности плазмы солнечного ветра на свойства турбулентного каскада в магнитослое» Космические исследования, 57, № 6, с. 461-468 (2019)

Космическая плазма является естественной лабораторией для изучения турбулентности в широком диапазоне масштабов. Быстрые измерения потока ионов прибором БМСВ на спутнике Спектр-Р дают возможность исследовать характеристики турбулентности плазмы солнечного ветра и магнитослоя на ионных и субионных масштабах. В данной работе анализируется, каким образом характеристики турбулентного каскада на указанных масштабах в магнитослое зависят от характеристик турбулентности плазмы солнечного ветра перед околоземной ударной волной. Анализируются несколько пересечений спутником Спектр-Р околоземной ударной волны. Проводится сравнение форм спектров флуктуаций потока ионов и показателей степенных функций, которыми описываются спектры на кинетических и магнитогидродинамических масштабах перед и за околоземной ударной волной. Показано, что непосредственно за околоземной ударной волной на магнитогидродинамических масштабах происходит отклонение спектров от вида, предсказываемого теориями развитой турбулентности и наблюдающегося в солнечном ветре. Такая особенность спектров свидетельствует о перераспределение энергии в турбулентном каскаде непосредственно за околоземной ударной волной. На кинетических масштабах за фронтом околоземной ударной волны, как правило, наблюдаются более крутые спектры, чем в солнечном ветре, однако их наклон определяется свойствами турбулентного каскада в набегающем потоке. Показано, что наиболее сильное различие между характеристиками турбулентности перед и за околоземной ударной волной наблюдается в периоды течения солнечного ветра, ассоциированные с областями сжатия перед межпланетными проявлениями корональных выбросов массы.

Петрукович А.А., Малова Х.В., Попов В.Ю., Маевский Е.В., Измоденов В.В., Катушкина О.А., Виноградов А.А., Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Подладчикова Т.В., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Современный взгляд на солнечный ветер от микро- до макромасштабов» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 859-870 (2020)

Солнечный ветер – поток плазмы, истекающий из солнечной короны, интересен и как переносчик солнечной активности, и как пример бесстолкновительной плазмы. Приведены основные результаты российских исследований последних лет. Оригинальная МГД-модель позволила интерпретировать раздвоение гелиосферного токового слоя в годы максимума активности как обусловленное квадрупольной компонентой гелиомагнитного поля. На масштабах порядка миллионов километров солнечный ветер состоит из солнечных транзиентных образований. В этой части решена одна из фундаментальных проблем, обеспечивающих геомагнитный прогноз, – показано, что можно предполагать стабильность межпланетного магнитного поля на временах около трёх часов. На малых масштабах (сотни–тысячи километров) формируются локальные структуры, которые могут быть рассмотрены и индивидуально, и статистически, в рамках турбулентного каскада.

Богачёв С.А., Ульянов А.С., Кириченко А.С., Лобода И.П., Рева А.А. «Микровспышки и нановспышки в короне Солнца» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 838-858 (2020)

Благодаря повышению пространственного и временного разрешения наблюдений солнечной атмосферы, обусловленному главным образом прогрессом космических исследований, сейчас достигнуто понимание, что активность Солнца связана не только с крупными центрами, но и со структурами существенно меньших масштабов. Каждое новое достижение в технике эксперимента за последние 60 лет приводило к обнаружению всё более многочисленных мелких солнечных структур: рентгеновских активных областей в 1960-е годы, горячих рентгеновских точек в 1970-е, солнечных микровспышек в 1980-е и, наконец, с конца XX в. – солнечных нановспышек. Открытие каждого из таких явлений нового типа приводит к увеличению наших оценок полного энерговыделения в короне. В то же время суммарного энерговыделения, доступного из наблюдений, всё ещё недостаточно, чтобы обеспечить баланс между нагревом короны и её быстрым радиационным охлаждением. До сих пор не удаётся разрешить структуру и механизм наиболее мелкомасштабных явлений, нановспышек, что вызывает вопрос о том, корректно ли их классифицировать как вспышки. Представлены основные результаты, полученные к настоящему моменту в области исследования мелкомасштабной солнечной активности, главным образом микро- и нановспышек. Обсуждаются вопросы, которые надо решить, чтобы двигаться дальше.

Резниченко А.И., Колосков А.В., Ямпольский Ю.М. «Мониторинг регулярных и спорадических ионосферных вариаций на односкачковых ВЧ радиолиниях» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 23, № 4, с. 266-279 (2018)

Предмет и цель работы: Диагностика регулярных и спорадических ионосферных вариаций с использованием систематического когерентного мониторинга спектральных характеристик пробных ВЧ сигналов на наклонных односкачковых радиолиниях. Методы и методология: Регистрация сигналов станции Службы точного времени и частоты проводилась на частоте 9.996 МГц в течение полного 2013 года в двух приемных пунктах – в Низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины (с. Мартовое, Харьковской области) и в г. Тромсе (Норвегия). Регистрировались энергетические спектры, по которым оценивались вариации интенсивности и доплеровского смещения частоты (ДСЧ) пробного излучения. Временные ряды информационных характеристик сигналов сопоставлялись с независимыми оценками критических частот ионосферного слоя F2, а также с индексами солнечной и магнитной активности. Установлена их корреляционная связь. Результаты: Проведены систематические когерентные измерения вариаций спектральных характеристик пробных ВЧ сигналов на двух односкачковых радиолиниях (высоко- и среднеширотной). В течение полного годового цикла наблюдений исследованы регулярные (фоновые) вариации суточных зависимостей интенсивностей и ДСЧ пробных сигналов, вызванные изменением условий освещенности контрольных радиотрасс. Установлена эмпирическая зависимость времен характерных изменений ДСЧ и моментов “радиовосхода” и “радиозахода” с прохождением солнечного терминатора на различных высотах среднеширотной и приполярной ионосферы. Для высокоширотной радиотрассы летом определяющую роль играют условия полярного дня и рост поглощения в полуденное и послеполуденное время. Введен индекс, характеризующий время распространения сигналов на частоте ниже максимально применимой (продолжительность “радиодня”). Для возмущенных ионосферных условий обнаружены 27-дневные вариации продолжительности “радиодня” и поведения критических частот ионосферного слоя F2. Периодичность этих вариаций и их синхронизм с индексом солнечной активности F10.7 могут быть объяснены многократным воздействием на ионосферу долгоживущей активной области в хромосфере при вращении Солнца вокруг своей оси. Возможность использования данных ВЧ мониторинга для диагностики спорадических ионосферных возмущений продемонстрирована на примере анализа данных, полученных во время мощной рентгеновской вспышки на Солнце и последовавшей за ней магнитной бури. Заключение: Разработанные методики анализа данных зондирования ионосферы ВЧ сигналами неспециального типа могут быть применены для диагностики и идентификации ионосферных возмущений.

Ульянов О.М., Резниченко А.М., Захаренко В.В., Антюфеев А.В., Королев А.М., Патока А.Н., Присяжный В.И., Поихало А.В., Войтюк В.В., Мамарев В.Н., Ожинский В.В., Власенко В.П., Чмиль В.М., Лебедь В.И., Паламар М.И., Чайковский А.В., Пастернак Ю.В., Стрембицкий М.А., Натаров М.П., Стешенко С.А., Гламаздин В.В., Шубный А.И., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Коноваленко А.А., Литвиненко Л.Н., Яцкив Я.С. «Создание радиотелескопа РТ-32 на базе антенной системы MARK-4B. 1. Проект модернизации и первые результаты» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 2, с. 87-116 (2019)

Предмет и цель работы: Создание радиотелескопа на основе антенной системы МАRК-4В, которая была разработана для телекоммуникационных приложений, определение возможностей использования лучеводной антенной системы в широкополосном многодиапазонном режиме работы и оценка характеристик антенны с помощью радиоастрономических измерений. Методы и методология: Комплексный анализ всех систем МАRК-4В дает возможность выделить блоки и узлы, которые подлежат замене или модернизации. Анализ конструкции рефлектора и субрефлектора, лучевода, гофрированного рупора и волноводной системы позволяет определить возможные частотные диапазоны работы создаваемого радиотелескопа. Установка широкополосного приемника с предусмотренной возможностью калибровки по охлаждаемой и неохлаждаемой нагрузке позволяет определить температуру антенной системы. Наведение антенны на калибровочные источники и запись сканов за счет вращения Земли исключает систематические ошибки или погрешности системы наведения. Таким образом определяется ширина диаграммы направленности и эффективная площадь радиотелескопа. Результаты: Произведен анализ конструкции антенны и определены первоочередные этапы реконструкции антенной системы МАRК-4В. Демонтированы узкополосные передатчик и приемник диапазона С и установлен широкополосный приемник (диапазон 4.6–5.1 ГГц ) с детектором и возможностью изменения времени интегрирования сигнала. По результатам наблюдений сделаны первоначальные оценки температуры шумов системы, которые позволяют надеяться на то, что радиотелескоп РТ-32 (г. Золочев, Львовская обл., Украина) совместно с охлаждаемым приемником будет обладать низкими собственными шумами. Рассчитана и установлена новая система наведения антенны, с помощью которой в С диапазоне проведены астрономические тесты ширины диаграммы направленности (≈7.2') и уровня ее боковых лепестков (–12.5 дБ), эффективной площади (≈680 м²) и коэффициента использования поверхности (≈0.84). Заключение: Выполненные измерения и расчеты показывают, что на базе антенной системы МАRК-4В возможно создать высокоэффективный радиоастрономический инструмент. Разработанные на данный момент системы приема и наведения для радиотелескопа РТ-32 свидетельствуют о высоком потенциале украинской науки. Дальнейшая кооперация научных исследований и высоких технологий приведет к созданию эффективного украинского радиотелескопа сантиметрового диапазона.

Антюфеев А.В., Королев А.М., Патока А.Н., Шульга В.М., Ульянов О.М., Резниченко А.М., Захаренко В.В., Присяжный В.И., Поихало А.В., Войтюк В.В., Мамарев В.Н., Ожинский В.В., Власенко В.П., Чмиль В.М., Лебедь В.И., Паламар М.И., Чайковский А.В., Пастернак Ю.В., Стрембицкий М.А., Натаров М.П., Стешенко С.А., Гламаздин В.В., Шубный А.И., Кириленко А.А., Кулик Д.Ю., Пилипенко А.М. «Создание радиотелескопа РТ-32 на базе антенной системы MARK-4B. 2. Оценка возможности проведения спектральных наблюдений радиоастрономических объектов» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 3, с. 163-183 (2019)

Предмет и цель работы: Исследуются технические возможности антенной системы МАRК-4В для ее дальнейшего использования в качестве 32 метрового радиотелескопа (РТ-32) и последующего проведения одновременных спектральных радиоастрономических наблюдений в C и K диапазонах. Методы и методология: В исследованиях используются результаты наших собственных измерений, проведенных на антенной системе МАRK-4В, экспертные оценки, открытые источники информации, техническая документация антенной системы МАRK-4В, методы радиоастрономии, методы компьютерного моделирования и сравнительный анализ основных параметров данной антенны с аналогичными параметрами действующих радиотелескопов мирового уровня. Комбинирование разных подходов позволяет определить требования к приемной системе, к параметрам спектроанализатора, методикам калибровки и оптимизировать процедуры модернизации антенной системы МАRK-4В. Результаты: Определены основные параметры радиотелескопа, необходимые для проведения спектральных наблюдений в C и K диапазонах. Уточнены возможности системы наведения. Для рабочего диапазона частот антенной системы МАRK-4В рассмотрены основные доступные для исследований спектральные линии различных молекул. Приведен перечень переходов, излучающих наиболее интенсивные спектральные линии. Сформулированы радиоастрономические задачи, которые возможно решать с использованием МАRK-4В в режиме спектральных наблюдений в C и K диапазонах. Оценены необходимые параметры спектроанализатора и значения собственной температуры шумов приемника и всей системы приема в целом. Описаны методики калибровки регистрируемого сигнала, которые будут использованы для проведения спектральных наблюдений. Заключение: Исследования, представленные в этой статье, показывают, что для проведения спектральных наблюдений на базе лучеводной антенной системы МАRK-4В возможно создать радиотелескоп РТ-32 с качественными техническими характеристиками, соответствующими лучшим мировым аналогам. Модернизация лучеводной антенной системы МАRK-4В позволит на первом этапе создать в Украине двухдиапазонный радиотелескоп, на котором возможно будет проводить одновременные спектральные и/или континуальные наблюдения в C и K диапазонах. В последующем количество одновременно работающих диапазонов может быть увеличено.

Луговая М.А., Швецова Н.А., Резниченко А.Н., Наседкин А.В., Рыбянец А.Н. «Общие соотношения между упругой дисперсией и затуханием в диссипативных средах» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 9, с. 1279-1281 (2020)

Экспериментально исследованы частотные зависимости комплексных модулей упругости керамоматричных пьезокомпозитов керамика/кристалл с высокими упругими потерями и дисперсией. Экспериментальные результаты сопоставлены с теоретическими зависимостями, полученными с использованием общих соотношений Крамерса–Кронига.

Сергеев В.А., Резчиков С.Е. «Адаптивные алгоритмы измерения параметров низкочастотного шума полупроводниковых приборов» Журнал радиоэлектроники, № 11, с. 16 (2019)

Рассмотрены условия измерения спектральной плотности мощности (СПМ) низкочастотного (НЧ) шума со спектром вида G(f)=A/f^γ полупроводниковых приборов (ППП) методом непосредственной оценки и показано, что оптимальная полоса интегрирующего фильтра, при которой суммарная погрешность измерения СПМ минимальна, является функцией показателя γ формы спектра, значение которого априори неизвестно. В случае, когда в заданном диапазоне частот тепловой и дробовой составляющих шума ППП можно пренебречь по сравнению с уровнем НЧ-шума, а показатель γ – считать неизменным, для нахождения значения γ достаточно измерить СПМ на двух частотах. Анализируются возможности снижения погрешности измерения СПМ на заданной частоте и определения γ в заданном диапазоне частот путем применения адаптивных алгоритмов при заданном времени измерения. Приведены оценки выигрыша в точности измерения указанных параметров с использованием алгоритма, включающего этап предварительной оценки значения γ установление по полученной оценке значения γ оптимальной полосы фильтра, измерение СПМ на заданной частоте и последующее уточнение значения γ. Обсуждается организация измерения шумовых параметров ППП в условиях массового производства с целью снижения погрешности измерения с адаптивной или когнитивной подстройкой параметров измерительной системы по результатам оценки выборочных средних на обучающей выборке.

Лысенко А.Л., Фредерикс Д.Д., Флейшман Г.Д., Аптекарь Р.Л., Алтынцев А.Т., Голенецкий С.В., Свинкин Д.С., Уланов М.В., Цветкова А.Е., Ридная А.В. «Рентгеновское и гамма-излучение солнечных вспышек» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 878-894 (2020)

Приводится краткий обзор современного состояния и актуальных проблем физики солнечных вспышек, которые можно прояснить методами рентгеновской и гамма-астрономии. Подробно рассмотрены несколько вопросов, среди которых – условия и механизмы ускорения электронов во вспышке, распределение вспышечной энергии между тепловым и нетепловым компонентами, гамма-излучение вспышек и его динамика, пространственная структура источников в рентгеновском диапазоне и гамма-диапазоне. В данном контексте обсуждаются последние результаты российско-американского эксперимента Konus-Wind, отметившего в 2019 г. 25-летие непрерывной работы в космосе.

Борисова Т.Д., Благовещенская Н.Ф., Калишин А.С., Хагстром И., Риетвельд М.Т. «Возбуждение ленгмюровской и ионно-акустической турбулентности в высокоширотной ионосфере мощной радиоволной одновременно ниже и выше максимума слоя F₂» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 62, № 12, с. 891-905 (2019)

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей генерации и характеристик ленгмюровской и ионно-акустической турбулентности в области F высокоширотной ионосферы, возбуждаемой мощными короткими радиоволнами с обыкновенной поляризацией, излучаемыми нагревным комплексом EISCAT/Heating (г. Тромсё, Норвегия) в направлении магнитного поля Земли. Эксперимент проводился на частотах нагрева f_H, близких к четвертой гармонике гирочастоты электронов 4f_ce и критической частоте слоя F₂, f_oF2, f_H<f_oF2<f_H+f_ce/2, где f_ce – гирочастота электронов. По данным радара некогерентного рассеяния радиоволн EISCAT (рабочая частота 930 МГц) выполнен совместный анализ спектров ионных и плазменных линий одновременно ниже и выше высоты максимума F₂-слоя. Впервые обнаружены инициированные нагревом усиление ионных линий и возбуждение плазменных линий на частоте, смещенной от частоты нагрева в сторону увеличения на 0,35–0,45 МГц, одновременно на высоте отражения волны накачки и на высоте выше высоты максимума слоя F₂ высокоширотной ионосферы. Обсуждаются механизмы распространения волны накачки на высоты выше максимума слоя F₂, а также возможный механизм возбуждения усиленных нагревом ионных линий и инициированных нагревом плазменных линий на высоте выше максимума слоя F₂.

Мокеев А.С., Рогачев В.Г., Кудряшов Е.А., Ямщиков В.М., Дерюгин Ю.Н. «Моделирование движения сферической детонационной волны из точки начального воспламенения газа» Вопросы атомной науки и техники. Серия: Теоретическая и прикладная физика, № 3, с. 3-11 (2019)

Рассмотрен важный случай распространения расходящейся сферической детонационной волны. Приведено подробное изложение вопросов, связанных со сведением системы уравнений газовой динамики в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка и их последующим численным интегрированием с высокой точностью. Проведено численное интегрирование указанных уравнений и получено решение с относительной точностью ∼10^–6. Получено более точное, по сравнению с другими источниками, значение безразмерной координаты в точке слабого разрыва ξ_с.р=1,820148. Проведено сравнение результатов численного моделирования распространения плоской и сферической детонационной волны в пакете программ DIADA с соответствующими точными решениями. Показано хорошее согласие результатов численного решения с точным.

Брагин М.Д., Рогов Б.В. «Высокоточные бикомпактные схемы для сквозного счета детонационных волн» Журнал вычислительной математики и математической физики, 59, № 8, с. 1381-1391 (2019)

Для жесткой системы двумерных газодинамических уравнений Эйлера с химическими источниками предлагается неявная схема расщепления по физическим процессам. Впервые конвекция рассчитывается по бикомпактной схеме четвертого порядка аппроксимации по пространству и третьего порядка аппроксимации по времени. Эта высокоточная бикомпактная схема L-устойчива по времени, в ней применяются метод консервативной монотонизации и адаптация декартовой сетки к решению. Химические реакции считаются по L-устойчивой схеме Рунге–Кутты второго порядка. Разработанная схема успешно тестируется на нескольких задачах о распространении детонационных волн в двухкомпонентном идеальном газе с одной реакцией горения. Обсуждаются преимущества бикомпактных схем по сравнению с популярными схемами MUSCL и WENO5 в контексте сквозного счета детонационных волн.

Роговой А.С. «Численные исследования истечения закрученной затопленной струи» Автомобильный транспорт, № 45, с. 103-111 (2019)

Исследована возможность сохранения энергии закрученной струи. Приведено сравнение применения SST-модели турбулентности с использованием поправки на кривизну линий тока и вращение потока и без него. Проанализировано вычисление степени закрутки потока и его влияние на характеристики.

Григорьев Г.Ю., Лагутин А.С., Набиев Ш.Ш., Васильев А.А., Орлов О.И., Мухамедиева Л.Н., Синяк Ю.Е., Пахомова А.А., Родин А.В., Семенов В.М., Малашевич С.В., Зуев Б.К., Филоненко В.А., Кирсанов Д.О., Ставровский Д.Б. «Мониторинг состава воздуха и воды при длительных и межпланетных космических полетах» Космические исследования, 58, № 1, с. 16-26 (2020)

Обоснованы концепция и стратегия мониторинга химического состава атмосферы и качества оборотной воды пилотируемых космических аппаратов, которая может быть использована при осуществлении длительных и межпланетных полетов. Сформулированы основные факторы риска изменения состава атмосферы и состава оборотной воды при межпланетных космических полетах. Описан перспективный вариант аналитического комплекса для оперативного контроля качества воздуха и воды на пилотируемых космических аппаратах, учитывающий эти факторы риска. Предложено одновременное использование в этом комплексе нескольких методов газового анализа с целью обеспечить частичное перекрытие номенклатуры детектируемых веществ по особо важным (критичным) веществам. Мониторинг качества оборотной воды в комплексе осуществляется двумя приборами: для измерения содержания суммарного углерода и анализа ионного состава воды.

Разумовский М.В., Родин А.В. «Моделирование атмосфер гравитационно-захваченных супер-земель, вращающихся вокруг маломассивных родительских звезд, с использованием негидростатической модели общей циркуляции» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 46, № 6, с. 427-434 (2020)

Представлены результаты численного моделирования общей циркуляции атмосферы гипотетической супер-Земли в рамках модели, основанной на решении полной системы уравнений гидродинамики. Модель MIPT/PGI GCM, используемая для расчетов, ранее уже была с успехом использована для описания общей циркуляции атмосферы Венеры. Модель характеризуется высоким разрешением и отсутствием линейной схемной вязкости. Атмосферный газ рассматривается как смесь газов в некоторой постоянной пропорции, а влиянием аэрозольной составляющей на уравнение состояния можно пренебречь. Для описания процессов, связанных с переносом тепла, используется релаксационное приближение. В результате моделирования обнаружено, что западная зональная суперротация, которая может проявляться в виде экваториального и двух среднеширотных джетов, является основным механизмом циркуляции в атмосфере. Положение и интенсивность среднеширотных джетов в существенной мере определяются молярной массой атмосферы и контрастом температур “экватор–полюс”. В работе продемонстрированы закономерности, отражающие эти изменения. Также в случае гравитационно-захваченной супер-Земли было обнаружено устойчивое струйное экваториальное течение, возмущенное волной Кельвина. Найдено, что интенсивность возмущений возрастает с уменьшением молярной массы атмосферы. Моделирование производилось в рамках простой модели парникового эффекта.

Андреев В.Г., Грамович В.В., Красикова М.В., Корольков А.И., Выборов О.Н., Данилов Н.М., Мартынюк Т.В., Родненков О.В., Руденко О.В. «Частотно-временной анализ звуков второго тона сердца для оценки давления в легочной артерии» Акустический журнал, 66, № 5, с. 556-562 (2020)

Предложен способ неинвазивной оценки давления в легочной артерии, основанный на выделении аортальной и легочной компонент звука второго тона сердца S2 и определении времени задержки между ними. Алгоритм выделения аортальной и легочной компонент основан на преобразовании Вигнера–Вилла. Проведен анализ фонокардиограмм 96 пациентов с легочной гипертензией (ЛГ), записанных врачами ФГБУ “НМИЦ кардиологии” с помощью оригинального комплекта аппаратуры. Сигналы S₂ удалось разделить на компоненты и определить задержки между ними у 53 пациентов с ЛГ. Построена зависимость задержек между компонентами от величины давления в легочной артерии (ДЛА), измеренной методом катетеризации правых отделов сердца (КПОС). Для семи пациентов с легочной гипертензией полученные зависимости были использованы для предсказания величины ДЛА по измеренной временной задержке. Для пяти пациентов коэффициент детерминации предсказанных значений ДЛА составил 0.83, что свидетельствует о достаточно хорошей корреляции с измерениями методом КПОС.

Белецкий В.В., Родников А.В. «Устойчивость стационарных движений в модельной задаче динамики системы двойного астероида» Труды IX Международной Четаевской конференции. "Аналитическая механика, устойчивость и управление движением", посвященной 105-летию cо дня рождения Н.Г. Четаева, (Иркутск, 12–16 июня 2007 г.). Т. 5. Механика космического полета. Колебания и волны. Гибридные системы, с. 7-19 (2007)

Рассматриваются положения равновесия тела малой массы относительно прецессирующей гантели, представляющей собой два жестко связанных сферически гравитирующих тела. Такую систему можно рассматриваться как модель двойного астероида. Изучается устойчивость относительных равновесий с равными расстояниями от малой массы до притягивающих центров, которые, по аналогии с классической ограниченной задачей трех тел, названы треугольными точками либрации. Показано, что характер устойчивости таких точек либрации определяется тремя постоянными парамерами: углом нутации и угловой скоростью прецессии а также соотношением между массами тел на концах гантели. Выводятся условия устойчивости в линейном приближении, строятся области устойчивости и неустойчивости в пространстве параметров задачи

Белецкий В.В., Родников А.В. «Компланарные точки либрации в обобщенной ограниченной круговой задаче трех тел: существование, количество, устойчивость» Труды XI Международной Четаевской конференции. "Аналитическая механика, устойчивость и управление", (Казань, 14–18 июня 2017 г.). Т. 1. Секция 1. Аналитическая механика, с. 44-45 (2017)

Родькин Д.Г., Капорцева К.Б., Лукашенко А.Т., Веселовский И.С., Слемзин В.А., Шугай Ю.С. «Крупномасштабная и мелкомасштабная структура солнечного ветра, формирующаяся при взаимодействии потоков в гелиосфере» Космические исследования, 57, № 1, с. 21-31 (2019)

Рассмотрена классификация потоков солнечного ветра по магнитогидродинамическим параметрам (МГД-типы) – комбинации скорости, плотности, температуры протонов и напряженности магнитного поля, в дополнение к классическому разделению солнечного ветра на высокоскоростные потоки из корональных дыр, транзиентные потоки корональных выбросов массы и медленный солнечный ветер из пояса стримеров. Проведено сопоставление двух классификаций свойств солнечного ветра для событий в августе 2010 и мае 2011 г., когда наблюдалось взаимодействие двух корональных выбросов массы и коронального выброса массы с высокоскоростным потоком солнечного ветра из корональной дыры, соответственно. Показано, что классическое описание крупномасштабной структуры потоков ветра в масштабах часов и дней, в особенности ионного состава ветра, позволяет определить тип и источник потоков, в то время как МГД-параметры позволяют точнее описать мелкомасштабную структуру (минуты), в особенности, в случаях взаимодействия нескольких потоков в гелиосфере. Детальное исследование мелкомасштабной структуры областей взаимодействия потоков дает информацию, необходимую для развития МГД-моделей, описывающих процессы распространения и взаимодействия потоков в гелиосфере и прогнозирования их геоэффективности.

Родюшкин В.М., Мотова Е.А «Возможность использования нелинейных акустических эффектов для контроля структурных изменений металла» Вестник научно-технического развития, № 11, с. 26-32 (2019)

Показана принципиальная возможность использования акустических эффектов для разработки технологии поиска и обнаружения нарушений структуры.

Майоров А.О., Романов В.А., Романов К.В., Романов Д.В. «Численное моделирование физического механизма аномального прогрева солнечной атмосферы» Известия Саратовского государственного университета. Новая серия. Серия: Физика, 20, № 1, с. 4-15 (2020)

Bзучается феномен аномального прогрева солнечной атмосферы за счет диссипации энергии слабых ударных волн, генерируемых в верхних слоях конвективной зоны. На базе полностью консервативных разностных схем гравитационной газовой динамики методом установления рассчитаны распределения термодинамических параметров по высоте в пределах солнечной хромосферы, удовлетворительно согласующиеся с наблюдательными данными. Из-за влияния диссипативных процессов (вязкости, лучистой теплопроводности) рассчитанные распределения слабо зависят от частоты и глубины генерации волнового потока в верхних слоях конвективной зоны Солнца.

Майоров А.О., Романов В.А., Романов К.В., Романов Д.В. «Численное моделирование физического механизма аномального прогрева солнечной атмосферы» Известия Саратовского государственного университета. Новая серия. Серия: Физика, 20, № 1, с. 4-15 (2020)

Bзучается феномен аномального прогрева солнечной атмосферы за счет диссипации энергии слабых ударных волн, генерируемых в верхних слоях конвективной зоны. На базе полностью консервативных разностных схем гравитационной газовой динамики методом установления рассчитаны распределения термодинамических параметров по высоте в пределах солнечной хромосферы, удовлетворительно согласующиеся с наблюдательными данными. Из-за влияния диссипативных процессов (вязкости, лучистой теплопроводности) рассчитанные распределения слабо зависят от частоты и глубины генерации волнового потока в верхних слоях конвективной зоны Солнца.

Майоров А.О., Романов В.А., Романов К.В., Романов Д.В. «Численное моделирование физического механизма аномального прогрева солнечной атмосферы» Известия Саратовского государственного университета. Новая серия. Серия: Физика, 20, № 1, с. 4-15 (2020)

Bзучается феномен аномального прогрева солнечной атмосферы за счет диссипации энергии слабых ударных волн, генерируемых в верхних слоях конвективной зоны. На базе полностью консервативных разностных схем гравитационной газовой динамики методом установления рассчитаны распределения термодинамических параметров по высоте в пределах солнечной хромосферы, удовлетворительно согласующиеся с наблюдательными данными. Из-за влияния диссипативных процессов (вязкости, лучистой теплопроводности) рассчитанные распределения слабо зависят от частоты и глубины генерации волнового потока в верхних слоях конвективной зоны Солнца.

Романовский Ю.М., Тучин В.В. «К юбилею Александра Васильевича Приезжева» Известия Саратовского государственного университета. Новая серия. Серия: Физика, 17, № 2, с. 121-126 (2017)

Представлена краткая биография и описание научной и научно-организационной деятельности в России и за рубежом заведующего лабораторией лазерной биомедицинской фотоники Международного лазерного центра Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Александра Васильевича Приезжева. Статья написана по случаю юбилея А.В. Приезжева, которому 3 апреля 2017 г. исполнилось 70 лет. Авторы статьи демонстрируют высокие достижения юбиляра, характеризующие его как крупного специалиста-биофизика, активно работающего в областях биофотоники, биомедицинской оптики и нанобиофотоники.

Могилевский М.М., Романцова Т.В. «Построение группировки малоразмерных спутников для получения двумерного поля параметров ионосферы» Космические исследования, 57, № 2, с. 157-160 (2019)

Романюк А.Г., Смирнов А.Н., Антонова В.М. «Использование глубокого обучения нейросети для распознавания голосовых команд пользователя» Журнал радиоэлектроники, № 11, с. 20 (2019)

Работа посвящена использованию сверточной нейронной сети для распознавания речи. Исследован способ обучения нейросети, произведенный на архиве из 7100 звуковых дорожек с проиндексированными метками, речевые сигналы в которых были преобразованы в log-mel спектрограммы. Обучение нейронной сети происходило на входящем сигнале, имеющем плавное распределение и нормализацию. В статье описана способность созданной сети распознавать разные произнесенные слова и определять, является ли входящий сигнал тишиной или фоновым шумом, что было достигнуто путем проработки 4000 образцов клипов шума. Рассматривается способность сети одновременно классифицировать несколько преобразованных входящих сигналов, независимо от точного положения речи во времени. Описан процесс создания виртуального устройства, способного считывать сигнал с микрофона с определенной частотой дискретизацией звука. В настоящей работе была получена нейросеть, которая может быть усовершенствована для понимания большего числа голосовых команд и использована в нескольких сферах жизнедеятельности человека.

Романюк Д.А., Циркунов Ю.М. «Нестационарные двухфазные течения газа с частицами в решетках профилей» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 33-45 (2020)

Численно исследуются нестационарные течения газа с твердыми частицами в системе двух плоских решеток “ротор–статор”. Течение несущего газа моделируется на основе уравнений Навье–Стокса (псевдо-DNS подход) и для сравнения на основе уравнений Рейнольдса (URANS подход) с κ–ω SST моделью турбулентности Ментера. В обоих случаях уравнения решаются численно с помощью конечно-объемного метода второго порядка. Течение бесстолкновительной примеси моделируется методом Лагранжа, а столкновительной – методом Монте-Карло. Учитывается обратное влияние частиц на течение газовой фазы. Анализируется влияние различных факторов случайной природы (разброс частиц по размерам, рассеяние при отскоке от лопаток, столкновения между частицами) на картину течения примеси и профили ее концентрации на выходе из статорной решетки.

Каменев О.Т., Петров Ю.С., Подлесных А.А., Колчинский В.А., Завестовская И.Н., Кульчин Ю.Н., Ромашко Р.В. «Регистрация гидроакустических сигналов с использованием волоконно-оптического акселерометра» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 47, № 5, с. 30-35 (2020)

Создан и исследован прототип переносного волоконно-оптического акселерометра, в котором в качестве чувствительного элемента применяется многовитковый оптомеханический преобразователь, размещенный в плече волоконно-оптического интерферометра Маха–Цендера. Пассивная фазовая демодуляция с использованием волоконно-оптического разветвителя обеспечивает стабильность работы акселерометра при наличии температурного дрейфа рабочей точки. Показана возможность регистрации волоконно-оптическим интерферометрическим акселерометром слабых гидроакустических сигналов.

Балега Ю.Ю., Бисикало Д.В., Зелёный Л.М., Маров М.Я., Петрукович А.А., Постнов К.А., Рубаков В.А., Сахибуллин Н.А., Старобинский А.А., Сюняев Р.А., Чуразов Е.М., Шустов Б.М. «Анатолий Михайлович Черепащук (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 895-896 (2020)

DOI: 10.3367/UFNr.2020.06.038785. Анатолий Михайлович Черепащук родился 7 июля 1940 года в г. Сызрань Куйбышевской (Самарской) области. В 1959 году поступил на физико-математический факультет Куйбышевского педагогического института, после третьего курса перевелся на астрономическое Отделение физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, окончил его в 1964 году. Далее там же – аспирантура. В 1967–1987 гг. – младший и старший научный сотрудник, зав. отделом Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга (ГАИШ) МГУ. С 1986 года – зав. кафедрой астрофизики и звездной астрономии и зав. астрономическим отделением физического факультета МГУ. В 1986–2019 гг. – директор ГАИШ, в настоящее время – научный руководитель ГАИШ, заведующий отделом звездной астрофизики. Член-корреспондент РАН c 1997 года, академик РАН c 2006 года – Отделение физических наук. Специалист в области астрофизики. Академик А.М. Черепащук – советский и российский астрофизик. Им проведены пионерские исследования, получены всемирно известные научные результаты в области физики звезд, тесных двойных звездных систем, релятивистских объектов и активных галактических ядер. Он внёс важный вклад в решение проблемы поиска и исследования чёрных дыр во Вселенной, развил новые методы определения масс чёрных дыр, прояснил эволюционную связь между чёрными дырами, звёздами и галактиками – именно по его методикам во всем мире астрономы вычисляют массу и определяют размер как обычных, так и сверхмассивных «черных дыр». А.М. Черепащук развивал новое научное направление – физика тесных двойных звездных систем на поздних стадиях эволюции. Широко известны его работы по исследованию звезд Вольфа–Райе, нейтронных звезд и кандидатов в черные дыры в двойных системах. Выполнены наблюдения и разработаны новые методы интерпретации наблюдений тесных двойных звезд в рамках нетрадиционных моделей. Определены массы, радиусы, температуры и эволюционный статус пекулярных звезд в двойных системах. Была создана высокоэффективная теория, методика и аппаратура для исследования тесных двойных звездных систем. Даны корректные определения радиусов и температур звезд Вольфа–Райе, показано, что звезды Вольфа–Райе являются обнаженными гелиевыми ядрами массивных звезд, находящихся на поздней стадии эволюции, изучены оптические проявления рентгеновских двойных систем, даны оценки масс кандидатов в черные дыры. Развил и получил наблюдательные подтверждения концепции клочковатого, облачного ветра звезд Вольфа–Райе. Открыл оптические затмения в уникальном объекте SS433 с коллимированными прецессирующими релятивистскими выбросами и выяснил природу этого казавшегося загадочным объекта. Предложил и обосновал многолетними оптическими наблюдениями ныне общепринятую модель SS433 как массивной рентгеновской двойной системы на продвинутой стадии эволюции с прецессирующим сверхкритическим аккреционным диском вокруг релятивистского объекта. Эти исследования SS433 очень перспективны для понимания природы ядер галактик и квазаров, где также наблюдаются релятивистские коллимированные выбросы вещества. Сейчас изучение переменности линий и поиск эффектов запаздывания выросли в новое направление исследования структуры ядер активных галактик. Наблюдения эффектов запаздывания позволили определить массы двух десятков сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. В последнее время занимается проблемой «кротовых нор». В течение многих лет совместно с математиками школы А.Н. Тихонова занимался решением обратных задач астрофизики. Под руководством А.М. Черепащука в ГАИШ развиваются новые научные направления: космическая астрометрия (проект «Ломоносов»), звездный космический коронограф (проекты «Лира» и «Фомальгаут»). К настоящему времени с использованием методов, предложенных А.М. Черепащуком, измерены массы десятков звездных черных дыр и нейтронных звезд в двойных системах, а также массы многих сотен сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Это привело к развитию нового направления в релятивистской астрофизике – демографии черных дыр, изучающей статистическую связь между черными дырами, звездами и галактиками разных типов. В 1986–2019 гг. А.М. Черепащук руководил Государственным астрономическим институтом имени П.К. Штернберга МГУ – крупнейшим научно-образовательным центром России, занимающим лидирующие позиции в мировой астрономической науке. Под его руководством в 2014 г. завершено создание Кавказской горной обсерватории ГАИШ, где установлен высокотехнологичный телескоп с диаметром зеркала 2.5 м, что открывает перспективы и учебного процесса, и международного сотрудничества. В МГУ читает спецкурс «Тесные двойные звездные системы», способствовал организации на астрономическом Отделении новой кафедры – кафедры экспериментальной астрономии. Большая часть деятельности А.М. Черепащука – борьба со лженаукой и воинствующим невежеством в эпоху, когда, как он выразился, «на смену просветительству, научному образованию пришли истории о конце света». Пока московский планетарий был на реконструкции 18 лет, звездное небо москвичам показывал сам ГАИШ, за вечер приходило до 700–800 посетителей, очереди были от дверей института до дороги, прямо на улице устраивалось чтение популярных лекций по астрономии – люди их слушали, стоя в очереди, суммарно прошло более 10 тысяч посетителей. С 2007 года А.М. Черепащук – президент Ассоциации планетариев России. А.М. Черепащук – один из авторов письма десяти академиков о возрастающей клерикализации российского общества, которое вызвало общественный резонанс в российской прессе, однако сам текст письма был размещен исключительно в форумах и блогах. В борьбе с лженаукой на ТВ-каналах А.М. Черепащук и группа академиков написали в «Известия» статью о том, что надо возродить в школе астрономию как отдельный предмет – но газета ее не опубликовала и никакого ответа не последовало. Ученые вынуждены были опубликовать ее в бюллетене комиссии РАН по борьбе с лженаукой. Десять лет на «Пятом канале», на канале ОТР, на канале «Культура» А.М. Черепащук вел научно-популярную программу «Человек. Земля. Вселенная». Он поясняет: «В названии программы заложено следующее: человек – это биология, Земля – это геология и география, а Вселенная – это астрономия, астрофизика и космос». С 1996 года руководит ведущей научной школой России по физике тесных двойных звездных систем – подготовил 18 кандидатов и 3 докторов наук. Опубликовал 388 научных статей и 21 книгу. Заместитель главного редактора «Астрономического журнала», «Astrophysics and Space Science», член редколлегий журналов «Природа», «Земля и Вселенная». Член Бюро Отделения физических наук РАН, заместитель председателя Научного совета РАН по астрономии – председатель Секции «Звезды и планетные системы», член Научного совета РАН по проблеме «Координатно-временное и навигационное обеспечение», член (по 2019 г.) Совета РАН по космосу. Член оргкомитета комиссии Международного астрономического союза (c 1979 года), член Британского королевского астрономического общества (c 1999 года), вице-президент Европейского астрономического общества (с 2000–200 гг.), член экспертной комиссии РСОШ по физике. Награжден орденом Дружбы, орденом Почета, орденом Александра Невского. Лауреат Государственной премии РФ в области науки и технологий – за цикл работ по комплексному исследованию процессов и закономерностей в эволюционирующей Вселенной, премии Правительства РФ в области образования. Ему вручена премия Ленинского комсомола за цикл работ по обратным задачам теории двойных затменных звезд. Удостоен премии имени А.А. Белопольского РАН за цикл работ «Исследования тесных двойных звёзд на поздних стадиях эволюций», Ломоносовской премии МГУ I ст. за научные исследования, Ломоносовской премии МГУ за педагогическую деятельность.

Гарипов Г.К., Панасюк М.И., Свертилов С.И., Конюхов И.В., Погосян С.И., Рубин А.Б., Андреев Д.Е. «Поиск внеземных микроорганизмов на космических объектах из космоса» Космические исследования, 58, № 4, с. 276-283 (2020)

Задача поиска микроорганизмов на космических телах Солнечной системы имеет большое значение для понимания проблемы происхождения жизни. В настоящее время, трудно создать специализированные лаборатории, проводящие поиск живых микроорганизмов на поверхности планет или космических тел, которые либо образовались в Солнечной системе, либо были захвачены притяжением Солнца из межзвездного пространства. Существующие эксперименты по поиску жизни на спускаемых аппаратах, а также планетоходах позволяют проводить такие исследования на поверхности планет и их спутников, но на ограниченной площади вблизи места посадки. В данной работе рассматривается метод зондирования из космического пространства вспышками света космических тел, с помощью которого можно проводить исследования практически по всей их поверхности с целью обнаружения биоактивности. Признаком наличия биоактивности является обнаружение специфического свечения микроорганизмов при освещении их излучением, вызывающим флюоресценцию.

Миллер Б.М., Рубинович Е.Я. «О проблеме Пенлеве при «косом» падении стержня» Труды XI Международной Четаевской конференции. "Аналитическая механика, устойчивость и управление", (Казань, 14–18 июня 2017 г.). Т. 1. Секция 1. Аналитическая механика, с. 238-247 (2017)

В книге Поля Пенлеве (Пенлеве П. Лекции о трении. М.: ГиТТЛ. 1954) приведен пример ударного взаимодействия, падающего на горизонтальную шероховатую поверхность вращающегося стержня. В ней показано, что модели абсолютно жесткого тела и закона Кулона сухого трения могут приводить к парадоксальным ситуациям отсутствия или неединственности решений. Эти явления получили название «Парадокса Пенлеве» («Проблемы Пенлеве»). «Парадокс Пенлеве» представляет собой лишь иллюстрацию сложной задачи теории дифференциальных уравнений с двумя типами сингулярностей: сухое трение–разрывность правой части и импульсный характер взаимодействия с препятствием в результате удара. Показано применение метода сингулярных пространственно-временных преобразований для задач удара с трением.

Миллер Б.М., Рубинович Е.Я. «Численный анализ ударных взаимодействий на примере парадокса Пенлеве при "косом" падении стержня» Автоматика и телемеханика, № 10, с. 100-114 (2019)

Рассматривается система, относящаяся к известным проблемам Пенлеве (Painlev'e), для решения которой используется предложенный авторами метод вскрытия пространственно-временных сингулярностей. Этот метод позволяет однозначно решить проблему определения скоростей тела после удара о поверхность с сухим трением, т.е. разрешить ситуацию, в которой традиционные подходы либо дают неоднозначный ответ, либо приводят к неразрешимой системе соотношений (парадокс Пенлеве).

Садовничий В.А., Панасюк М.И., Липунов В.М., Богомолов А.В., Богомолов В.В., Гарипов Г.К., Горбовской Е.С., Зимнухов Д.С., Июдин А.Ф., Казначеева М.А., Калегаев В.В., Климов П.А., Ковтюх А.С., Корнилов В.Г., Кузнецов Н.В., Максимов И.А., Мить С.К., Оседло В.И., Петров В.Л., Подзолко М.В., Попова Е.П., Поройков А.Ю., Рубинштейн И.А., Салеев К.Ю., Свертилов С.И., Тулупов В.И., Хренов Б.А., Чазов В.В., Чепурнов А.С., Штундер Я.А., Шустова А.Н., Яшин И.В. «Мониторинг природных и техногенных космических угроз: результаты миссии Ломоносов и проект Универсат–СОКРАТ» Космические исследования, 57, № 1, с. 46-56 (2019)

Рассматривается результаты экспериментов на спутнике Ломоносов по наблюдению природных и техногенных космических угроз, в том числе электромагнитных транзиентов, космического мусора. Также обсуждается новый космический проект МГУ имени М.В. Ломоносова Универсат–СОКРАТ по созданию группировки спутников для мониторинга в реальном времени в околоземном космическом пространстве: радиационной обстановки; потенциально опасных объектов естественного (астероиды, метеороиды) и техногенного происхождения (космический мусор), а также космических и атмосферных гамма-всплесков, вспышек оптического и ультрафиолетового излучения из атмосферы Земли.

Рудаков И.А. «Уравнение колебаний балки с закрепленным и шарнирно опертым концами» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 2, с. 3-7 (2020)

Изучается задача о существовании периодических решений квазилинейного уравнения вынужденных колебаний двутавровой балки, один конец которой закреплен, а второй шарнирно оперт. Исследуются свойства дифференциального оператора и приводится теорема о существовании счетного числа решений, если нелинейное слагаемое имеет степенной рост относительно неизвестной функции.

Андреев В.Г., Грамович В.В., Красикова М.В., Корольков А.И., Выборов О.Н., Данилов Н.М., Мартынюк Т.В., Родненков О.В., Руденко О.В. «Частотно-временной анализ звуков второго тона сердца для оценки давления в легочной артерии» Акустический журнал, 66, № 5, с. 556-562 (2020)

Предложен способ неинвазивной оценки давления в легочной артерии, основанный на выделении аортальной и легочной компонент звука второго тона сердца S2 и определении времени задержки между ними. Алгоритм выделения аортальной и легочной компонент основан на преобразовании Вигнера–Вилла. Проведен анализ фонокардиограмм 96 пациентов с легочной гипертензией (ЛГ), записанных врачами ФГБУ “НМИЦ кардиологии” с помощью оригинального комплекта аппаратуры. Сигналы S₂ удалось разделить на компоненты и определить задержки между ними у 53 пациентов с ЛГ. Построена зависимость задержек между компонентами от величины давления в легочной артерии (ДЛА), измеренной методом катетеризации правых отделов сердца (КПОС). Для семи пациентов с легочной гипертензией полученные зависимости были использованы для предсказания величины ДЛА по измеренной временной задержке. Для пяти пациентов коэффициент детерминации предсказанных значений ДЛА составил 0.83, что свидетельствует о достаточно хорошей корреляции с измерениями методом КПОС.

Ружич В.В., Вахромеев А.Г., Левина Е.А., Сверкунов С.А., Шилько Е.В. «Об управлении режимами сейсмической активности в сегментах тектонических разломов с применением вибрационных воздействий и закачки растворов через скважины» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 23, № 3, с. 55-69 (2020)

С позиций физической механики анализируются возможности нового подхода к эффективному решению проблемы обеспечения сейсмической безопасности, основанного на применении контролируемых техногенных воздействий на сейсмоопасные сегменты разломных зон. Подход разработан на основе натурных экспериментов во фрагментах сейсмоактивных разломов Байкальской рифтовой зоны и коллизионных структур Монголии. В статье приводятся примеры применения техногенных виброимпульсных воздействий на высоконапряженные участки зон разломов в сочетании с управляемой закачкой жидкостей через глубокие скважины. Обсуждение результатов воздействий на изучаемые фрагменты разломных зон проводится на основе результатов геологического исследования физико-химических процессов в зонах длительно живущих сейсмоактивных разломов и современных достижений в области глубокого бурения при разработке и эксплуатации месторождений углеводородов. Обосновывается концепция управляемой релаксации сдвиговых напряжений в потенциально опасных сегментах разломов, в которых выявляются признаки подготовки опасных очагов землетрясений. Обсуждаются возможности реализации данной концепции в ближайшей перспективе.

Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулёв Д.Н., Сазонов В.В. «Режимы неуправляемого вращательного движения корабля Прогресс М-29М» Космические исследования, 56, № 1, с. 62-76 (2018)

Реконструировано неуправляемое вращательное движение транспортного грузового корабля Прогресс М-29М в режиме одноосной солнечной ориентации (так называемая закрутка на Солнце) и в режиме гравитационной ориентации вращающегося спутника. Режимы были реализованы 3–7 апреля 2016 г. в порядке подготовки к проведению на кораблях Прогресс экспериментов с датчиком конвекции ДАКОН. Реконструкция выполнялась с помощью интегральных статистических методик по измерениям угловой скорости корабля и тока, снимаемого с его солнечных батарей. Данные измерений, полученные на некотором отрезке времени, обрабатывались совместно методом наименьших квадратов с помощью интегрирования уравнений движения корабля относительно центра масс. В результате обработки оценивались начальные условия движения и параметры используемой математической модели. Движение в режиме закрутки на Солнце – вращение корабля с угловой скоростью 2.2 град/с вокруг нормали к плоскости солнечных батарей, направленной на Солнце или образующей с этим направлением небольшой угол. Продолжительность режима – несколько орбитальных витков. Реконструкция выполнена на отрезках времени до одного часа. В результате найдено фактическое вращательное движение корабля относительно направления "Земля–Солнце". В режиме гравитационной ориентации корабль вращался вокруг своей продольной оси с угловой скоростью 0.1–0.2 град/с, совершавшей малые колебания относительно местной вертикали. Реконструкция движения относительно орбитальной системы координат выполнена на отрезках времени до 7 часов только по измерениям угловой скорости. Измерения тока солнечных батарей использовались для проверки.

Рутенко А.Н., Фершалов М.Ю., Ущиповский В.Г. «Акустические шумы, формируемые на мелководном шельфе судами с электродвигателями» Акустический журнал, 66, № 5, с. 527-539 (2020)

Приводятся результаты пространственных измерений акустических шумов, генерируемых судами ледового плавания дизель-электроходами, применяемыми компанией “Сахалин Энерджи Инвестмент Компани Лтд.” для работы с нефтегазовыми платформами ПА-Б и Моликпак, установленными на северо-восточном шельфе о. Сахалин. С помощью 3D модового параболического уравнения и опорных натурных измерений, в приближении нормальных вертикальных мод и узкоугольного параболического уравнения в горизонтальной плоскости, проведены расчеты антропогенных акустических полей, формируемых данными судами в прибрежном Пильтунском районе летне-осеннего нагула серых китов. Для моделирования построены спектральные функции эквивалентных судам точечных источников антропогенных акустических шумов. Результаты численного моделирования, проведенного с их помощью, согласуются с натурными измерениями.

Габышев Д.Н., Рухадзе А.А. «Пыле-акустический солитон в плазме с релятивистскими электронами» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 47, № 6, с. 41-46 (2020)

Рассматривается одномерный нерелятивистский пыле-акустический солитон в модели плазмы с холодной положительно заряженной пылью, теплыми ионами и релятивистскими тепловыми электронами (с учетом захвата последних). Показано влияние увеличения электронной температуры.

Токарев И.А., Рыбин И.А., Бусыгин В.П., Щиплецов М.В., Ковалевская О.И., Черненко А.Е., Вагин Ю.П., Кузьмина И.Ю. «Характеристики оптического излучения болидов в условиях облачности» Инженерная физика, № 7, с. 3-15 (2020)

Исследуются характеристики полей рассеянного оптического излучения вспышки болидов. Рассчитываются угловой ход яркости небосвода, коэффициент ослабления оптического излучения и типовая форма сигналов для безоблачной атмосферы и в условиях сплошного облачного слоя. Отмечено, что существующие наземные оптические средства болидного контроля решают свои задачи, в том числе, по регистрации спектров и определению местоположения вспышки, на основе прямого излучения в условиях ясного неба, а для ряда методов – только в ночное время суток. Полученные расчеты показали, что для ряда задач, требующих круглосуточной всепогодной регистрации и идентификации болидов, можно использовать сигналы рассеянного излучения, амплитуда которых позволяет осуществлять их прием на удалениях до нескольких сотен километров.

Бобровский И.В., Рыбина М.С., Федоров С.В. «Метод передачи коротких сообщений в условиях многолучевого гидроакустического канала» Гидроакустика, № 4(40), с. 79-87 (2019)

Рассмотрен метод формирования и обработки сигналов для передачи коротких сообщений в условиях многолучевого гидроакустического канала. Представлены результаты модельных исследований.

Швецова Н.А., Петрова Е.И., Макарьев Д.И., Рыбянец А.Н. «Акустическая спектроскопия керамоматричных пьезокомпозитов» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 9, с. 1286-1289 (2020)

Предложен новый метод определения диэлектрических и электромеханических свойств пьезоматериалов с высокими механическими потерями. Выполнены измерения комплексных электрофизических параметров керамоматричного пьезокомпозита, представляющего собой сегнетопьезокерамику системы цирконата-титаната свинца со случайно распределенными порами. Частотные зависимости комплексных параметров получены посредством анализа пьезорезонансных спектров. Выявлены и интерпретированы аномалии частотных зависимостей комплексных модулей упругости керамоматричных пьезокомпозитов.

Луговая М.А., Швецова Н.А., Резниченко А.Н., Наседкин А.В., Рыбянец А.Н. «Общие соотношения между упругой дисперсией и затуханием в диссипативных средах» Известия РАН. Серия физическая, 84, № 9, с. 1279-1281 (2020)

Экспериментально исследованы частотные зависимости комплексных модулей упругости керамоматричных пьезокомпозитов керамика/кристалл с высокими упругими потерями и дисперсией. Экспериментальные результаты сопоставлены с теоретическими зависимостями, полученными с использованием общих соотношений Крамерса–Кронига.

Ильменков С.Л., Переселков С.А., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. «Использование теоремы взаимности для решения трехмерных задач излучения звука изотропными оболочками» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 4, с. 5-18 (2019)

С помощью теоремы взаимности получены строгие решения трехмерных задач излучения звука изотропными телами: сплошным вытянутым сфероидом, вытянутой сфероидальной и бесконечной цилиндрической оболочками, возбуждаемых точечными гармоническими источниками на их поверхности. Для разделения переменных в векторном уравнении Гельмгольца используется представление векторного потенциала через скалярные потенциалы Дебая. Из физических граничных условий на поверхностях контакта тел с внутренней и внешней жидкими средами получены алгебраические системы уравнений для определения неизвестных коэффициентов разложения потенциалов рассеянной звуковой волны. Вычислены и проанализированы угловые характеристики излучения рассматриваемых тел для различных расположений источников, материалов и толщин оболочек. Отмечено возрастание уровней излучения в освещенной области и поперечных направлениях при снижении его в теневой зоне с увеличением толщины и волнового размера оболочек. Рассмотрены возможности дальнейшего развития данного подхода для решения задач излучения звука упругими телами, возбуждаемыми турбулентными пульсациями, в которых жидкие частицы являются излучателями более высоких порядков (диполями и квадруполями).

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Рыбянец П.В., Ткаченко С.А. «Реализация адаптивного интерферометрического метода локализации источника звука. I часть» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 4, с. 19-29 (2019)

Представлены результаты численного эксперимента апробации амплитудного варианта адаптации для интерферометрического метода локализации источника звука. Под адаптацией понимается изменение параметров интерферометрической обработки в зависимости от условий распространения, направленное на достижение оптимального определения радиальной скорости и удаленности источника. Эти изменения, реализуемые на этапе обнаружения, позволяют определять разности волновых горизонтальных чисел и их производные по частоте для различных комбинаций мод при малых входных отношениях сигнал/помеха. Продемонстрировано влияние перекрытия фокальных пятен на работоспособность метода адаптации. Результаты численного моделирования на малых расстояниях, когда фокальные пятна голограмм перекрываются, продемонстрировали работоспособность амплитудного варианта метода адаптации интерферометрической обработки в условиях отсутствия знаний о гидроакустических характеристиках акватории. Вполне возможно, что на больших расстояниях, где фокальные пятна разрешаются, работоспособность метода адаптации улучшиться, что позволит уменьшить погрешность определения параметров источника. Данный подход позволит значительно расширить область применения интерферометрической обработки в задачах идентификации малошумных источников звука, не доступной для обычных методов обработки.

Захарченко В.Д., Коваленко И.Г., Пак О.В., Рыжков В.Ю. «Фундаментальные ограничения по когерентности зондирующих сигналов в задаче достижения максимальных разрешения и дальности при стробоскопической локации астероидов» Космические исследования, 56, № 3, с. 209-217 (2018)

Рассматривается задача нарушения когерентности в стробоскопической локации с высоким разрешением по дальности за счет взаимной фазовой нестабильности зондирующего и опорного радиосигналов. Показано, что нарушение когерентности в стробоскопических системах локации эквивалентно действию модулирующих помех и приводит к снижению чувствительности системы. Формулируются требования к когерентности опорных генераторов в стробоскопической системе обработки. Приводятся результаты статистического моделирования. Показано, что на современном уровне техники при реализуемой стабильности частот опорных генераторов достигнутой когерентности достаточно для зондирования астероидов свехразрешающими сигналами на дальности до 70 млн км, при этом дисперсия сигнала в космической плазме ограничивает величину линейного разрешения деталей астероида на такой дальности значением ∼2.7 м. Приведено сравнение с текущими показателями радиолокационного разрешения астероидов, которые на конец 2015 года составляли ∼7.5 м на дальности ∼7 млн км.

Панков А.В., Токарь В.Л., Петронюк Ю.С., Левин В.М., Мороков Е.С., Рыжова Т.Б., Гулевский И.В. «Определение характеристик трещиностойкости слоистых углепластиков на образцах без инициатора трещины с применением метода акустической микроскопии» Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 86, № 8, с. 58-65 (2020)

Одним из параметров трещиностойкости углепластиков является вязкость разрушения, которая представляет собой изменение энергии упругой деформации элемента конструкции при увеличении площади трещины на единицу в момент страгивания. В процессе исследования вязкости разрушения определяется положение фронта трещины – исходной и полученной в результате ее роста. Существующие в настоящее время стандарты испытаний (СТО ЦАГИ, ASTM D7905) определяют вязкость по моде сдвига G_IIc на образцах с инициатором трещины. Такой способ не отражает реальные условия возникновения трещин в конструкциях из ПКМ и может приводить к снижению точности при определении нагрузки страгивания трещины. В ЦАГИ разработана методика определения вязкости разрушения ПКМ при сдвиге G_IIc на образцах без стандартного инициатора расслоений. Цель работы – проведение исследований для отработки данной методики. Значения G_IIc определяли для трещины, образованной сдвигом в условиях трехточечного изгиба после расклинивания. Для определения положения и формы фронта трещины, а также оценки динамики ее распространения при последующих нагрузках вместо стандартного визуального наблюдения ее границ с торцевой поверхности образцов использовали ультразвуковые методы – ультразвуковую дефектоскопию и акустическую микроскопию. Установлено, что акустическая микроскопия на частоте 50 МГц позволяет определять положение фронта трещины в образцах из углепластика на глубине 3,0–3,5 мм с высоким разрешением, в данном случае – 100 мкм. Отмечены особенности распространения трещины в процессе роста в условиях сдвига. Результаты исследований показали, что высокая точность акустической микроскопии по сравнению с традиционной ультразвуковой диагностикой востребована при определении формы трещины, для анализа динамики ее распространения и выявления механизмов распространения межслоевых трещин в композиционной среде.

Борисов В.Е., Рыков Ю.Г. «Моделирование течений многокомпонентных газовых смесей с использованием метода двойного потока» Математическое моделирование, 32, № 10, с. 3-20 (2020)

Проведено численное моделирование течений многокомпонентных газовых смесей в рамках расширенной системы уравнений Эйлера с помощью модифицированной явной схемы годуновского типа. Особенностью используемого алгоритма является учет возможности появления сильных скачков в решениях, что выражается в использовании точных решений соответствующей задачи Римана, а также учет появления нефизичных осцилляций давления на контактных границах, для исключения которых применялся метод «двойного потока». Проведенное численное исследование демонстрирует работоспособность разработанной методики, результаты расчетов одномерных и двумерных течений хорошо согласуются с данными расчетов других авторов и лабораторных экспериментов.

Киселев Н.А., Рябинин А.Н. «Вращательные колебания цилиндра со стабилизатором в потоке газа» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 6, № 4, с. 672-679 (2019)

Рассматривается математическая модель для описания вращательных колебаний цилиндра со стабилизатором в воздушном потоке. Уравнение движения цилиндра со стабилизатором содержит моменты аэродинамических сил и сопротивление подвески. Методом Крылова–Боголюбова уравнение сводится к системе двух обыкновенных дифференциальных уравнений для медленно меняющейся амплитуды колебаний и фазы. Найдены решения, соответствующие установившимся колебаниям с постоянной амплитудой. Модель предсказывает, что зависимость квадрата амплитуды колебаний является линейной функцией обратной скорости воздушного потока. Число Струхаля колебаний цилиндра является линейной функцией квадрата амплитуды и, следовательно, зависимость числа Струхаля от обратной скорости также является линейной. В аэродинамической трубе поставлены эксперименты, проверяющие предсказания модели. Проведено сравнение предсказаний математической модели с результатами экспериментов, проведенных в аэродинамической трубе. В экспериментах с колеблющимся цилиндром к кормовой части цилиндра крепилась лазерная указка, луч которой при поворотах цилиндра пересекал поверхность фотодиода. Сигнал с фотодиода регистрировался PC-осциллографом Velleman PCS500A, связанным с персональным компьютером. Расшифровка сигнала позволила определить период и амплитуду колебаний. Эксперименты подтвердили предсказания математической модели.

Сухарев А.Л., Рябов М.И., Безруковс В.В. «Исследование свойств переменности лацертид OJ 287 и BL Lac в оптическом и радиодиапазоне» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 24, № 4, с. 254-271 (2019)

Предмет и цель работы: Исследуется взаимосвязь и различие в проявлении квазипериодической активности лацертид OJ 287 и BL Lac по данным оптических и радионаблюдений. Целью работы является определение и сравнение основных квазипериодов этих лацертид в разных светофильтрах оптического диапазона и в радиодиапазоне (на частотах 15 и 14.5 ГГц), а также краткий обзор результатов, полученных другими авторами. Опробован метод сравнения оптических и радиоданных в отдельных полосах близких периодов. Этот метод позволяет лучше определять задержки между оптическими и радиоданными в полосах основных квазипериодических колебаний, формирующих кривые блеска, и “отсеивать” шумы и нерегулярные вариации блеска и потока излучения источников. Методы и методология: Использовались данные оптических наблюдений OJ 287 в 1978–2018 гг. и BL Lac в 1970–2018 гг. из каталога AAVSO (American Association of Variable Star Observers) и каталога долговременного (2008–2018 гг.) мониторинга радиоисточников на 40-метровом радиотелескопе обсерватории OVRO (Owens Valley Radio Observatory, USA) на частоте 15 ГГц, а также данные обсерватории UMRAO (Radio observatory of Michigan University), полученные на частоте 14.5 ГГц в 1974–2011 гг. Для вычисления периодограмм и вейвлет-спектров применялись “быстрая” модификация метода Ломба–Скаргла а также “быстрый” метод расчета вейвлет-спектров с помощью быстрого преобразования Фурье с анализирующей функцией Морле. Интерполяция данных выполнялась с помощью сглаживающих кубических сплайнов. Для выделения полос отдельных квазипериодов в оптических и радиоданных применялась фурьефильтрация со спектральным окном Хэмминга, которая обеспечивает краевые эффекты около 1% от длины временного ряда. Результаты: У радиоисточника OJ 287 наблюдается хорошее соответствие между квазипериодами в оптическом и радиодиапазоне в полосе от 1.1 года до 2 лет. Однако долговременные периоды в оптическом диапазоне, близкие к 12 и 6 годам, упоминаемые во многих работах, в радиодиапазоне практически незаметны на фоне 25-летней трендовой волны. У радиоисточника BL Lac различий больше. В оптическом диапазоне квазипериод в 9 лет (в радиодиапазоне около 8 лет) наблюдается в визуальной кривой блеска. Длительная волна с возможным периодом около 12–13 лет в оптических данных в радиоданных незаметна, а наибольшее сходство между быстрой переменностью в оптическом и радиодиапазоне наблюдается в полосе периодов 0.6–4 года. Сравнение отдельных колебаний в близких полосах периодов для оптических и радиоданных, выделенных фурье-фильтрацией, показало их хорошее сходство и перспективность дальнейшего использования примененного метода при анализе временных задержек между этими диапазонами. Заключение: Исследование свойств переменности лацертид OJ 287 и BL Lac по данным оптических и радионаблюдений показало сходство и различия в квазипериодах их активности, которые могут быть связаны с различием излучающих областей в оптическом и радиодиапазоне. В оптическом диапазоне, кроме излучения джета из-за обратного комптон-эффекта, наблюдается вклад излучения аккреционного диска, волновые процессы в котором могут давать другой набор квазипериодов, чем в радиодиапазоне. Поэтому качественные наблюдения этих радиоисточников (особенно оптические) очень важны для дальнейшего построения моделей, учитывающих различия в процессах формирующих переменность излучения в оптическом и радиодиапазоне.

Рязанов В.В., Ледков А.С. «Увод наноспутника с низкой орбиты с помощью ионного потока» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика, 20, № 2, с. 82-93 (2020)

Работа посвящена проблеме удаления наноспутников формата CubSat3U бесконтактным способом с помощью ионного потока, создаваемого двигателем активного космического аппарата с низкой околоземной орбиты. Преимуществом такого способа является отсутствие необходимости дополнительных средств стыковки и захвата. Разработан а математическая модель, описывающая плоское движение наноспутника под действием ионного потока с учетом гравитационных сил. Для моделирования силового воздействия ионного потока на CubSat3U применены два подхода. Первый подразумевает использование известных безразмерных аэродинамических коэффициентов. Второй основан на разбиении тела на треугольники и вычислении воздействия на каждый из них, при этом применена гипотеза о полном диффузном отражении частиц от поверхности. Проведено моделирование спуска наноспутника с низкой орбиты до поверхности Земли и показано, что оба подхода дают близкие результаты, в частности разница во времени спуска с высоты 500 км не превышает 4%, и аэродинамические характеристики могут быть использованы на этапе предварительного проектирования программы увода нефункционирующего спутника. Полученные результаты можно использовать при управлении ионным потоком и при моделировании движения системы бесконтактного удаления космического мусора.

Коротеева Е.Ю., Знаменская И.А., Рязанов П.А. «Измерения полей скорости в пограничном слое жидкости на основе высокоскоростной термографии» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 491, № 1, с. 48-51 (2020)

Предложен новый бесконтактный метод визуализации полей скорости в пограничном слое неизотермической жидкости путем беззасевного трассирования. Метод основан на высокочастотной тепловизионной регистрации динамики температурных неоднородностей, играющих роль пассивной примеси в течении, через прозрачную для инфракрасного излучения стенку. В результате обработки последовательности тепловизионных изображений с использованием кросс-корреляционного алгоритма исследованы поля скорости пристенного течения, образующегося в области взаимодействия импактной затопленной струи воды с преградой, в диапазоне до 0 до 1 м/с, и определены границы ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое.

Лодкина И.Г., Ермолаев Ю.И., Ермолаев М.Ю., Рязанцева М.О. «Некоторые вопросы идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра» Космические исследования, 56, № 5, с. 353-364 (2018)

Продолжение ранней работы, в которой обсуждены некоторые некорректные подходы в идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и связанные с ними неправильные выводы при анализе данных по солнечно-земной физике. Анализируются списки 28 событий CME и 31 события CIR в 2013–2016 гг., которые были использованы Shen и др. для сравнения реакции радиационных поясов Земли на различные межпланетные драйверы. Интерпретация типов солнечного ветра в этих списках отличается как от каталога авторов для Sheath, ICME и CIR, так и от каталога Richardson and Cane для CME. Авторы статьи Shen и др. не делают различий между Sheath- и ICME-индуцированными магнитными бурями, включая их в общий тип «СМЕ-индуцированные бури». Анализ авторов показал, что из 28 приведенных событий CME-индуцированных бурь 16 событий относится к Sheath, 2 события – к МС, 4 события – к Ejecta, 2 к СIR, 4 – к невозмущенному солнечному ветру с ударными волнами. В каталоге Richardson and Cane, который также не разделяет Sheath и ICME, содержится 18 из 28 событий CME-индуцированных бурь, приведенных в работе Shen и др. Из приведенного авторами Shen и др. 31 события CIR, согласно анализа авторов, 25 событий относится к CIR, 2 события к Sheath, 4 события к невозмущенному солнечному ветру. В каталоге Richardson and Cane одно из 31-го события CIR из работы Shen и др. представлено как СМЕ. Так как свойства областей сжатия CIR и Sheath близки, то выводы авторов статьи Shen и др. о свойствах CIR-индуцированных бурь мало искажены неверной идентификацией типов течений, в то время как выводы, касающиеся CME-индуцированных бурь, которые более чем на половину представляют собой Sheath-индуцированные бури, нам представляются неверными.

Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Мелкомасштабные флуктуации плазмы солнечного ветра в быстрых и медленных потоках» Космические исследования, 57, № 6, с. 451-460 (2019)

Проведено сравнение характеристик мелкомасштабных флуктуаций потока ионов по измерениям на космическом аппарате СПЕКТР-Р в медленных и быстрых потоках солнечного ветра. Отдельно рассматриваются быстрые квазистационарные течения и быстрые возмущенные потоки, связанные с транзиентными явлениями в солнечной короне. Использование данных прибора БМСВ с высоким временным разрешением позволяет провести анализ плазменных флуктуаций в широком диапазоне масштабов, в том числе на малых масштабах, где значительный вклад могут вносить кинетические эффекты. В работе показано, что характер мелкомасштабных флуктуаций может существенно отличаться в быстрых потоках с одинаковой средней скоростью, но имеющих различную природу.

Рахманова Л.С., Рязанцева М.О., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Влияние характеристик турбулентности плазмы солнечного ветра на свойства турбулентного каскада в магнитослое» Космические исследования, 57, № 6, с. 461-468 (2019)

Космическая плазма является естественной лабораторией для изучения турбулентности в широком диапазоне масштабов. Быстрые измерения потока ионов прибором БМСВ на спутнике Спектр-Р дают возможность исследовать характеристики турбулентности плазмы солнечного ветра и магнитослоя на ионных и субионных масштабах. В данной работе анализируется, каким образом характеристики турбулентного каскада на указанных масштабах в магнитослое зависят от характеристик турбулентности плазмы солнечного ветра перед околоземной ударной волной. Анализируются несколько пересечений спутником Спектр-Р околоземной ударной волны. Проводится сравнение форм спектров флуктуаций потока ионов и показателей степенных функций, которыми описываются спектры на кинетических и магнитогидродинамических масштабах перед и за околоземной ударной волной. Показано, что непосредственно за околоземной ударной волной на магнитогидродинамических масштабах происходит отклонение спектров от вида, предсказываемого теориями развитой турбулентности и наблюдающегося в солнечном ветре. Такая особенность спектров свидетельствует о перераспределение энергии в турбулентном каскаде непосредственно за околоземной ударной волной. На кинетических масштабах за фронтом околоземной ударной волны, как правило, наблюдаются более крутые спектры, чем в солнечном ветре, однако их наклон определяется свойствами турбулентного каскада в набегающем потоке. Показано, что наиболее сильное различие между характеристиками турбулентности перед и за околоземной ударной волной наблюдается в периоды течения солнечного ветра, ассоциированные с областями сжатия перед межпланетными проявлениями корональных выбросов массы.

Лодкина И.Г., Ермолаев Ю.И., Ермолаев М.Ю., Рязанцева М.О., Хохлачев А.А. «Некоторые вопросы идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и их роли в физике магнитосферы. 3. Использование опубликованных некорректных данных» Космические исследования, 58, № 5, с. 377-395 (2020)

Настоящая работа является продолжением ранних работ, в которых обсуждены некоторые некорректные подходы в идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и связанные с ними неправильные выводы при анализе данных по солнечно-земной физике. В данной работе анализируются наборы “CME-induced”, “CIR-induced” и многоступенчатых (multistep) магнитных бурь за период 1996–2004 гг. из списка Kataoka and Miyoshi. Показано, что заметная часть событий в этом списке была идентифицирована неправильно, и их интерпретация отличается, как от каталога Ермолаева и др. (ftp://ftp.iki.rssi.ru/pub/omni/) для Sheath, ICME и CIR, так и от каталога Richardson and Cane для ICME. Использование нескорректированного списка Kataoka and Miyoshi приводит к неправильной идентификации межпланетных драйверов магнитных бурь и ошибочным выводам.

Петрукович А.А., Малова Х.В., Попов В.Ю., Маевский Е.В., Измоденов В.В., Катушкина О.А., Виноградов А.А., Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Подладчикова Т.В., Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Чесалин Л.С. «Современный взгляд на солнечный ветер от микро- до макромасштабов» Успехи физических наук, 190, № 8, с. 859-870 (2020)

Солнечный ветер – поток плазмы, истекающий из солнечной короны, интересен и как переносчик солнечной активности, и как пример бесстолкновительной плазмы. Приведены основные результаты российских исследований последних лет. Оригинальная МГД-модель позволила интерпретировать раздвоение гелиосферного токового слоя в годы максимума активности как обусловленное квадрупольной компонентой гелиомагнитного поля. На масштабах порядка миллионов километров солнечный ветер состоит из солнечных транзиентных образований. В этой части решена одна из фундаментальных проблем, обеспечивающих геомагнитный прогноз, – показано, что можно предполагать стабильность межпланетного магнитного поля на временах около трёх часов. На малых масштабах (сотни–тысячи километров) формируются локальные структуры, которые могут быть рассмотрены и индивидуально, и статистически, в рамках турбулентного каскада.

Гаврилов Б.Г., Зецер Ю.И., Ляхов А.Н., Поклад Ю.В., Ряховский И.А. «Коррелированные возмущения верхней и нижней ионосферы по данным синхронных измерений параметров сигналов ГНСС и радиосигналов ОНЧ диапазона» Космические исследования, 57, № 1, с. 39-45 (2019)

Пространственно-временное распределение среднеширотных возмущений верхней и нижней ионосферы в европейской зоне в период мощной геомагнитной бури и мощной рентгеновской вспышки исследовалось с использованием данных синхронных измерений параметров сигналов навигационных спутниковых систем и ОНЧ радиосигналов. Показано, что вклад электронной концентрации на разных высотах в величину полного электронного содержания ионосферы может существенно меняться в зависимости от вида гелиогеофизических возмущений. Согласованный анализ сигналов ГНСС и сигналов ОНЧ диапазона дает возможность исследования механизмов взаимосвязи возмущений верхней и нижней ионосферы и динамики возмущений ионосферы в горизонтальном и вертикальном направлениях.