Беляев Б.А., Тюрнев В.В., Волошин А.С., Лексиков Ан.А., Галеев Р.Г., Шабанов В.Ф. «Полосно-пропускающий фильтр-поляризаторна диэлектрической слоистой структуре с решетками полосковых проводников» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 5-10 (2020)

Исследована новая конструкция многослойного полосно-пропускающего фильтра, в которой каждый резонатор состоит из двух одинаковых диэлектрических слоев с параллельными решетками полосковых проводников на внешних поверхностях и ортогональной к ним решеткой полосковых проводников между слоями. Конструкция фильтра на резонаторах со скрещенными решетками одновременно выполняет функцию поляризатора, прозрачного в заданной полосе частот, если вектор электрического поля волны параллелен внешним полосковым проводникам, но отражает волны с ортогональной поляризацией. Численный электродинамический анализ 3D-модели конструкции хорошо согласуется с результатами измерений опытного образца фильтра-поляризатора пятого порядка с относительной шириной полосы пропускания 14% и центральной частотой 13.4 ГГц. Потери СВЧ-мощности в полосе пропускания устройства при параллельной поляризации электромагнитной волны ∼1.2 дБ, а при ортогональной – более 40 дБ.

Биккулова Н.Н., Горбунов В.А., Акманова Г.Р., Курбангулов А.Р., Биккулова Л.В., Сафаргалеев Д.И., Нигматуллина Г.Р., Алымов М.И. «Ионная проводимость в селенидах меди» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 11-14 (2020)

Впервые представлены результаты исследований явлений ионного переноса в высокотемпературных модификациях монокристаллического селенида меди в зависимости от температуры и состава в пределах области гомогенности, а также влияния степени совершенства монокристаллических образцов на ионный перенос. Энергия активации, оцененная из температурных зависимостей ионной проводимости для совершенных монокристаллов, значительно выше, чем в поликристаллических образцах, и с отклонением от стехиометрии увеличивается. Для монокристаллов наблюдаются более низкие значения ионной проводимости. Значение ионной проводимости в интервале температур 573–723 К для поликристаллических образцов в 1.5–2 раза выше, чем для монокристаллов.

Гуляев Ю.В., Таранов И.В., Черепенин В.А. «Использование мощных электромагнитных импульсов для воздействия на бактерии и вирусы» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 15-17 (2020)

Обсуждается гипотеза о возможности использования сильных электромагнитных импульсов для эффективного воздействия на бактерии и вирусы. Анализируется простая модель коронавируса, позволяющая в квазистатическом приближении получить оценки напряженности электрического поля.

Гурбатов С.Н., Пелиновский Е.Н. «О вероятностных распределениях римановой волны и интеграла от нее» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 18-22 (2020)

Исследуются статистические характеристики римановой волны и интеграла от нее. Такие задачи возникают в физике распространения фронтов, в частности, при накате водяного вала на берег, фронта пламени и фазовых поверхностей. С использованием связи лагранжева и эйлерова статистического описания получены общие выражения для вероятностных распределений скорости движения фронта и его смещения. Показано, что для нахождения вероятностного распределения смещения необходимо знать совместное вероятностное распределение смещения, скорости и ускорения на входе нелинейной среды. С использованием идеи о вероятности как времени нахождения сигнала в определенном интервале рассчитаны характеристики волн после обрушения.

Демишев С.В., Анисимов М.А., Воронов В.В., Гильманов М.И., Глушков В.В., Карасев М.С., Филипов В.Б., Шицевалова Н.Ю. «Поверхностная проводимость топологического кондо-изолятора SmB₆, легированного иттербием» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 23-28 (2020)

Исследована температурная зависимость проводимости топологического кондо-изолятора (ТКИ) Sm_1xYb_xB₆ в области температур 2<T<300 K для составов с x≤0.024. Обнаружено, что примесь иттербия наиболее сильно влияет на низкотемпературную (T<20 K) электропроводность: при изменении от x=0 до x=0.024 энергия активации объемной проводимости уменьшается в 1.8 раза – от 4 до 2.2 мэВ, а 2D-проводимость поверхности увеличивается в 6 раз. Выполненное разделение вкладов в проводимость позволило установить, что для описания проводимости 2D-поверхностных состояний у ТКИ Sm_1xYb_xB₆ может быть использована модель однопараметрического скейлинга, в которой учитываются как взаимодействие с фононами, так и эффекты электрон-электронного рассеяния.

Руденко О.В. «Нелинейные колебания цепочки масс в жидкости» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 29-33 (2020)

Исследованы нелинейные регулярные и случайные колебания метаматериала, представляющего собой цепочку погруженных в вязкую жидкость массивных элементов. Ближайшие соседи связаны нелинейными силами упругости. Учтено стоксово трение. Получена система уравнений для колебаний масс. В континуальном длинноволновом приближении система сведена к упрощенному эволюционному уравнению в частных производных с нелинейным и диссипативным членами. Найдены точные решения. Показано, что конкуренция нелинейности и поглощения может привести к формированию установившейся формы профиля волны. Для шумовых волн приведены корреляционная функция и спектр интенсивности. Проанализирован процесс возбуждения пилообразной волны распределенными внешними источниками. Рассчитана предельная “пиковая” амплитуда. Рассмотрены волны в трубках переменного сечения, заполненных метаматериалом. На основе решения уравнения, содержащего зависящее от координаты сечение трубки, найдено выражение для амплитуды пилообразной волны.

Щербаков И.А., Баймлер И.В., Гудков С.В., Ляхов Г.А., Михайлова Г.Н., Пустовой В.И., Саримов Р.М., Симакин А.В., Троицкий А.В. «Влияние постоянного магнитного поля на некоторые физико-химические свойства водных растворов» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 34-37 (2020)

Исследовано влияние постоянного магнитного поля с индукцией до 7 Тл на концентрацию растворенного молекулярного кислорода, концентрацию пероксида водорода, окислительно-восстановительный потенциал и удельную электропроводность водных растворах с низкой концентрацией активных примесей. Показано, что концентрация растворенного молекулярного кислорода в воде при действии магнитного поля с индукцией до 7 Тл существенно не изменяется, тогда как концентрация пероксида водорода испытывает линейный рост. Установлено, что водородный показатель pH воды с усилением поля в этом диапазоне индукций имеет тенденцию к уменьшению в пределах 10%. При увеличении индукции наблюдается рост показателя окислительно-восстановительного потенциала воды. Изменение его значения составляет примерно 7 мВ/Тл. Показано, что с увеличением индукции до 2 Тл удельное электрическое сопротивление исследуемой воды падает примерно до 0.6 МОм·см, а при более высоких значениях индукции практически не изменяется.

Агеев А.И., Осипцов А.Н. «Сдвиговое течение вязкой жидкости над каверной, содержащей пульсирующий пузырек газа» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 38-41 (2020)

Впервые проанализировано влияние флуктуаций давления на величину осредненного трения в сдвиговом течении вязкой жидкости над двумерной прямоугольной микрокаверной, занятой пульсирующим газовым пузырьком. Такая постановка задачи может моделировать течение в вязком подслое турбулентного потока жидкости вблизи микрокаверн полосчатой супергидрофобной поверхности. Цель работы – анализ возможных нестационарных механизмов, приводящих к осредненному проскальзыванию и снижению трения в турбулентном пограничном слое на супергидрофобной поверхности. Для численного решения уравнений Стокса, описывающих сдвиговое течение в вязком подслое над микрокаверной с пульсирующим газовым пузырьком, применяется метод граничных интегральных уравнений.

Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. «Применение метода блочного элемента в одной граничной задаче академика И.И. Воровича» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 42-47 (2020)

На примере граничных задач – векторной (система дифференциальных уравнений) и скалярной (одно уравнение) – демонстрируются особенности их решений при использовании метода блочного элемента. В этом методе решения могут быть представлены в упакованном и распакованном виде. В настоящем сообщении на примере двух впервые точно решенных методом блочного элемента векторной и скалярной граничных задач разъясняются эти свойства в сопоставлении. Векторная граничная задача ранее была поставлена академиком И.И. Воровичем своему ученику, точное ее решение дается в работе.

Борисов А.В., Иванов А.П. «Применение интеграла Джеллетта при наличии трения качения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 48-50 (2020)

В “Трактате по теории трения” Джеллетт рассмотрел задачу о подъеме оси симметричного волчка со сферической пяткой, движущегося по шероховатой горизонтальной плоскости. Ключом к решению стал найденный Джеллеттом первый интеграл, вид которого инвариантен характеру силы трения в опоре: скалярное произведение кинетического момента на радиус-вектор точки контакта постоянно. Исследуются возможности обобщения этого подхода на случай, когда к силе трения добавляется момент трения качения.

Козлов В.В., Грек Г.Р., Катасонов М.М., Корнилов В.И., Садовский И.А. «Воздействие распределенного отсоса на развитие собственных возмущений пограничного слоя на нелинейной стадии их развития» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 51-56 (2020)

Представлены результаты экспериментальных исследований воздействия распределенного отсоса через мелкоперфорированную проницаемую секцию на пространственное развитие возмущений на нелинейной стадии их развития в пограничном слое прямого крыла. Показано, что распределенный отсос позволяет на основной частоте и ее гармониках снизить на два порядка интенсивность как естественных пульсаций скорости пограничного слоя, так и искусственных, генерируемых внешним акустическим полем. Оказывая существенное влияние на среднее течение, отсос устраняет турбулентное состояние пограничного слоя ниже области воздействия, смещает отрыв потока, сохраняя его в ламинарном состоянии.

Морозов Н.Ф., Товстик П.Е., Товстик Т.П. «Изгибные колебания многослойных пластин» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 57-61 (2020)

Рассматриваются малые длинноволновые свободные изгибные колебания многослойной пластины с чередующимися мягкими и жесткими слоями. Обсуждаются приближенные способы определения податливости на поперечный сдвиг необходимой при замене многослойной пластины эквивалентной однослойной пластиной Тимошенко–Рейсснера. Проводится сравнение с точным решением трехмерной задачи теории упругости. Исследуется зависимость податливости на сдвиг и частот колебаний от отношения модулей Юнга слоев и от расположения слоев.

Смирнов И.В., Петров Ю.В. «О временных характеристиках разрушения при высокоскоростных испытаниях» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 62-65 (2020)

В задачах высокоскоростного нагружения нестабильное поведение общепринятых прочностных характеристик материала существенно затрудняет оценку динамической прочности материала. В работе обнаружен новый эффект, который в ряде практически важных случаев испытаний с контролируемой скоростью воздействия для оценки динамической прочности позволяет предложить удобную временную характеристику инкубационных процессов разрушения при высокоскоростных нагрузках. Показано, что рассматриваемая временная характеристика не зависит от скорости деформации или скорости приложения нагружения и может быть определена из общедоступных экспериментов. Это дает возможность ввести параметр материала, который может применяться для критериальных условий оценки прочности материала при высокоскоростных нагрузках, в том числе для расчета скоростной и временной зависимости критических напряжений разрушения.

Туник Ю.В. «Об энергетической эффективности незамкнутого термодинамического процесса с детонационным горением» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 66-69 (2020)

Сравнивается энергетическая эффективность сжигания газообразного топлива в режиме детонации Чепмена–Жуге и при постоянном объеме в случае незамкнутого термодинамического процесса, который заканчивается истечением продуктов горения в окружающее пространство. В отличие от полного термодинамического цикла, рассматриваемый процесс не обеспечивает остановку продуктов горения и восстановление начальных значений давления и плотности газа. Показано, что абсолютное преимущество детонации Чепмена–Жуге проявляется только при использовании кинетической энергии продуктов детонации. В противном случае горение при постоянном объеме может быть более эффективным, чем детонация.

Черноусько Ф.Л. «Управление ориентацией тела при помощи нескольких подвижных масс» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 70-74 (2020)

Рассматривается задача об управлении ориентацией твердого тела при помощи нескольких вспомогательных точечных масс, движущихся относительно тела. Предложен алгоритм переориентации тела, основанный на простых движениях этих масс. Показано, что наличие нескольких (более трех) подвижных масс существенно облегчает выбор областей их возможных движений.

Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н. «Инвариантность эффективной фазовой скорости гидроакустического поля в глубоком океане» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 75-78 (2020)

Исследуется распределение в глубоком море звукового давления и градиентов фазы вдоль трасс распространения сигналов в ближней и дальней зонах освещенности, а также в зоне тени. Показано, что характеристики поля, сформированные вытекающими, захваченными и водными модами, существенно различаются. Установлено, что градиенты фазы и зависимости “эффективной фазовой скорости” от расстояния в зоне тени устойчивы и определяются единой инвариантной закономерностью. Предложено аналитическое описание этой зависимости. Установлено также, что величина эффективной фазовой скорости в зонах с доминирующими водными модами близка к средней скорости звука в волноводе.

Колесников В.И., Ермаков С.Ф., Сычев А.П., Шершнев Е.Б., Пискунова Е.Д. «Трибоиндуцированный эффект экранирующего действия этаноламинов и соединений холестерина при динамическом контакте металлов в пластичных смазках» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 79-83 (2020)

Обнаружен индуцированный при фрикционном взаимодействии сопряженных поверхностей эффект интегрального экранирующего действия пластичных смазочных материалов, содержащих этаноламины и соединения холестерина жидкокристаллического типа. Показано, что данный эффект защитных противоизносных свойств пластичных смазочных материалов существенно повышается с использованием в них в качестве базовой основы в отличие от очищенных минеральных масел промежуточных фракций нефтепереработки – дистиллятов нефтяных, которые, вследствие присутствия природных поверхностно-активных веществ в процессе динамического контакта и взаимодействия с этаноламинами и соединениями холестерина, образуют смазочные слои с низким сопротивлением сдвигу и высокими противоизносными свойствами.

Корольков А.И., Андреев В.Г., Грамович В.В., Алеевская А.М., Мартынюк Т.В., Руденко О.В. «Вариационный метод разделения аортальной и легочной компонент звука второго тона сердца» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 493, № 1, с. 84-89 (2020)

Предложен вариационный метод разделения сигнала звука второго тона сердца на аортальную и легочную компоненты, основанный на минимизации функционала с использованием модельных сигналов, зависящих от ряда параметров. Определен диапазон изменения указанных параметров и проведено тестирование алгоритма на модельных сигналах и на сигналах, полученных у пациентов с легочной гипертензией. Проведен анализ погрешностей метода в зависимости от уровня шума и времени задержки между компонентами. Продемонстрирована работоспособность алгоритма при разделении сигналов, измеренных у пациентов, и определении задержки между компонентами. Показана корреляция между временем задержки и давлением в легочной артерии, что может служить основой нового метода диагностики легочной гипертензии.