Шарфарец Б.П., Лебедев Г.А., Пыхов Д.С., Сергеев В.А., Сетин А.И. «Акустический преобразователь, построенный на использовании электрокинетических явлений» Морские интеллектуальные технологии, 1, № 1, с. 141-152 (2019)

Предложены необходимые уравнения и краевые условия для описания акустических полей, вызываемых электрокинетическими явлениями: наличием двойного электрического слоя и приложенного электрического поля, являющегося суммой постоянного поля и электрического поля, несущего акустическую информацию. Уравнения рассматриваются для условий вязкой несжимаемой и сжимаемой жидкости при условии расчета соответственно гидродинамики стационарного электроосмотического процесса и акустического процесса. Из полученных выражений видно, что процессы, происходящие при акустическом электроосмосе имеют как много общего, так и содержат некоторые отличия от процессов классического электроосмоса. Разработанная в работе физическая модель и полученные соответствующие математические выражения позволяют рассчитывать акустические характеристики излучателя, основанного на наличии электрокинетических явлений и оптимизировать его устройство. Полученные результаты могут использоваться в научном приборостроении. Приведен пример модельных расчетов.

Шарфарец Б.П., Горин С.В., Майоров В.С., Лукьянов В.Д., Сетин А.И. «Система уравнений электрогидродинамики для расчёта электроакустического преобразователя нового типа» Морские интеллектуальные технологии, 1, № 1, с. 153-158 (2019)

Статья посвящена учету ряда особенностей электроосмотического процесса в стандартной электрогидродинамической (ЭГД)-модели, для чего проводится детализация отдельных уравнений ЭГД-системы, приводятся реальные оценки используемых параметров. ЭГД-система адаптируется под решение электроосмотических задач путем привлечения хорошо развитого аппарата электрохимического потенциала заряженных частиц. Получена замкнутая система ЭГД-уравнений для такого специфического подраздела электрогидродинамики, как электроосмотические явления. ЭГД-система не содержит уравнения диффузии для поиска поля концентраций ионов. В работе они рассчитаны проще в приближении Дебая-Хюккеля. Это позволяет упростить расчет электроосмотических потенциалов и плотностей зарядов ионов. Проведена коррекция других уравнений ЭГД-системы с учетом особенностей электроосмотических процессов. Наличие в системе уравнения теплопроводности позволяет рассчитывать поле температуры в жидкости, что является крайне необходимым для поддержания необходимого температурного режима при реализации на практике излучателя нового типа. Результаты могут быть использованы при проектировании акустического преобразователя, основанного на использовании электрокинетических явлений.

Щеголихин В.П., Горин С.В., Маслов В.Л., Никущенко Д.В., Сетин А.И. «О возможности определения остаточного акустического ресурса корабельных механизмов» Морские интеллектуальные технологии, 1, № 1, с. 159-162 (2019)

Изложена возможность расчетного определения значений остаточного акустического ресурса корабельных машин и механизмов в период их эксплуатации с использованием бортовых информационно-измерительных комплексов виброакустического самоконтроля. Представлены расчетные зависимости и изложен порядок измерения и расчета остаточного акустического ресурса. Показано, что использование данного алгоритма в составе программного обеспечения существующих и перспективных бортовых информационно-измерительных комплексов должно существенно расширить возможности виброакустического контроля корабельного оборудования, машин и механизмов за счет выявления начала деструктивных процессов и недопущения превышения уровнями спектральных составляющих своих «паспортных» значений или эксплуатационной нормы в одной или нескольких спектральных полосах частот. Работа корабельных информационно-измерительных комплексов в режиме определения остаточного акустического ресурса должна осуществляться строго на одном и том же режиме движения и работы технических средств корабля, соблюдение параметров режима должно контролироваться корабельной системой управления техническими средствами. Особенно эффективно, предложенная выше, методика определения остаточного акустического ресурса будет работать в том случае, когда в бортовых информационно-измерительных комплексах предварительно реализованы алгоритм паспортизации виброакустического состояния корабельных механизмов и алгоритм выявления «акустически неисправных» механизмов в энергетических отсеках корабля.

Щеголихин В.П., Горин С.В., Майоров В.С., Никущенко Д.В., Сетин А.И. «Алгоритм выявления источников повышенной виброактивности в энергетических отсеках корабля» Морские интеллектуальные технологии, 1, № 1, с. 163-166 (2019)

Бортовые вычислительные комплексы виброакустического контроля служат для выявления «акустически неисправных» судовых машин и механизмов. Эксплуатация бортовых комплексов в реальных условиях показала, что их показания могут искажаться наведенными уровнями вибрации и воздушного шума, создаваемыми соседними машинами и механизмами. В данной работе предлагается алгоритм выявления источников повышенной виброактивности и шумоизлучения машин и механизмов, находящихся в отсеках корабля. Реализация данного алгоритма в составе программного обеспечения существующих бортовых информационноизмерительных комплексов виброакустического контроля существенно расширит их технические возможности в решении задач выявления машин и механизмов, вносящих основной вклад в повышенное шумоизлучение корабля. Особенно большой технический эффект от применения данного алгоритма должен проявляться при его совместном использовании с алгоритмом выявления «акустически неисправных» судовых машин и механизмов в энергетических системах корабля. При этом предполагается, что ранее в системе реализован алгоритм паспортизации виброакустического состояния машин и механизмов, в основу работы которого положена возможность автоматического сопоставления уровней «паспортного» спектра вибрации или эксплуатационной нормы в одной или нескольких спектральных полосах частот с уровнями реальных спектров, контролируемого объекта.

Васильев Б.П., Разрезова К.В., Горин С.В., Лебедев Г.А., Сетин А.И. «Термоакустические источники звука – термофоны: расчёт, проектирование, перспективы применения» Морские интеллектуальные технологии, 1, № 1, с. 167-172 (2019)

Приводятся результаты исследований проволочных и пленочных термофонов различной конфигурации с целью определения их акустических характеристик и направлений возможного практического применения. Представлены основные соотношения и формулы, расчет по которым подтверждается проведенными экспериментальными результатами. Проводится анализ двустороннего и одностороннего режимов излучения проволочных термофонов. Отмечается, что основным недостатком проволочных термофонов с односторонним излучением является неравномерность их АЧХ, что затрудняет их практическое применение. В двустороннем режиме проволочные термофоны могут успешно использоваться в качестве поршневых источников звука в трубах. Пленочные термофоны различной формы без теплоизолирующей подложки обладают равномерными, воспроизводимыми акустическими характеристиками, которые можно прогнозировать путем расчета, зная физические константы используемых материалов конструкции термофонов. Перспективным направлением исследования является использование термофонов в качестве источников излучения звука в жидкую среду. Приводятся результаты исследования излучения пленочного термофона в две жидкости (дистиллированная вода и керосин). По сравнению с излучением в воздух излучение в керосин, например, выше примерно на 20 дБ.

Лукьянов В.Д., Носова Л.В., Будрин С.В., Маслов В.Л., Никущенко Д.В., Филимонов А.К. «Входной импеданс периодического набора поршневых излучателей с акустическими резонаторами в жёстком экране» Морские интеллектуальные технологии, 1, № 1, с. 173-179 (2019)

Построено аналитическое решение двумерной задачи об излучении периодическим набором поршневых излучателей, размещенных в жестком экране, в полуплоскость, заполненную акустической средой. Поршни подкреплены упругими пружинами и нагружены на акустические резонаторы. Гармонические колебания поршневых излучателей поддерживаются активными силами, синхронизированными между собой. Акустическое поле в полуплоскости представляет собой набор распространяющихся однородных плоских волн и неоднородных волн, которые локализованы вблизи поршневых излучателей. Найдено аналитическое представление для входного импеданса поршневых излучателей. Входной импеданс представлен в виде алгебраической суммы импедансов поршневых излучателей, которые колеблются в вакууме, и входных импедансов излучения поршней в акустические среды, заполняющие полуплоскость и акустические резонаторы. Каждый из импедансов излучения поршней представлен в виде парциальных импедансов излучения поршней в нормальные волны, возбуждаемые в полуплоскости и резонаторах. Проведены численные расчеты зависимости коэффициента возбуждения основной нормальной волны, возбуждаемой в полуплоскости, от частоты сил, действующих на поршневые излучатели. Анализ показал, что вид частотной зависимости коэффициента возбуждения связан с особенностями поведения частотных зависимостей реальной и мнимой частей входного импеданса периодической системы поршневых излучателей. Максимумы коэффициента возбуждения имеют резонансный характер, так как достигаются на частотах, при которых мнимая часть входного импеданса обращается в нуль. Минимумы коэффициента возбуждения достигаются на частотах зарождения распространяющихся нормальных волн в полуплоскости и резонаторах.