Гладилин А.В. «Академик Николай Николаевич Андреев – основатель Акустического института (к 140-летию со дня рождения)» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 10-11 (2020)

В 2020 году исполнилось 140 лет со дня рождения выдающегося акустика академика Н.Н. Андреева. Цель доклада – сфокусироваться на предвоенных и послевоенных годах работы Н.Н. Андреева, ускоривших исследования его научной школы и придавших новый импульс развитию акустики в СССР. В 30-е годы работа Н.Н. Андреева была связана с преподаванием и исследованиями в Ленинграде, в частности, в Физико-техническом институте АН СССР. Его научные работы того времени были, в основном, связаны с воздушной акустикой – вопросы излучения и распространения звука, архитектурная акустика, акустика музыкальных инструментов, звукофикация открытых пространств на выставках и массовых мероприятиях. Большинство учеников школы Н.Н. Андреева составляли ученые с университетским образованием, и даже за простыми техническими решениями стояло глубокое понимание физических процессов. В эти же годы в Ленинграде существовал еще один акустический центр. В Акустическом отделе Центральной радиолаборатории (ЦРЛ) воздушной акустикой не занимались, там проводилась интенсивная работа по созданию первых отечественных отечественных гидроакустических устройств – эхолотов, переговорных и навигационных приборов. Эти исследования не афишировались, хотя и удостоились первой в истории акустики Сталинской премии (1941 г.). Неоценимы заслуги ЦРЛ в ходе подготовки советского подводного флота к предстоящей войне. Однако в конце 30-х годов ЦРЛ была закрыта, тем самым гидроакустическому направлению в СССР был нанесен чувствительный удар. В связи с переездом АН СССР в Москву и созданием Физического института имени П.Н. Лебедева (ФИАН), Н.Н. Андреев получил возможность создать Акустическую лабораторию «под крышей» ФИАН. Одним из важнейших направлений работ коллектива Н.Н. Андреева стала разработка акустической части проектирования будущего Дворца Советов (ДС). Комиссия по акустике АН СССР, возглавлявшаяся Н.Н. Андреевым, приняла на себя руководство этим направлением. В ходе этой работы формировался коллектив, которому предстояла командная работа на многие годы вперед. Эти исследователи и составили в будущем ядро Акустического института. Новые по тем временам решения, призванные улучшить акустические характеристики небывалого по размерам большого зала ДС были предложены А.В. Римским-Корсаковым, В.С. Григорьевым, Л.Д. Розенбергом, Б.Д. Тартаковским. Напряженно велись поиски «высококачественного звукопоглотителя». Лучшим было признано решение Г.Д. Малюжинца, который дал изящную теорию многослойного звукопоглотителя. Впоследствии эта теория сыграла важную роль в гидроакустике. После начала войны лаборатория была эвакуирована в Казань, где в 1942 г. Н.Н. Андреев и получил предложение обратиться к гидроакустическим задачам. После Великой отечественной войны интересы Акустической лаборатории были уже тесно связаны с акустикой океана. Быстрые успехи в этой области были связаны с особенностями школы Н.Н. Андреева – подходом, основанным на глубоком понимании физических процессов, высокой квалификацией участников, готовностью браться за новые сложные задачи, что очень важно в такой разветвленной области как акустика. Н.Н. Андреев был хорошо известен зарубежным ученым еще со времен знакомства с А. Эйнштейном в 1905 году, теперь международное признание получила и его школа. В 1946 году ученики Н.Н. Андреева – Л.М. Бреховских и Л.Д. Розенберг, проводя опыты в Японском море, делают открытие, которое многие эксперты уже 70 лет считают достижением нобелевского уровня. Они открывают т. н. подводный звуковой канал. В последующие годы открытия в области гидроакустики, потребности ВМФ СССР, мощный потенциал коллектива (рост численности коллектива с 24 человек в 1945 году до 79 человек в 1953 году) поставили во главу угла задачу превращение лаборатории в отдельный Акустический институт АН СССР. Вопрос о необходимости организации в системе АН СССР Акустического института был поставлен Н.Н. Андреевым еще до войны, но в связи с трудностями послевоенного периода создание института задержалось и состоялось только 1 января 1954 года. Директором-организатором стал чл.-корр. АН СССР Л. М. Бреховских. Он осуществил строгий отбор талантливых выпускников советских вузов, пополнивших лаборатории института – это были В.И. Мазепов, Ф.И. Кряжев, Ю.П. Лысанов и другие молодые ученые. Н.Н. Андреев, поддерживая своего ученика в вопросах исследований акустики океана, тем не менее ставил задачи диверсификации задач, которые могли бы выполнить сотрудники института, В новом институте он заложил основы изучения фундаментальных основ промышленного ультразвука, биологической, нелинейной, физиологической акустики – направлениями, значение которых в полной мере раскрывается только сегодня. Фундаментальные и прикладные исследования института в послевоенные годы пользовались международным признанием, и с 1957 года сотрудники института представляли нашу страну в Международной акустической комиссии. Научный стиль, заложенный Н.Н. Андреевым, не раз выручал институт в трудные 90-е годы. Акустический институт имени Н.Н. Андреева в постперестроечные годы стал полноправным участником масштабных международных программ. Важным этапом явилось участие института в международных проектах ATOC – Acoustic Thermometry of Climate (Акустическая термометрия океанического климата), ACOUS. AMOC, CRDF. Акустический институт стал одним из немногих НИИ, которые выигрывают гранты сразу в нескольких подразделениях Российского фонда фундаментальных исследований – физика и астрономия, науки о земле, биология, телекоммуникации, социология науки и технологий. Такое под силу разве что профильным университетам. Другой пример диверсификации состоит в том, что подходы, выработанные специалистами в области гидроакустики, оказались полезными для нефтегазовой отрасли. Сегодня институт переживает новый этап своего развития и создает комплексы различного оборудования для проведения морских геологоразведочных и подводных технических работ, а также поисковые навигационные и охранные системы.

Васильев Б.П., Пугачев С.И., Разрезова К.В., Чижов Г.В. «Исследование процесса излучения звука в жидкую среду термоакустическими источниками» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 12-16 (2020)

Термоакустические источники звука – термофоны относятся к классу широкополосных нерезонансных безынерционных источников звука. Применение пленочных термофонов открывают широкие возможности их практического использования для решения задач физической и технической акустики. В основу работы термофона положен термоакустический эффект. Излучение звуковой волны от твердой поверхности с периодически колеблющейся температурой происходит за счет возникновения в пристеночном слое жидкости неоднородной тепловой волны. Проведен анализ условий формирования неоднородной тепловой волны вблизи поверхности твердого тела и генерации звука с удвоенной частотой. Основным направлением исследования является возможность использования термофонов в качестве излучателей звука в жидкую среду. В работе показано, что при излучении в жидкость возникают две волны давления от двух границ раздела активного элемента. Причем излучение от нижней границы (подложки) может значительно превышать излучение от верхней границы с жидкостью. Для проведения гидроакустических измерений в жидких средах необходимо разрабатывать специальные термофоны, гидроизолированные от проводящей жидкости, используя различные иммерсионные жидкости. В природе существует множество жидких диэлектриков. Это позволяет за счет подбора физических параметров регулировать интенсивность излучения звука термофоном.

Дембелова Т.С., Макарова Д.Н., Бадмаев Б.Б., Очиров Б.Д. «Акустическое исследование нелинейности сдвиговой упругости наносуспензий» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 17-22 (2020)

Акустическим резонансным методом с применением пьезокварцевого кристалла определен комплексный модуль сдвига суспензий наночастиц диоксида кремния в полиэтилсилоксановой жидкости. Метод основан на изучении влияния сил добавочной связи на резонансные характеристики колебательной системы. Пьезокварц, закрепленный в точках на узловой линии, колеблется на основной резонансной частоте 73 кГц, совершая тангенциальные смещения. Суспензия наносится на один конец горизонтальной поверхности и накрывается твердой накладкой из плавленого кварца, подвергаясь деформациям сдвига. При увеличении значений вынуждающей силы, колеблющей пьезокварц, резонансные кривые деформируются, что свидетельствует о нелинейности сдвиговой упругости исследуемых суспензий. Получены зависимости модуля сдвига наносуспензий от амплитуды деформации.

Кирпичников В.Ю., Петров А.А. «О потерях колебательной энергии в вязком несжимаемом слое с одной колеблющейся и другой жёсткой границами» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 23-28 (2020)

Рассматривается динамика вязкого несжимаемого слоя, ограниченного с одной стороны изгибно колеблющейся пластиной, а с другой – неподвижной стенкой. На основании решения линеаризованного уравнения Навье–Стокса, описывающего динамику вязкой несжимаемой жидкости, вычислены удельное механическое сопротивление слоя колеблющейся пластине и коэффициент потерь колебательной энергии в пластине. Показано, что механическое сопротивление увеличивается с уменьшением волнового размера толщины слоя, причем реактивная часть сопротивления растет обратно пропорционально kH, а активная часть – обратно пропорционально кубу kH. С увеличением толщины слоя решение асимптотически сходится к известному, полученному для случая полубесконечного слоя

Козабаранов Р.В., Борисенок В.А., Диденкулов И.Н., Буркацкий А.С., Егоров А.С., Литвинов Д.А., Чернов В.В. «Сонолюминесценция в пьезокерамическом резонаторе» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 29-33 (2020)

Приведены результаты исследования сонолюминесценции в цилиндрическом резонаторе, изготовленном целиком из пьезокерамики. Численная модель акустического резонатора позволила определить режимы колебаний резонатора для наблюдения сонолюминесценции. Представлены данные о получении и исследовании одно- и многопузырьковой сонолюминесценции в системе вода-воздух. Показано, что условия для возникновения сонолюминесценции создаются в пьезокерамическом резонаторе при электрических напряжениях, значения которых меньше на порядок величины, чем в резонаторах других типов.

Котельникова Л.М., Николаев Д.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Определение упругих свойств твердотельного шара по результатам рассеяния на нем акустического пучка» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 34-38 (2020)

При проведении экспериментов с упругими сферическими рассеивателями необходимо знать их основные параметры, характеризующие внутренние резонансы. В настоящей работе показано, что скорости продольных и поперечных волн в твердотельном шаре могут быть определены из характеристик рассеяния ультразвукового пучка. В качестве рассеивателей использовались шары из стали и нейлона миллиметровых размеров, которые крепились в воде с помощью системы натянутых рыболовных лесок малой толщины. Акустическое поле создавалось плоским пьезоэлектрическим излучателем, работающим в импульсном режиме в мегагерцовом диапазоне частот. Рассеиватель помещался на оси излучателя. Путем сравнения экспериментальных данных и численных расчетов для амплитуды рассеяния были найдены неизвестные скорости и оценены коэффициенты поглощения упругих волн.

Легуша Ф.Ф., Маслов В.Л., Попов Ю.Н., Чижов В.Ю. «Исследования взаимодействия акустической добавки к температуре среды со сферической полостью, взвешенной в жидкости» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 39-44 (2020)

Bсследуются процессы, возникающие при взаимодействии плоской звуковой волны, распространяющейся в безграничной вязкой и теплопроводной жидкости, в которой имеется неподвижная сферическая полость, заполненная газом. Предполагается, что полость имеет малые волновые размеры k₁R < < 1, где k₁ – волновое число в жидкости, R – радиус сферы. Кроме того, в объеме полости выполняется дополнительное условие 2δ_T2 < < R, где δ_T2 – толщина акустического пограничного слоя в газе. На высоких частотах в результате взаимодействия с поверхностью полости акустической добавки к температуре среды в объеме полости наблюдаются явления: диссипация акустической энергии за счёт возбуждения в газе, заполняющем сферу, сильно затухающей неоднородной тепловой волны; возбуждение в полости вторичной сходящейся сферической звуковой волны; возбуждение колебаний в объеме сферы и, как следствие этого, переизлучения сферической звуковой волны в окружающую среду. На низких частотах наблюдается дополнительный диссипативный процесс, возникающий за счёт теплообмена между звуковой волной и полостью, заполненной газами, имеющими конечное значение теплопроводности.

Легуша Ф.Ф., Никущенко Д.В., Попов Ю.Н., Рытов Е.Ю. «Механизм дополнительного излучения звука при взаимодействии бегущей звуковой волны с границей жидкость–газ» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 45-49 (2020)

Представлена задача о взаимодействии плоской звуковой волны, распространяющейся в жидкости, с бесконечной поверхностью, контактирующей с газообразной средой. Решение задачи получено с учётом акустической добавки к температуре среды. Показано, что в случае контакта вязких и теплопроводных сред возникает дополнительное излучение звука в газообразную среду. Это является следствием того, что при взаимодействии звуковой волны с поверхностью, на ней возникает переменное температурное поле, возбуждающее в газе неоднородную тепловую волну, которая за счёт термоакустического эффекта генерирует в газ вторичную звуковую волну. Амплитуда колебательной скорости вторичной волны u_2T растет пропорционально √f, где f – частота волны. В результате чего акустическая прозрачность поверхности жидкости увеличивается с ростом частоты. На частотах f>1,0 кГц уровень вторичного излучения на 40 дБ превышает уровень акустического поля, создаваемого прошедшей волной. На частотах f<5,0 кГц уровень вторичного излучения на 20 дБ ниже уровня звуковой волны, падающей на границу раздела сред. Уровни дополнительного излучения достаточны для экспериментального обнаружения вторичных волн.

Максимов А.О., Половинка Ю.А. «Деформационные колебания газового пузырька вблизи межфазной поверхности» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 50-57 (2020)

Цель работы состояла в исследовании влияния границы раздела между средами с различными механическими свойствами на поведение газового пузырька. Возможность описать динамику газового включения при наличии ограничивающих поверхностей аналитическими методами связана с наличием внутренней симметрии задачи. Этот подход успешно применялся ранее для описания объемных колебаний, и обобщается в настоящей работе на поверхностные моды. Наличие границы приводит к снятию вырождения деформационных мод колебаний. Определена форма искажений поверхностных мод. Экспериментальное наблюдение описанного эффекта возможно при анализе рассеянного сигнала в условиях двухчастотного возбуждения: волной накачки, имеющую частоту близкую к резонансной частоте пузырька и высокочастотной сигнальной волной.

Микушев В.М., Чарная Е.В. «Изменение ядерной спиновой релаксации в условии акустического и магнитного насыщения линии ядерного магнитного резонанса в кристаллах» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 58-62 (2020)

Приводятся результаты экспериментальных исследований акустического и магнитного стационарного воздействия резонансной частоты на скорость ядерной спин-решеточной релаксации в диэлектрических кристаллах. Показывается универсальный характер уменьшения скорости релаксационных процессов в результате насыщения линии ЯМР. Полученные результаты интерпретируются в рамках разработанной модели подавления релаксации, идущей с участием спиновой диффузии, за счет локального перегрева спиновой системы вблизи парамагнитных центров. Модель согласуется с обнаруженным различием скорости релаксации при положительной и отрицательной интегральных температурах ядерной спин-системы.

Першин С.М., Брысев А.П., Гришин М.Я., Бункин А.Ф., Леднев В.Н., Клопотов Р.В. «Оптическая диагностика профиля акустического давления в фокусе ультразвукового пучка в воде» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 63-66 (2020)

Впервые проведена оптическая диагностика профиля акустического давления в воде с перепадом 50 МПа в фокусе ультразвукового пучка (1.8 МГц). Пучок лазера (10 нс, 527 нм) фокусировали в перетяжку УЗ пучка под 90°. Рассеянные назад фотоны анализировали спектрометром. Профиль давления зондировали при увеличении задержки лазерных импульсов относительно УЗ импульсов. Установлено, что деформация полосы валентных колебаний О-Н в спектре комбинационного рассеяния света и амплитуды упругого рассеяния хорошо отражают профиль давления, непосредственно измеренный PVDF-гидрофоном. Полученные результаты могут служить основой нового метода дистанционного обнаружения процессов сжатия-растяжения в воде.

Пирозерский А.Л., Смирнова О.И., Недбай А.И., Шевцова О.Д. «Особенности процессов плавления и кристаллизации водных растворов диметилсульфоксида в условиях ограниченной геометрии» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 67-72 (2020)

Методами физической акустики и дифференциальной сканирующей калориметрии исследованы кристаллизация и плавление диметилсульфоксида и его водных растворов в пористых стеклах. Обнаружены размытие фазовых переходов, выраженный температурный гистерезис между ними, и смещение их температурных интервалов в сторону низких температур. Интервалы переходов, определенные указанными методами, существенно различались.

Симаков И.Г., Базарова С.Б., Гулгенов Ч.Ж. «Акустическое исследование диэлектрических свойств адсорбированной воды» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 73-77 (2020)

Продемонстрирована возможность применения поверхностных акустических волн в качестве инструмента исследования диэлектрических свойств адсорбированной воды. Чисто акустическим методом получены частотные зависимости действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости адсорбированной воды. Показано, что частотная зависимость диэлектрических свойств адсорбированной воды хорошо согласуется с уравнением Дебая.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Бородина И.А., Семенов А.П. «Акустический резонатор с радиальным возбуждающим электрическим полем» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 78-82 (2020)

Представлен новый тип пьезокерамического акустического дискового резонатора с радиальным возбуждающим электрическим полем. Резонатор представляет собой диск из пьезоматериала кристаллографического класса 6mm, на одну сторону которого нанесены два круглых концентрических металлических электрода с зазором между ними. Преимущество такого типа резонаторов заключается в том, что на его характеристики оказывают влияние механические и электрические свойства нагрузки, нанесенной на другую сторону резонатора, при этом характеристики резонатора можно эффективно вычислять при помощи двумерного метода конечных элементов. Представлена модель свободного резонатора и резонатора, нагруженного пленкой конечной толщины. Рассчитаны характеристики различных мод колебаний для резонаторов из пьезокерамики ЦТБС 3 при различной ширине электродов и зазора между ними.

Чернов Н.Н., Вареникова А.Ю., Лагута М.В. «Разработка вычислительного алгоритма визуализации внутренних структур биообъекта на основе построения картины распределения акустического нелинейного параметра» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 83-86 (2020)

Рассматривается вычислительный алгоритм визуализации внутренних структур биотканей. Разрабатываемый алгоритм построен на процессе восстановления акустического нелинейного параметра, характеризующего структуру исследуемого объекта. Представлены физико-математические модели получения значения акустического нелинейного параметра в отдельно взятой точке и в плоском сечении биологического объекта путем измерения амплитудных характеристик высших гармоник прошедшей акустической волны. Получение проекционных данных осуществляется с помощью преобразования Радона с учетом специфики используемого акустического нелинейного параметра. Получены выражение для акустической проекции и уравнения, описывающие взаимосвязь между подвижной и неподвижной системами координат. Все этапы процесса визуализации последовательно отражены в блок-схеме вычислительного алгоритма, реализованного в пакетах прикладных сред математического моделирования.

Чуков В.Н. «Новые законы и физические явления в диффузном рассеянии волны Рэлея» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 87-100 (2020)

В рамках новых топологических законов рассеяния поверхностной акустической волны Рэлея на шероховатом участке конечного радиуса свободной поверхности изотропного твёрдого тела впервые получена аналитическая формула для интенсивности диффузного рассеяния в виде обобщённого ряда Фурье по обобщённому базису Шверда–Лауэ с коэффициентами разложения в виде амплитуд разрывов шероховатости, дающая строго периодический спектр рассеяния для произвольной хаотической решётки разрывов шероховатости. Получен обобщённый закон рассеяния Лауэ–Брэгга–Вульфа. Даны объяснение и полная физическая картина хорошо известных в литературе рассеяния на сверхрешётке, суббрэгговского рассеяния, отсутствовавшие до сих пор в литературе. Получены и исследованы бифуркации обобщённых периодических резонансов для рассеяния на непериодической решётке, псевдобрэгговское рассеяние на участке поверхности с непрерывной шероховатостью, сопровождающееся гигантской модуляцией рассеяния. Установлены условия применимости теории.

Гусев В.А. «Трансформация акустических волн в слоистых средах с модульной нелинейностью» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 101-105 (2020)

Развита модель среды с модульной нелинейностью (бимодульной среды), позволяющая исследовать акустические явления в слоистых средах и многомерные волны. Рассмотрена эволюция поверхностных волн в бимодульной среде. Рассчитаны временные профили в такой среде. Показано, что в бимодульной среде он принципиально несимметричен. Это приводит к формированию однополярного предельного профиля

Гусев В.А., Жарков Д.А. «Поля радиационных сил в вязкой жидкости» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 106-110 (2020)

Рассчитано поле поверхностной акустической волны в системе «слой вязкой жидкости–упругая подложка» с учетом сдвиговых компонент в жидкости. На основе дисперсионного уравнения рассчитаны скорость и затухание поверхностной волны. Показано, что для слабовязких жидкостей изменение скорости незначительно, однако сдвиговые компоненты вносят основной вклад в затухание волны. Рассчитано радиационное давление, возникающее в вязкой жидкости со стороны стоячей поверхностной волны и действующее на элемент ее объема за счет нелинейности уравнений движения. Показано, что учет вязкости изменяет пространственное распределения радиационного давления. Затухание волны вызывает дополнительную тенденцию к сбору взвешенных частиц в центре системы. Сдвиговые компоненты приводят к значительным градиентам радиационного давления вблизи границы раздела сред. Он играют определяющую роль в формировании упорядоченных ансамблей взвешенных частиц на последнем этапе процесса самоорганизации.

Железный В.Б., Ивлиев С.В., Островский Д.Б. «Параметрический приемник Зверева–Калачева как устройство для определения и передачи значения звукового давления в воде» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 111-119 (2020)

Исследуются специфика использования параметрического приемника Зверева-Калачева с короткой базой для определения и передачи значения звукового давления на частотах от нескольких сотен герц до нескольких килогерц. При использовании приемника Зверева–Калачева в больших акустических измерительных бассейнах требуется только измерять значения фазовой модуляции тонального сигнала накачки, плотности воды, скорости звука, длины базы и углов поворота базы приемника относительно положения низкочастотного излучателя. Показана возможность применения параметрического приемника Зверева-Калачева в качестве нового устройства передачи значения звукового давления традиционным гидрофонам

Климчук Е.Г., Парахонский А.Л. «Осцилляции между регулярным и хаотическим режимами движения в фазовом пространстве акустической эмиссии ОСВС» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 120-127 (2020)

Акустическая эмиссия органического самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (ОСВС) рассматривается в качестве открытой динамической системы. Фазовое пространство управляющего параметра (интенсивность звука) ОСВС отражает эволюцию системы во времени: механизм твердофазного горения и формирование конденсированных продуктов. Анализ метрической энтропии акустических аттракторов ОСВС выявляет осциллирующий характер переходных процессов в системе: от регулярных к хаотическим и обратно. Автокорреляционные функции последовательных стадий ОСВС демонстрируют осциллирующий периодический характер. Наименьший период этих осцилляций отражает, по-видимому, минимальный размер перколяционного “акустогенного” кластера, коррелирующий с характерным гетерогенным размером смеси.

Комаровский К.О., Гусев В.А. «Нелинейные волновые явления в узких трубках переменного сечения» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 128-133 (2020)

Рассмотрены явления, возникающие при распространении волн в узких трубках. Для нелинейных волн, описываемых обобщенным уравнением типа Вебстера, получено нелинейное уравнение. Оно учитывает низкочастотную геометрическую дисперсию, которая приводит к несимметричному искажению профиля периодической волны, качественно похожему на искажение нелинейной волны в дифрагирующем пучке. В модели модифицированного обобщенного уравнения Вебстера исследованы аналитические решения задачи о распространении звуковых волн в канале переменного сечения. Подчеркнута специфика протекания нелинейных процессов в полях пилообразных волн. Исследован режим туннелирования волны через сужение трубки специального вида

Коннова Е.О., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Использование графических ускорителей при моделировании нелинейных ультразвуковых пучков на основе уравнения Вестервельта» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 134-140 (2020)

При проектировании мощных ультразвуковых преобразователей медицинского назначения возникает задача моделирования нелинейных фокусированных пучков. Для ее решения удобной волновой моделью является однонаправленное нелинейное уравнение Вестервельта. Большой волновой размер излучателей (около сотни длин волн), малый размер фокальной области высоких гармоник основной частоты (доли миллиметра), а также учет большого числа гармоник в численной модели (до 1000) для описания волн с ударными фронтами приводят к необходимости построения численного решения уравнения на больших пространственных сетках с размером матриц порядка 10000 на 10000. Реализация данной задачи на центральном процессоре (CPU) персонального компьютера занимает время до нескольких суток. Целью работы было разработать алгоритм распараллеливания расчетов оператора дифракции методом углового спектра, оператора нелинейности с помощью метода Рунге-Кутты четвертого порядка и оператора поглощения на графическом процессоре (GPU). Реализация данной задачи на GPU позволила ускорить расчеты в несколько раз по сравнению с CPU.

Вьюгинова А.А., Лбов А.А., Новик А.А. «Ультразвуковое технологическое оборудование для обработки агрессивных сред при повышенных температурах и давлении» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 141-145 (2020)

Ультразвуковые технологии, основанные на возникновении эффекта кавитации в жидкой среде, широко используются в самых различных областях промышленного производства, позволяя инициировать и интенсифицировать разнообразные технологические процессы. К конструкционным элементам оборудования и акустическим системам, работающим под непосредственным воздействием мощного ультразвукового излучения и кавитации, всегда предъявляются специальные требования, но еще более сложные условия для работы оборудования и системы управления возникают в случаях, когда необходимо производить ультразвуковую обработку химически агрессивных сред, сред, имеющих высокую температуру и находящихся под давлением – в этих случаях требования к оборудованию серьезно возрастают. В данной работе рассмотрены особенности ультразвукового оборудования, предназначенного для реализации технологических процессов в агрессивных средах в сложных условиях.

Елисеев Н.Ю. «Влияние ультразвука на структурно-механические свойства высоковязкой нефти» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 146-152 (2020)

В последние время увеличивается количество технологий ультразвуковой обработки добываемых нефтей, однако, механизмы и последствия подобной обработки всё ещё не достаточно исследованы. Объектом изучения была высоковязкая нефть, с содержанием асфальтенов 15–16%. Обработка высоковязкой нефти проводилась в ультразвуковой ванне мощностью 35 Вт, частотой 43–45 кГц, время воздействия варьировалось. В ходе исследований установлено, что воздействие маломощного ультразвукового облучения может быть позитивным, то есть приводить к снижению вязкости обработанной нефти, при достаточно высоких температурах и больших скоростях сдвига. Для каждого конкретного типа нефти, пластовых условий, источника ультразвука существуют свои оптимальные условия обработки, обеспечивающее достижение максимального позитивного эффекта. Однако, после обработки нефти ультразвуком наблюдались и негативные последствия (увеличение вязкости, выпадение осадков). Таким образом, ультразвуковые методы воздействия на высоковязкую нефть лучше рассматривать как дополнительные к другим методам обработки.

Каримов А.Р., Рухман А.А., Задорожный В.С., Лопес М.М., Шиканов А.Е., Богданов В.К. «Изменение фазовых и химических свойств полимерных жидкостей в неравновесных условиях» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 153-156 (2020)

Рассматриваются механизмы разрушения и синтеза макромолекул, которые могут стимулироваться внешними акустическими полями в потоках полимерных жидкостей, содержащих большое количество пузырьков газа. В данном случае появление огромного числа кавитационных зародышей обусловлено развитой внутренней структурой и наличием различных степеней свободы полимерных макромолекул. Предполагается, что динамика этих пузырьков зависит от изменения геометрии потока и возбуждающих звуковых колебаний в потоке. Особое внимание уделено на процесс изменения плотности жидкости за счет эффекта внутреннего эрлифта в полимерной среде. Механически вызванные кинетические изменения макромолекул (разрушение и синтез полимерных цепей) могут происходить, когда пузырьки схлопываются. Эти особенности могут быть использованы при обработке нефти.

Кустов А.И., Деркачев И.С., Мигель И.А. «Определение электрических характеристик пьезокерамики АМД-методами.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 157-162 (2020)

Представлен алгоритм оценки физических параметров полученных по технологии спекания пьезокерамик. Задача быстрого и надежного контроля свойств таких материалов, безусловно, актуальна. Для её успешного решения предложено использовать новое исследовательское направление – акустомикроскопическую дефектоскопию. Суть этого направления в получении акустических изображений структуры приповерхностных слоев твердотельных материалов, а также в экспрессном измерении ряда их акустических характеристик. На основании экспериментальных результатов было предложено рассчитывать значения электрических характеристик по набору акустических. По результатам локальных измерений скоростей акустических волн и уровней их затухания оптимизированы процессы обработки керамик. Для получения экстремальных значений параметров применены методы решения оптимизационных задач.

Марфин Е.А., Абдрашитов А.А. «Влияние ультразвукового воздействия на температурные зависимости вязкости масел» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 163-170 (2020)

Работа посвящена изучению воздействия упругими колебаниями на вязкие жидкости. Исследовано влияние ультразвукового воздействия на вязкость минерального масла с различным содержанием парафина и битума. Сравнивались значения вязкости обработанного ультразвуком и необработанного флюида при одинаковых температурах. Воздействие осуществлялось на частоте 22 кГц с различной продолжительностью по времени. Экспериментальные исследования проводились с использованием вибрационного вискозиметра SV 10. Наибольший эффект снижения вязкости наблюдался при 25% содержании битума. Продолжительные непрерывные измерения на вибрационном вискозиметре выявили, что после прекращения воздействия вязкость жидкостей восстанавливается и в некоторых случаях становится выше первоначальных значений. Полученные результаты могут быть использованы при выборе режимов акустического воздействия на нефть для более эффективного снижения затрат на ее добычу и транспортировку

Муллакаев М.С., Салтыков Ю.А., Салтыков А.А., Муллакаев Р.М. «Анализ опытно-промысловых испытаний ультразвуковой технологии на скважинах Самотлорского месторождения» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 171-173 (2020)

Представлен анализ ультразвуковой технологии и оборудования, проведённый на 68 нефтяных скважинах Самотлорского месторождения нефтесервисной компанией ООО «ЦУТ-Сервис». Проведён анализ результатов опытно-промысловых испытаний скважин с особенностями геолого-физических характеристик обрабатываемых пластов, которые позволили сформулировать алгоритм подбора скважин-кандидатов для ультразвуковой обработки.

Муякшин С.И., Диденкулов И.Н., Вьюгин П.Н., Чернов В.В., Хабаров С.Э. «Применение волн Лэмба для обнаружения и локализации неоднородностей в композитных материалах» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 174-178 (2020)

Исследован метод обнаружения и локализации неоднородностей в пластинах из композитного материала. Метод основан на сравнении распределения амплитуд волн Лэмба ультразвуковых частот по поверхности пластины до и после появления неоднородности. Показано, что изгибные волны Лэмба дифрагируют на неоднородностях типа отверстие и массовая нагрузка на поверхности, что позволяет создавать различные системы обнаружения и локализации таких неоднородностей.

Петросян С.А., Николаев Д.А., Цысарь С.А., Свет В.Д., Сапожников О.А. «Звуковидение в жидкости с приемом эхо-импульсных сигналов посредством многоканального волновода и зеркально-линзовой акустической системы.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 179-185 (2020)

Предложен метод получения акустического изображения объектов в жидкости с помощью двумерной приёмной решетки в комбинации с зеркально-линзовой акустической системой, регистрирующей эхо-импульсные сигналы. Отличительной особенностью разработанного метода по сравнению с традиционными подходами является возможность звуковидения в агрессивной жидкой среде за счёт того, что приёмные элементы находятся на значительном удалении от неё. Исследуемый объект облучается акустическими импульсами от погружённого в жидкость источника. Для эффективного улавливания возникающих эхо-сигналов используется акустическая линза, расположенная около исследуемого объекта так, чтобы он находился вблизи фокуса. После прохождения через линзу эхо-импульсы отражаются от плоского зеркала и посылаются на вторую линзу, которая направляет акустические сигналы на входной торец многоканального волновода. Указанный волновод представляет собой набор металлических стрежней, расположенных параллельно друг другу и объединённых в пучок. Каждый стержень является независимым волноводом, позволяющим с малыми потерями передавать попадающие на его вход акустические сигналы. Выход волноводной системы находится вне жидкости, где производится регистрация акустических сигналов с помощью сопряжённой с торцами стержней матрицы пьезоприёмников. В работе представлены как результаты моделирования, так и экспериментальные изображения, полученные в воде с помощью созданного звуковизора.

Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Нестеров В.А., Генне Д.В., Цыганок С.Н. «УЗ инструмент для реализации комбинированного воздействия в процессе бурения внеземных объектов» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 186-190 (2020)

Рассматривается проблема повышения эффективности ультразвукового бурения твердых материалов для исследовании грунтов планет, астероидов и других космических тел. Предлагается решение проблемы при помощи разработанного устройства, способного, одновременно с ультразвуковым, осуществлять воздействие при помощи низкочастотных макроколебаний и вращательного движения рабочей кромки инструмента.

Хмелев В.Н., Цыганок С.Н., Барсуков Р.В., Хмелев М.В. «Ультразвуковые аппараты для интенсификации процессов» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 191-194 (2020)

Возможность и производительность различных технологий, основанных на применении ультразвукового воздействия, определяется эффективностью этого воздействия. Реализация многих технологических процессов требуется строго дозированного воздействия, поскольку при недостаточном ультразвуковом воздействии процесс слабо интенсифицируется, а при чрезмерном происходит частичное разрушение полезных веществ. Для обеспечения возможности управления процессами осуществляется непрерывный контроль состояния обрабатываемой среды. Контроль реализован за счет измерения электрических параметров пьезоэлектрической ультразвуковой колебательной системы. На основании получаемой информации реализовано согласование электрических параметров ультразвуковой колебательной системы с электронным генератором и управление его выходными параметрами (частотой и амплитудой выходного напряжения) для обеспечения максимальной эффективности процесса.

Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Сливин А.Н. «Ультразвуковая коагуляция аэрозолей в стоячей волне» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 195-202 (2020)

Проблема улавливания субмикронных частиц из газа имеет несомненную актуальность. Для улавливания частиц применяется различное газоочистное оборудование, эффективность которого на субмикронных частицах очень низкая. Одним из перспективных направлений повышения эффективности является их предварительная коагуляция в акустических полях. Формирование стоячей волны является наиболее выгодным режимом, позволяющим максимально эффективно использовать энергию ультразвуковых колебаний при коагуляции высокодисперсных частиц. За счет большого градиента акустического давления частицы стремятся в узловые области, расстояние между частицами изменяется на несколько порядков, за счет чего эффективность коагуляции повышается. Установление оптимальных условий ультразвукового воздействия, зависящих от формы технологического объема, обеспечивает высокую эффективность коагуляции

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Терентьев С.А., Тертишников П.П. «Ультразвуковая сушка капиллярно-пористых материалов» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 203-208 (2020)

Одним из перспективных способов повышения эффективности процесса сушки и его реализации при пониженных температурах является воздействие ультразвуковыми колебаниями. Однако этот способ не получил широкого распространения ввиду его недостаточной эффективности, обусловленной малым выходом акустической энергии в газовые среды. Для решения этой проблемы разработан новый тип твердотельных излучателей, выполненных в виде изгибно-колеблющихся дисков. Сам процесс сушки предложено осуществлять при резонансных расстояниях между излучателем и высушиваемым материалом. На примере сушки овощей показано, что ультразвуковое воздействие обеспечивает сокращение времени сушки не менее чем в 2 раза при температуре высушиваемых образцов не более 50°C.

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Голых Р.Н. «Коагуляция субмикронных аэрозолей ультразвуковыми колебаниями» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 209-214 (2020)

Аэрозоли, формирующиеся в атмосфере за счет антропогенного воздействия человека, а также естественных процессов, являются глобальной проблемой. Среди них наибольшую опасность представляют аэрозоли субмикронных частиц. Для удаления взвешенных субмикронных частиц предложено воздействовать на них ультразвуковыми колебаниями в синусоидальном и нелинейном режимах. Установлено, что ударно-волновое воздействие обеспечивает до 20 раз более высокую скорость коагуляции по сравнению с синусоидальным воздействием при одинаковой суммарной энергии воздействия. Причина заключается в нелинейных эффектах, возникающих при ударно-волновом воздействии (изменение площади сечения столкновения, локальное уплотнение среды, взаимная диффузия газа, окружающего частицу, при переходном режиме обтекания между свободномолекулярным и сплошным).

Балакший В.И., Купрейчик М.И., Манцевич С.Н., Пожар В.Э. «Акустооптические устройства на основе двуосных кристаллов» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 215-219 (2020)

Представлен детальный анализ акустооптического эффекта в двуосных кристаллах на примере кристаллов ромбической сингонии Tl₃AsS₄ и a-HIO₃. Определены оптимальные срезы кристаллов для таких акустооптических устройств как дефлекторы и фильтры. Показана перспективность применения кристалла Tl₃AsS₄ для создания высокоэффективных акустооптических дефлекторов, а также квази-коллинеарных фильтров в ближнем и среднем ИК диапазонах. Проведено исследование характеристик близкого к коллинеарному режима акустооптического взаимодействия. Установлено, что спектральное разрешение акустооптических фильтров на основе такого варианта дифракции оказывается сопоставимым с разрешением квазиколлинеарных фильтров при равной длине акустооптического взаимодействия. В частности, показано, что подобный фильтр на основе a-HIO₃ может существенно превосходить хорошо известный коллинеарный фильтр на основе молибдата кальция по разрешению и при этом потреблять меньшую мощность.

Марунин М.В., Поликарпова Н.В. «Исследование кристаллов α-BaB₂O₄ и β-BaB₂O₄ для применения в акустооптических приборах ультрафиолетового диапазона» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 220-224 (2020)

Исследованы акустические, оптические и акустооптические свойства материалов, принадлежащих к семейству тригональных кристаллов боратов бария α-BaB₂O₄ и β-BaB₂O₄. Рассчитаны фазовые скорости и поляризации акустических волн. Получены зависимости угла Брэгга от частоты ультразвука. Представлены зависимости коэффициентов акустооптического качества материалов от направления фазовых скоростей акустических волн. Работа выполнена с целью оценки возможности создания акустооптических устройств на основе кристаллов боратов бария, работающих в ультрафиолетовой области спектра.

Поликарпова Н.В., Марунин М.В. «Необычные случаи поведения акустических волн на границе раздела в кристалле парателлурита.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 225-229 (2020)

Рассмотрены особенности поведения акустических волн на границе раздела в кристалле парателлурита – материала, наиболее часто используемого в акустооптике. Сильная анизотропия упругих свойств рассматриваемого материала позволяет наблюдать новые эффекты, которые невозможно реализовать в изотропной среде, в числе которых невзаимное отражение волны на границе раздела. Показано, что при невзаимном отражении имеет место симметрия коэффициентов отражения. Обсуждается возможность использования невзаимной геометрии отражения акустических волн при построении акустооптических устройств.

Бункин А.Ф., Михалевич В.Г., Стрельцов В.Н. «Вынужденное рассеяние на упругих колебаниях наночастиц в оптическом резонаторе с нанодисперсным заполнением» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 230-234 (2020)

Рассмотрен стационарный режим генерации стоксового излучения в оптическом резонаторе с высокой добротностью, заполненном жидкой средой с дисперсной фракцией в виде взвеси диэлектрических сферических наночастиц при внешнем возбуждении резонатора. Физическим механизмом вынужденного комбинационного преобразования частоты падающего на среду электромагнитного излучения является раскачка упругих пульсаций дисперсных частиц под действием пондеромоторных сил падающей электромагнитной волны и генерируемых полей комбинационных частот.

Кожушко В.В., Сергиенко В.П., Митюрич Г.С. «Определение модуля Юнга стальной проволоки оптико-акустическим методом» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 235-241 (2020)

Показана возможность бесконтактной ультразвуковой диагностики стального металлокорда в результате измерения скорости низкочастотных продольных импульсов. В основу подхода положено оптико-акустическое преобразование, где в качестве источника использовали наносекундные лазерные импульсы на длине волны 532 нм. Возбуждение зондирующего акустического импульса выполняли нефокусированным лазерным пятном диаметром 5 мм, которое освещало боковую поверхность стальной проволоки. Бесконтактную регистрацию ультразвука выполняли двумя электромагнитными акустическими преобразователями, размещёнными непосредственно у боковой поверхности проволоки. Расстояние между преобразователями составляло 23 мм. Особенностью преобразователей является применение промышленных индуктивностей, с линейными размерами, не превышающими 3 мм, в качестве чувствительных элементов, электрические сигналы которых усиливались. Измерения скорости выполнены в длинноволновом приближении, для которого характерна максимальная фазовая скорость при минимальной дисперсии, что позволяет сохранить форму импульса на значительном расстоянии от источника. Измеренная таким образом скорость продольных стержневых мод и плотность, полученная гидростатическим взвешиванием, определяют модуль Юнга. Полученные экспериментально значения модуля в образцах стальной проволоки различных диаметров согласуется с измеренными контактными методами и табличными величинами.

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Гулий О.И. «Датчик на основе резонатора с поперечным электрическим полем из пьезокерамики ЦТС для анализа бактериальных клеток в жидкости» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 242-245 (2020)

Разработан датчик для анализа микробных клеток на основе резонатора с поперечным электрическим полем, изготовленный из керамики ЦТС 19. В этом резонаторе поперечная компонента механического смещения, не приводящая к радиационным потерям при контакте с жидкостью, является доминирующей. Измеренные частотные зависимости действительной и мнимой частей электрического импеданса резонатора в диапазоне частот 50–300 кГц показали наличие трех резонансов на частотах 68,7, 97,8 и 264 кГц. Добротность каждого резонанса при контакте с жидкостью была существенно выше добротности резонатора с продольной акустической волной на основе ниобата лития. Показана возможность обнаружения и идентификации микробных клеток путем регистрации их специфического взаимодействия с антителами непосредственно в суспензии с помощью этого датчика.

Горбачев И.А., Смирнов А.В., Кашин В.В., Юдин С.Г., Анисимкин В.И., Колесов В.В. «Исследование структурных и пьезоэлектрических свойств плёнок ПВДФ, полученных методом Ленгмюра–Блоджетт» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 246-251 (2020)

Методом Ленгмюра–Блоджет созданы гибкие пьезоэлектрические пленки на основе поливинилиденфторида (ПВДФ). Поляризация полимера осуществлялась в процессе формирования монослоя на поверхности субфазы. Для исследования пьезоэлектрических свойств созданных пленок на их поверхности создавались планарные электродные структуры методом принтинга проводящими чернилами. Морфологические и структурные свойства полученных пьезоэлектрических плёнок и электродных структур изучались с помощью сканирующей электронной микроскопии. При помощи пьезоэлектрического зонда была измерена пьезоконстанта d33.

Зайцев Б.Д., Семёнов А.П., Теплых А.А., Бородина И.А. «Влияние поперечных размеров пьезокерамических резонаторов с продольным и поперечным электрическим полем на особенности возбуждаемых акустических колебаний» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 252-256 (2020)

Изучены особенности акустических колебаний в резонаторе с продольным возбуждающим электрическим полем и в резонаторе с поперечным возбуждающим электрическим полем (ПЭП). Экспериментально и теоретически исследовано влияние диаметра дискового резонатора на его основные характеристики, такие как частоты параллельного и последовательного резонансов и максимальные значение реальных частей электрического импеданса и адмиттанса. Установлено, что частоты параллельного и последовательного резонансов обратно пропорциональны диаметру образца, что соответствует колебаниям радиального типа. Максимальное значение реальной части электрического адмиттанса убывает с уменьшением диаметра диска резонатора, а максимальное значение реальной части электрического импеданса увеличивается. Экспериментально исследовано влияние поперечных размеров ПЭП резонатора на его основные характеристики, такие как резонансная частота параллельного резонанса и максимальное значение реальной части электрического импеданса. Обнаружены три параллельных резонанса, причем резонансные частоты увеличиваются с уменьшением одного из поперечных размеров пьезокерамической пластины резонатора. Что касается максимального значения реальной части электрического импеданса, то для первого и третьего резонанса оно увеличивается и уменьшается для второго.

Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Семенов А.П., Бородина И.А. «Влияние проводящей пленки с конечной толщиной на характеристики резонатора с поперечным электрическим полем» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 257-261 (2020)

Методом конечных элементов изучено влияние проводимости и толщины пленки, нанесенной на свободную сторону резонатора с поперечным электрическим полем из пьезокерамики ЦТС 19, на его резонансные характеристики. Исследовались реальные пленки на основе нитроцеллюлозного лака с микрочастицами графита и пленки хитозана – ацетата. Плотность пленки определялась экспериментально по известной массе и геометрическим размерам. Диэлектрическая проницаемость и проводимость пленки были найдены с помощью плоского конденсатора, содержащего исследуемую пленку. Для нахождения коэффициентов упругости и вязкости пленки измерялась частотная зависимость модуля электрического импеданса резонатора с продольным электрическим полем на основе диска из керамики ЦТБС 3, нагруженного исследуемой пленкой. По этой зависимости методом акустической спектроскопии определялись искомые коэффициенты. Полученные данные в совокупности с заданной проводимостью пленки позволили рассчитать частотную зависимость электрического импеданса резонатора с поперечным электрическим полем из керамики, нагруженного исследуемой пленкой. Были построены зависимости частоты параллельного резонанса и значения реальной части импеданса на этой частоте от проводимости пленки при различных значениях толщины. Оказалось, что с ростом проводимости пленки частота параллельного резонанса незначительно увеличивается. При этом максимальное значение электрического импеданса существенно уменьшается. С ростом толщины пленки оба параметра уменьшаются. Были также измерены частотные зависимости электрического импеданса резонатора с поперечным электрическим полем с различными пленками, которые оказались в хорошем соответствии с теорией.

Никитов С.А., Морозова М.А., Матвеев О.В., Садовников А.В. «Акустические и спиновые волны в магнитных, магнитоэлектрических и магнитоупругих гетероструктурах» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 262-267 (2020)

Представлен обзор работ по исследованию свойств акустических и спиновых волн, распространяющихся в твердотельных гетероструктурах и имеющих применения в твердотельной электронике. В настоящее время исследование свойств акустических волн (в первую очередь, поверхностных акустических волн (ПАВ)) в твердых телах обусловлено в основном развитием технологий применения этих волн для нужд микро- и наноэлектроники. Если в недавнем прошлом приборная элементная база на ПАВ ограничивалась частотным диапазоном в пределах СВЧ-диапазона (до 1 ГГц), то в настоящее время вследствие развития технологии элементная база позволяет возбуждать волны с длинами порядка десятков и единиц микрометров на частотах в несколько ГГц и даже более 10 ГГц, и на их основе создается новая элементная база. В микро- и наноэлектронике основные применения ПАВ лежат в области создания линий задержки сигналов, фильтров, резонаторов, в том числе для беспроводных технологий и в особенности датчиков различных физических величин. Исследованиям в данной области и посвящена настоящая работа.

Плетнев О.Н., Бурков С.И., Турчин П.П., Золотова О.П. «Анализ влияния массовой нагрузки металлизации и начального механического давления на дисперсионные характеристики волны Лэмба в пластине ниобата лития.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 268-274 (2020)

Рассматривается влияние на дисперсионные характеристики волн Лэмба массовой нагрузки в виде двух металлических слоев на свободных поверхностях пьезоэлектрической пластины ниобата лития, который широко используются в разработке различных акустоэлектронных устройств. На основе теории распространения акустических волн в пьезоэлектриках, подвергнутых воздействию одноосного механического давления, были также выполнены оценки возможной компенсации изменения фазовых скоростей мод волны Лэмба приложением одноосного механического давления к пьезоэлектрической пластине. Отмечены условия приложения одноосного механического давления, когда изменения фазовых скоростей мод волны Лэмба максимальные либо отсутствуют, что может иметь большое значение для разработки управляемых акустоэлектронных устройств

Акимов А.Г., Егорова М.А. «Влияние широкополосного шума на слуховые вызванные потенциалы ствола мозга мыши.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 275-280 (2020)

Выполнено исследование эффектов продолжительного воздействия белого шума на слуховые потенциалы ствола мозга (СВП) домовой мыши, вызванные звуковыми щелчками. Уровень шума составлял 107 дБ УЗД, продолжительность воздействия 3, 6 или 14 часов. Озвучивание мышей в течение трех–шести часов приводило к повышению порогов СВП в среднем на 20 дБ. Амплитуда пиков СВП при этом уменьшалась в 2–2,5 раза. Шумовое воздействие в течение 14 часов вызывало существенную потерю слуха экспериментальных животных. Пороги СВП увеличивались не менее чем на 40 дБ, вплоть до полной глухоты. Амплитуда пиков СВП падала в 5–10 раз.

Бибиков Н.Г., Низамов С.В., Пигарев И.Н. «Нейронные реакции коры мозга кошки на звуки, поступающие с фронтального направления (методические аспекты)» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 281-284 (2020)

Регистрировали нейронную активность слуховой коры кошки без применения наркотизирующих или седативных средств. Сигналы излучали высокочастотным громкоговорителем, расположенным непосредственно перед головой животного. Реакции одиночных элементов выделяли по форме импульсов в программе Spike2. Использовали специализированные программы для анализа фоновой и вызванной активности клеток.

Бритенков А.К., Машукова О.В., Боголюбов Б.Н., Силаков М.И., Речкин А.И. «Исследование влияния гидроакустических полей высокой интенсивности на морские светящиеся планктонные виды» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 285-288 (2020)

Для дальней звукоподводной связи, телеуправления, освещения подводной обстановки, геолого-, сейсмо- и рыбопромысловой разведки используют мощные низкочастотные излучатели. Создаваемое такими гидроакустическими излучателями звуковое давление достигает нескольких десятков тысяч Па (приведённых к 1 м). Воздействие звуковых полей столь высокой интенсивности на гидробионты практически не изучено. В настоящей работе приведены примеры методик изучения влияния мощных низкочастотных звуковых полей на планктонные морские организмы путём исследования параметров биолюминесценции.

Бобина А.С., Росницкий П.Б., Хохлова Т.Д., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Искажение и затухание сфокусированного ультразвукового пучка при прохождении через брюшную стенку в задачах неинвазивной хирургии абдоминальных гематом» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 289-294 (2020)

Возможность применения высокоинтенсивного фокусированного ультразвука для неинвазивной ликвификации абдоминальных гематом представляет интерес для современных клиницистов. Численный эксперимент по расчету ультразвукового поля внутри тела человека является важным инструментом планирования операции при фокусировке ультразвука через брюшную стенку. В работе исследовано распространение фокусированной ультразвуковой волны через реалистичную акустическую модель торса человека, полученную по результатам сегментации изображений компьютерной томографии. Моделирование поля проводилось для различных положений излучателя с частотой 1 МГц на основе псевдоспектрального метода решения линейного волнового уравнения в неоднородной среде (программа k-Wave). Исследовано смещение фокального максимума поля в пространстве и уменьшение максимально достижимой интенсивности поля, связанные с поглощением и аберрациями. Выбрано наиболее выигрышное расположение излучателя относительно тела человека для минимизации искажений ультразвукового пучка.

Егорова М.А. «Стимул-специфическая адаптация в реакциях нейронов высших слуховых центров мозга мыши» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 295-299 (2020)

Выполнено нейрофизиологическое исследование стимул-специфической адаптации нейронов слухового центра среднего мозга и слуховой коры домовой мыши. На фоне адаптации к последовательности из четырех идентичных тональных сигналов, имитирующих временную структуру серий криков дискомфорта мышат, мышам предъявляли пятый стимул, отличающийся от первых четырех только по частоте. Как в слуховом центре среднего мозга, так и в первичных полях слуховой коры, это приводило к освобождению от адаптации в ответах нейронов на пятый стимул, т. е. величина ответа на пятый стимул превышала ответы на второй–четвертый стимулы.

Иванова А.Д., Крит Т.Б., Камалов Ю.Р. «Диагностика скелетных мышц методом эластографии сдвиговой волны» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 300-304 (2020)

С помощью стандартного ультразвукового оборудования измерены значения модуля сдвига в двуглавых мышцах плеч добровольцев при нагрузках от 0 до 50 Н. Измерения проведены методами ARFI и эластографии сдвиговой волны в клинике в соответствии с медицинским протоколом. Для создания нагрузки испытуемый доброволец удерживал спортивный снаряд известной массы. При помощи ультразвукового датчика в мышце возбуждалась сдвиговая волна на заданной глубине. Регистрировалась скорость распространения сдвиговой волны в сечении мышцы, определяемом положением датчика. Измеренный методом эластографии модуль сдвига мышечных волокон растёт при увеличении нагрузки от 10 до 60 кПа и возвращается к 10 кПа спустя 1 минуту после снятия нагрузки. Методом ARFI результат подтверждён.

Кравчук Д.А., Старченко И.Б., Орда-Жигулина Д.В., Воронина К.А. «Рассеяние оптоакустических сигналов на моделях эритроцитов в потоке жидкости с контрастными наноагентами» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 305-308 (2020)

Оптоакустика является перспективным направлением в неинвазивных исследованиях внутренних тканей биообъектов. Цель данного исследования состоит в исследованиях возможностей оптоакустического метода по определению свойств эритроцитов крови и их количественному содержанию в крови. Проведено математическое моделирование эритроцитов различной формы и разработаны теоретические модели рассеянных оптоакустических сигналов. Проведены экспериментальные исследования формирования оптоакустического сигнала в жидкостях, содержащих модели эритроцитов в виде полистирольных сфер и дисков. В качестве контрастных агентов использованы углеродные наночастицы, иммобилизированные к моделям эритроцитов. Полученные профили акустических сигналов для серии лазерных импульсов позволяют сделать вывод о возможности оценок качественного и количественного состава эритроцитов в облучаемой лазером жидкости.

Крохмаль А.А., Сапожников О.А., Кудан Е.В., Цысарь С.А., Петров С.В., Перейра Ф., Хесуани Ю.Д., Энгелькамп Х., Граннеман С., Миронов В.А., Парфенов В.А. «Акустическое манипулирование левитирующими в магнитном поле сферическими частицами» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 309-314 (2020)

Задача манипулирования микроскопическими телами с помощью акустической радиационной силы может иметь множество применений, в том числе в направлениях биофабрикации, когда в качестве акустических мишеней выступают живые клетки или тканевые сфероиды (сферические конгломераты клеток размером до 0.3 мм), а сформированная конструкция имеет функции живой ткани. С помощью цилиндрического пьезоэлектрического преобразователя из полистироловых шариков (имитаторов тканевых сфероидов) были сформированы объекты в виде трубочек миллиметровых размеров; при этом шарики находились в состоянии магнитной левитации в сильном магнитном поле, индукция которого достигала 15 Тл. Было изучено влияние конфигурации акустического и магнитного поля на форму сфабрикованной трубочки.

Лупанова А.С., Егорова М.А. «Акустическая структура низкочастотных вокализаций домовой мыши (Mus musculus)» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 315-319 (2020)

Выполнен спектрально-временной анализ низкочастотных вокализаций домовых мышей – гибридов линий СВА и С57BL\6. Произведена аудио-видео регистрация акустического поведения половозрелых мышей при имитации элементов агонистического и полового поведения и мышат при излучении ими гнездового крика дискомфорта. По результатам спектрально-временного анализа выявлены наиболее стабильные характеристики всех исследованных сигналов: высокая интенсивность, гармонический каркас крика, число основных формант (3–5), сосредоточение основной энергии сигнала в полосе частот до 35 кГц, расположение основной частоты в низкочастотном диапазоне слуховой чувствительности мыши (2–5 кГц)

Пестова П.А., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Влияние траектории перемещения фокуса на равномерность температурного поля при импульсном воздействии мощного ультразвукового пучка на биологическую ткань» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 320-325 (2020)

В методе гистотрипсии с кипением ударно-волновое ультразвуковое воздействие применяется для механического разрушения задаваемых объемов биологической ткани. При таком воздействии важным является отсутствие эффектов тепловой денатурации, однако нагрев ткани неизбежен за счет поглощения энергии ультразвукового пучка. Актуальная задача состоит в выборе оптимального протокола облучения в режиме гистотрипсии с кипением, при котором пиковые температуры в области облучаемого объема будут наименьшими, а температурное поле наиболее равномерным. В работе был проведен численный эксперимент по облучению образца ткани печени ex vivo методом гистотрипсии с кипением с помощью терапевтической решетки клинической системы MRg HIFU Sonalleve V2. Фокусировка ультразвукового пучка описывалась с помощью уравнения Вестервельта, а температурное поле моделировалось с помощью неоднородного уравнения теплопроводности. Рассматривались траектории облучения ткани, состоящие из дискретных фокусов, расположенных на концентрических окружностях. Было показано, что выбор протокола облучения, при котором временной интервал между повторным облучением одной и той же точки фокуса был наибольшим, обеспечивает более однородную структуру температурного поля.

Пономарчук Е.М., Хохлова В.А., Сапожников О.А., Хантер К., Хохлова Т.Д. «Пороги акустической атомизации коагулированной крови в импульсных ультразвуковых пучках с различными углами фокусировки» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 326-331 (2020)

Экспериментально исследован характер разрушения коагулированной говяжьей крови под воздействием фокусированного ультразвука высокой интенсивности в режиме гистотрипсии с кипением. Образец коагулированной крови кубической формы погружался в воду так, что его верхняя поверхность была выше уровня воды, т. е. граничила с воздухом. Расположенный под образцом пьезоэлектрический излучатель создавал направленный вверх ультразвуковой пучок. Использовались три различных излучателя с одинаковыми диаметрами, но различными углами фокусировки. Показано, что при приближении фокуса к воздушной границе, начиная с некоторого расстояния, на ней возникало растущее по площади поверхностное разрушение. С увеличением угла фокусировки уменьшалась как площадь указанного разрушения, так и критическое расстояние между фокусом и границей, при котором достигался порог разрушения.

Силаева О.Л., Вараксин А.Н. «Анализ временной структуры сигналов бедствия некоторых видов птиц» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 332-335 (2020)

Исследованы ритмические структуры сигналов бедствия опасных для полётов авиации видов птиц. Известно, что используемые в аэродромной среде для управления поведением птиц сигналы с урезанными паузами не дают длительного положительного эффекта, а в некоторых случаях вызывают ориентировочную реакцию приближения птиц к источнику звука. Показано, что ритмические структуры, представляющие собой ритмический цикл «импульс – пауза», имеют информационное значение для птиц. Анализ просодических характеристик сигнала необходим также для создания универсального синтезированного сигнала управления поведением смешанных стай птиц. Начаты экспериментальные работы по изучению воздействия на птиц естественных сигналов бедствия скворцовых, чайковых и врановых на основе новейшего звуковоспроизводящего оборудования АИ 300 для последующего использования результатов не только в авиационной экологии, но и в других экологохозяйственных ситуациях.

Ситдиков В.М., Гвоздева А.П., Андреева И.Г. «Дифференциальные пороги слуха при локализации движущихся и неподвижных источников звука для расстояний, типичных при коммуникации.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 336-339 (2020)

Выполнена оценка порогов пространственного слуха на расстояниях 1–4 м типичных для коммуникации. Исследование проведено в условиях свободного поля в звукоизолированной анэхоидной камере с участием группы из 15 взрослых испытуемых с нормальным слухом. Изменение положения неподвижного широкополосного источника или его движение по радиальной координате моделировалось путем противонаправленных изменений интенсивности звука одновременно на двух динамиках, расположенных напротив испытуемого на разных расстояниях. Измерения величины порогов были проведены адаптивным психоакустическим методом. Средние по группе значения порогов по расстоянию для неподвижного и движущегося источников звука составили 9 и 19% и согласуются с результатами полученными методом постоянных рядов, применявшимся ранее.

Тимербулатов Ш.В., Хакимов А.Г. «Определение массового расхода крови в кровеносном сосуде по собственным частотам изгибных колебаний» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 340-344 (2020)

Исследованы собственные изгибные колебания кровеносного сосуда с движущейся кровью, находящегося под действием растягивающей силы и давления в сосуде. С помощью формул Феррари определяются волновые числа, а используя граничные условия находится частотное уравнение. По двум частотам изгибных колебаний можно определить скоростной параметр, относительную массу крови на единицу длины кровеносного сосуда и как следствие массовый расход крови по кровеносному сосуду. Полученные результаты могут быть использованы для акустического метода определения скорости крови, относительной массы крови на единицу длины кровеносного сосуда и массового расхода крови по кровеносному сосуду

Чупова Д.Д., Хохлова В.А., Гаврилов Л.Р., Росницкий П.Б. «Влияние неоднородностей черепа человека на фокусировку ультразвукового пучка при транскраниальном облучении головного мозга на различной глубине» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 345-349 (2020)

Многоэлементные фазированные решетки позволяют фокусировать акустический пучок через кости черепа в заданные участки мозга, вызывая их локальный перегрев и разрушение. В клинической практике используются полусферические решетки, которые позволяют разрушать участки мозга близкие к центру кривизны черепа, однако механическое перемещение таких решеток ограничено. В работе рассматривается новый класс решеток в форме сегмента сферы, которые потенциально возможно перемещать на большие расстояния при облучении. Цель работы – исследование возможности использования решеток нового класса для облучения структур, удаленных от области таламуса. Рассмотрен пример абсолютно плотной 256-элементной мозаичной решетки с радиусом кривизны и апертурой F=D=200 мм, частотой 1 МГц и глубиной фокусировки 25–65 мм от внутренней поверхности черепа. Акустическая модель головы человека была построена на основе данных МРТ. Проведены расчет поля решетки, основанный на интеграле Рэлея и методе Кельвина–Фойгта, и компенсация аберраций, вызванных неоднородностью черепа по толщине. Продемонстрирована возможность острой фокусировки пучка во всем диапазоне глубин с коэффициентом усиления амплитуды давления в фокусе, pA/p0, изменяющимся от 19 до 23 относительно давления на элементах, и уровнем побочных максимумов, изменяющимся от 27% до 64 % от амплитуды давления в фокусе.

Астапов С.С., Лаврентьев А.В., Кабаров В.И. «Применение полигармонических моделей для определения пространственных признаков речи» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 350-355 (2020)

Идентификация диктора на дальнем микрофоне затрудняется искажениями признаков речи при неопределенном расположении диктора в пространстве относительно микрофона. Применение микрофонных решеток для записи речи позволяет определять направление к источникам речи, а также производить полную локализацию диктора. Пространственная информация дополняет речевые признаки, что способствует повышению качества идентификации. Акустическая локализация, однако, затрудняется при наличии в помещении шумов и посторонних источников звука. Данная работа рассматривает возможность применения полигармонических моделей для адаптивного определения частотного паттерна речи и проведения акустической локализации дикторов по выделенным частотным полосам. Результаты исследования показывают, что применение полигармонических моделей повышает качество локализации дикторов на фоне посторонних шумов по сравнению с широкополосной локализацией, что в свою очередь повышает точность пространственных признаков речи.

Гутова С.Ю. «Певческая основа русской диалектной речи» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 356-360 (2020)

Работа посвящена исследованию речевой зоны аутентичных тембров в момент пения, говорения и «голошения». Выявлено, что бытовой говор русских этнофоров имеет схожие амплитудно-частотные характеристики с вокальной речью традиционного аутентичного пения. С акустической точки зрения это родство характеризуется завышенной областью средней певческой форманты, активного спектра 4500–5000 Гц, преобладанием частоты ≈700Гц. Таким образом, процессы говорения и пения для деревенских носителей языка тождественны. Исключительным качеством фольклорного темброинтонирования является наличие рече-певческой позиции (РПП) как неотъемлемой черты аутентичной фонации, обладающей определенными акустическими особенностями.

Кипяткова И.С., Марковников Н.М. «Исследование методов улучшения интегральных систем распознавания речи при недостатке обучающих данных» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 361-367 (2020)

Интегральные (end-to-end) системы распознавания речи позволяют повысить скорость декодирования речевого сигнала по сравнению со стандартными системами, однако требуют больше речевых данных для обучения. В статье исследуются два способа улучшения интегральных моделей распознавания речи при недостатке обучающих данных. Первый способ – применение методов аугментации речевых данных, таких как изменение темпа речи, высоты голоса, наложения белого шума и синтез речи. Вторым способом является предобучение моделей с использованием метода переноса знаний, который подразумевает обучение модели на нецелевых данных, а затем перенос обученных параметров в целевую модель. Данные методы были применены для обучения интегральной модели распознавания русской речи, созданной путем объединения кодер-декодер модели с механизмом внимания и модели на основе коннекционной временной классификации. Разработанные модели были внедрены в систему распознавания слитной русской речи и показали большую точность распознавания по сравнению с базовой интегральной моделью. В ходе экспериментов по распознаванию слитной русской речи наилучший результат составил 12.2% по показателю неправильно распознанных символов и 37.8% по показателю неправильно распознанных слов в речи, который был достигнут при применении модели, обученной с помощью метода переноса знаний.

Крейчи С.А., Кедрова Г.Е. «Акустика речи. Особенности консонантизма русскоговорящих иностранцев» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 368-373 (2020)

При изучении иностранного языка фонетическая система родного языка часто интерферирует с фонетической системой изучаемого языка. Это может приводить к остаточным иноязычным явлениям в речи на изучаемом языке. В работе исследовались особенности консонантизма в речи иностранцев, изучающих русский язык на филологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. Материалом служила русская речь носителей 14 иностранных языков, содержащаяся в базе данных звучащей речи, разработанной в лаборатории фонетики и речевой коммуникации. Изучался характер отклонений от русской произносительной нормы в сочетаниях согласных, различающихся по месту образования, активному органу и внутриклассовым признакам (глухость/звонкость, твердость/мягкость). Для сравнительного анализа использовался аналогичный звуковой материал, начитанный носителями русского языка с нормативным литературным произношением. У носителей различных иностранный языков выявлен характер нарушений законов нормативного произношения согласных звуков русской речи, таких как оглушение звонких на конце слова перед паузой, ассимиляция по глухости в сочетаниях звонкий – глухой и ассимиляция по звонкости в сочетаниях глухой–звонкий. Полученные результаты демонстрируют критическую роль различий в артикуляторной базе родного и изучаемого языка (русский язык) для проявления иноязычного акцента.

Маркитантов М.В., Карпов А.А. «Автоматическое распознавание пола и возраста человека с помощью нейронных сетей с временной задержкой на основе акустических признаков» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 374-380 (2020)

Распознавание пола и возраста человека по голосу является важной задачей в области компьютерной паралингвистики, а также идентификации и верификации дикторов. Существующие системы пока не позволяют достичь высокой точности распознавания голосовых характеристик диктора. При этом с ростом объема обучающих речевых данных и их разнообразием целесообразно применять глубокие нейронные сети. В данной работе мы исследуем различные нейросетевые модели, в частности, сверточные нейронные сети и нейронные сети с временными задержками сигнала. Мы применяем недавно предложенную архитектуру нейронной сети, которая позволяет извлечь x-векторы, в задаче распознавания пола и возраста диктора. Эта архитектура отображает высказывание переменной длины в вектор фиксированного размера, который сохраняет всю информацию о последовательности. Это достигается с помощью статистической подвыборки. Кроме того, мы исследуем такие акустические признаки, как MFCC и спектрограммы. Обучение и экспериментальные исследования предложенных алгоритмов производилось на представительном корпусе немецкой речи aGender. Мы также проводим сравнение результатов представленной системы с лучшими системами по распознаванию пола и возраста диктора, известными из современной литературы. Предложенные нейросетевые подходы позволили достичь наилучшего результата в задаче автоматического распознавания пола и возраста диктора в сравнении с существующими классическими подходами.

Огородникова Е.А., Пак С.П., Столярова Э.И., Лабутина О.В. «Особенности восприятия конкурирующих речевых сигналов в норме и при нарушениях слухоречевой функции» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 381-384 (2020)

Работа направлена на изучение особенностей слухового анализа речевых сигналов при их перцептивной конкуренции и неблагоприятном воздействии окружающей среды. В первой части процессы выделения и распознавания целевых речевых сигналов исследовали в условиях голосовой конкуренции (одновременное произнесение слов дикторами мужского и женского пола) у школьников и взрослых аудиторов с нормой слуха и с нарушениями слухоречевой функции (нарушения речи, тугоухость, кохлеарная имплантация). Выявлены различия между группами сравнения, а также потенциал направленного слухового тренинга. Во второй части исследования дополнительная группа взрослых испытуемых с нормой слуха проходила дихотическое тестирование (межполушарная конкуренция речевых сигналов) в условиях гипоксической пробы. Под воздействием гипоксии зафиксированы изменения латеральных характеристик восприятия речи с превалированием правостороннего выбора (правое ухо) и ухудшение показателей слухоречевой памяти. Результаты работы могут быть использованы при решении задач медицинской реабилитации и специального образования.

Григорьев А.С., Городный В.А. «Влияние психофизиологических показателей испытуемых на успешность распознавания речевого материала в перцептивном эксперименте» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 385-389 (2020)

Изучалась связь между психофизиологическими характеристиками аудиторов и успешностью выполнения заданий перцептивного эксперимента. Метод перцептивного эксперимента широко применяется в исследовании различных аспектов речи детей с типичным и атипичным развитием. На основании статистического анализа выявлены связи между психофизиологическими характеристиками аудиторов – носителей русского языка: профилем функциональной латеральной асимметрии, показателями сформированности фонематического слуха, коэффициентом латерального предпочтения по речи и др. и успешностью распознавания пола и возраста детей, психоневрологического состояния детей (типичное развитие–нарушения развития), степенью выраженности нарушений у детей с атипичным развитием.

Ляксо Е.Е., Григорьев А.С., Фролова О.В., Николаев А.С. «Использование спектрографического и электроглоттографического методов для определения значений частоты основного тона» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 390-394 (2020)

В рамках исследования по выявлению акустических признаков речевого сообщения, которые могли бы быть использованы в качестве биологических маркеров заболевания, проведен спектрографический анализ речи и электро-глотто-графическое исследование взрослых информантов и типично развивающихся детей разного возраста. Представлены данные пилотного исследования. Определены связи между значениями частоты основного тона и показателем работы голосовых складок информантов (коэффициентом, отражающим процент колебательных циклов, в которых голосовая щель полностью смыкается) при произнесении разного речевого материала. Прослежена возрастная динамика и гендерная специфичность анализируемых показателей.

Фролова О.В., Городный В.А., Ляксо Е.Е. «Распознавание эмоционального состояния детей по характеристикам речи» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 395-399 (2020)

С целью изучения отражения эмоционального состояния в речи проведена разработка методики по вызову различных эмоциональных состояний у детей 8–10 лет. Произведена видеозапись поведения и аудиозапись речи детей в модельных ситуациях, речевой материал аннотирован на эмоциональные состояния – печаль, радость, гнев и нейтральное (спокойное) состояние. Проведен перцептивный анализ, в котором приняли участие аудиторы – носители русского языка и других языков, спектрографический анализ речи детей в четырёх указанных эмоциональных состояниях. В работе обсуждается связь между акустическими характеристиками речи ребенка и возможностью правильного распознавания эмоционального состояния разными группами аудиторов.

Вировлянский А.Л., Казарова А.Ю., Любавин Л.Я. «Калибровка источника звука в бассейне с отражающими границами с применением метода эквивалентных источников» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 400-404 (2020)

Обсуждается реконструкция диаграммы направленности источника звука в свободном пространстве по измерениям поля, возбуждаемого этим источником в бассейне. Процедура реконструкции базируется на использовании эталонного акустического монополя. Поле калибруемого источника сопоставляется с полями, излученными монополем из нескольких специально выбранных точек бассейна. Сигналы источника и эталонного монополя регистрируются одними и теми же приемниками. На основе этих измерений поле источника в бассейне апроксимируется суперпозицией полей акустических монополей. Сформулированы условия, при которых поле источника в свободном пространстве можно представить в виде суперпозиции полей тех же монополей. Это позволяет вычислить диаграмму направленности калибруемого источника в свободном пространстве. Работоспособность метода подтверждена результатами конечно-элементного моделирования.

Исаев А.Е., Черников И.В. «Моделирование натурных условий при воспроизведении и передаче единицы звукового давления» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 405-409 (2020)

Рассматриваются особенности калибровки гидрофонов в диапазоне температур от 0,5 до 35°С при избыточных статических давлениях до 60 МПа. Рассмотрен состав, принципы функционирования, и метрологические характеристики измерительной установки для калибровки глубоководных гидрофонов в условиях, приближенных к условиям применения. Проведён анализ источников погрешности. Представлены экспериментально полученные частотные характеристики чувствительности гидрофонов в зависимости от избыточного статического давления и температуры.

Исаев А.Е., Матвеев А.Н. «Экспериментальное подтверждение корректности калибровки векторного приёмника по полю в реверберационном звуковом поле бассейна» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 410-414 (2020)

Обсуждаются результаты эксперимента, подтверждающего корректность калибровки векторного приёмника в реверберационном звуковом поле незаглушенного бассейна при излучении непрерывных сигналов с распределённой по частоте мощностью. В ходе эксперимента в прямую волну излучателя вносили «эталонные» искажения и убеждались, что параметры искажения, измеренные с использованием векторного приёмника в реверберационном звуковом поле, совпадают с предсказанными. В качестве «эталонных» искажений использовали звуковую волну, отражённую от границы раздела вода–воздух.

Канев Н.Г. «Методологические проблемы измерения вибрации рельсового транспорта и пути их решения» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 415-422 (2020)

Проанализированы действующие методики и рекомендации по измерению нормируемых параметров вибрации в зданиях, вызванной движением рельсового транспорта. На примере длительного мониторинга вибрации метрополитена продемонстрированы недостатки методик, приводящие к возможным искажениям гигиенической оценки. Кроме этого, достоверный результат измерения вибрации должен содержать не только измеренное значение, но и параметр, характеризующий неопределенность измерения. Однако в настоящее время отсутствуют какие-либо стандарты или подходы, позволяющие оценить неопределенность измерений с учетом специфики вибрации рельсового транспорта. Предложено применить статистический подход к интерпретации результатов измерений: необходимо использовать параметр, характеризующий максимальное вибрационное воздействие и рассчитываемый по результатам измерений нескольких событий прохождения поезда с учетом известного или предполагаемого закона распределения.

Кедринский В.К., Журавлева Е.С. «Структура сходящейся волны разрежения и развитие кавитации за ее фронтом в цилиндрическом слое многофазной жидкости» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 423-429 (2020)

Экспериментальный анализ динамики 2D структуры квазипустого разрыва позволил предположить, что его замыкание на конечной стадии принимает близкий к одномерному цилиндрический характер. Исследуется новая постановка по динамике кавитационной зоны за фронтом сходящейся волны разрежения (ВР), процесс развития которой инициируется при ультразвуковом нагружении соосным поршнем в окрестности оси слоя жидкости, ограниченного свободной поверхностью. Проведен анализ влияния начальных размеров микро пузырьков и концентрации газовой фазы, параметров ультразвукового нагружения на динамику формирования, рост зоны и структуру ВР в процессе фокусировки.

Кустов А.И., Деркачев И.С., Мигель И.А. «Акустомикроскопические исследования упруго-механических параметров сталей после внешних воздействий» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 430-435 (2020)

Представлены результаты акустомикроскопических исследований упруго-механических параметров сталей. Проведен анализ физических свойств подповерхностных слоев металлических материалов и исследовано влияние деформационных воздействий на них. Показано, что конкретные значения упруго-механических параметров определяются видом и уровнем внешних воздействий – механических, термических, диффузионных. На наш взгляд, задача оценки физических параметров металлических материалов эффективна с применением новых методов исследования. В работе применены методы акустомикроскопической дефектоскопии (или АМД-методы). С их помощью определены упругие модули сталей, их степени деформации, рассчитана толщина слоев с измененными свойствами, степень анизотропности.

Николаев Д.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Определение и компенсация перекоса осей трёхкоординатных систем позиционирования с помощью метода акустической голографии» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 436-443 (2020)

При экспериментальном исследовании акустических полей удобно определять их пространственную структуру путем применения метода синтезированной апертуры при сканировании поля приёмником с помощью управляемой системы позиционирования с двумя и более степенями свободы. На практике при механической сборке и последующей эксплуатации таких систем перпендикулярность механических осей может нарушаться, что может приводить к заметным ошибкам при определении структуры поля. В работе предложен новый прецизионный способ определения углов между механическими осями и коррекции вносимых ими ошибок с помощью метода акустической голографии.

Александров В.А., Буянов А.П., Казаков Ю.В. «Мощные генераторы широкополосных сигналов для испытаний гидроакустических излучающих антенн» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 444-449 (2020)

Рассмотрена задача проектирования специализированного усилительного оборудования для испытаний передающих гидроакустических антенн звукового и ультразвукового диапазонов частот. Обоснованы преимущества применения ключевых усилителей мощности с широтно-импульсной модуляцией, обладающих уменьшенными потерями энергии и сниженными габаритными размерами в условиях работы на электрический импеданс гидроакустических преобразователей. Показана целесообразность проектирования ключевых усилителей мощности с многоканальной широтно-импульсной модуляцией для увеличения выходной мощности и улучшения показателей качества усиливаемых сигналов. Представлены результаты проектирования и экспериментальной отработки широкополосных усилителей мощности для испытаний гидроакустических преобразователей различного типа.

Родионов А.А., Савельев Н.В. «Синтез планарных разреженных антенных решеток для обнаружения и пеленгации» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 450-453 (2020)

Исследованы возможности неэквидистантных разреженных планарных антенных решеток (АР) для решения задач обнаружения и оценки параметров источников. Для синтеза неэквидистантных АР с желаемыми характеристиками применен предложенный ранее для линейных АР метод, основанный на случайных бросаниях положения элементов при фиксации среднего межэлементного расстояния. Показано, что этот метод позволяет успешно синтезировать и планарные разреженные антенны, для которых при незначительном увеличении отношения «сигнал-шум», характеристики обнаружения сохраняются такими же, что и для эквидистантной антенны. Для количественного описания возможностей планарной разреженной антенной решётки в работе используется ранее предложенная характеристика – вероятность аномальной ошибки и указана методика её расчёта.

Шарфарец Б.П., Курочкин В.Е., Сергеев В.А. «Об акустоэлектрическом преобразователе, основанном на использовании электрокинетических явлений» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 454-459 (2020)

Показано, что обратимость двух электрокинетических явлений: электроосмоса и потенциала течения, позволяет использовать один и тот же акустический преобразователь, основанный на наличии в капиллярно-пористых структурах развитого двойного электрического слоя, в режиме излучателя и приемника акустических колебаний. Проанализирована система уравнений Навье–Стокса для случая наличия в пористой структуре приемной антенны стационарного течения, вызванного приложением к приемной антенне постоянного электрического поля (поля накачки). Выявлено, что это течение усиливает отклик приемной антенны а поступающее стороннее акустическое поле. Ключевые слова: электрокинетические явления, электроосмос, потенциал течения, акустический приемник, термодинамика неравновесных процессов, пористые структуры, уравнение Навье–Стокса, скалярный потенциал скорости течения, нелинейность уравнений и чувствительность приемной антенны

Шарфарец Б.П., Курочкин В.Е., Сергеев В.А., Дмитриев С.П., Телятник С.Г. «Об электроакустическом преобразователе, основанном на использовании электрокинетических явлений» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 460-465 (2020)

Предложены физическая и математическая модели для описания механизма функционирования акустического преобразователя нового типа. Приведены необходимые уравнения для описания акустических полей, вызываемых наличием двойного электрического слоя и приложенного суммарного электрического поля, состоящего из постоянной и переменной составляющей. Уравнения рассматриваются для жидкости в круговом цилиндрическом капилляре применительно к расчету гидродинамики стационарного электроосмотического процесса и гармонического акустического процесса. Теоретически и экспериментально показано, что учет нелинейности стационарного процесса приводит к перекачке энергии постоянного электрического поля в акустическое поле. Полученные результаты справедливы для широкого класса пористых структур.

Алешин А.Р., Гнутик А.П., Черезов М.И. «Связь между АЧХ и распределением модальных частот в задаче поиска акустических размеров помещения» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 466-474 (2020)

В работах ряда авторов, посвященных вопросам поиска оптимальных размеров помещений, предназначенных для прослушивания в условиях акустического комфорта, было установлено, что такие размеры существуют. Они получили название акустических и характеризуются наибольшей равномерностью АЧХ в зонах прослушивания для диапазона низких частот. Однако до сих пор не удалось установить функциональную связь между модальным распределением и акустическими размерами. В данной работе на базе компьютерного моделирования и применения метода конечных элементов формулируются подходы к решению проблемы.

Канев Н.Г. «Голосники» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 475-481 (2020)

Голосники – это полые сосуды, вмонтированные в потолок или стены помещения и связанные с ним через небольшие отверстия. Существует устойчивое мнение, что голосники значительно улучшают акустику помещений, в частности в храмах и концертных залах. Однако известные исследования голосников не подтверждают эту точку зрения. В работе рассматривается несколько физических механизмов действия голосников на акустику помещения. Голосник, как резонатор Гельмгольца, может быть эффективным рассеивателем или поглотителем звуковых волн. Также голосник изменяет начальную часть импульсного отклика, что может влиять на субъективную оценку звучания. Рассчитаны характеристики голосников, при которых возможно заметное влияние на акустику помещения

Кравчун П.Н. «Акустика и органы мальтийской капеллы и лютеранской церкви Святой Марии в Санкт-Петербурге» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 482-485 (2020)

Рассматриваются акустические характеристики церковных залов исторических зданий Мальтийской капеллы (1798–1800) и Лютеранской церкви Святой Марии (1805) в Санкт-Петербурге, приводятся результаты акустических измерений. Обсуждаются акустические проблемы указанных помещений с учетом особенностей установленных в них органов.

Цукерников И.Е., Шубин И.Л., Невенчанная Т.О. «Система национальных стандартов по измерению и оценке звукоизоляции» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 486-489 (2020)

Рассматриваются особенности вводимых в Российской Федерации международных стандартов в области измерения и оценки звукоизоляции. Отмечено, что в течение последних восьми лет на базе международных стандартов создается система основополагающих национальных стандартов России для измерения и оценки звукоизоляции в зданиях и элементов зданий и сооружений. Система включает пять стандартов, устанавливающих технические методы лабораторных измерений изоляции воздушного и ударного шума, стандарт, устанавливающий ориентировочные методы натурных измерений изоляции воздушного и ударного шума, два стандарта для одночисловой оценки изоляции воздушного и ударного шума, стандарт, устанавливающий правила определения и применения неопределенностей измерения звукоизоляции. В 2018, 2019 годах на базе международных стандартов подготовлены проекты двух национальных стандартов на методы натурных измерений звукоизоляции фасадами зданий и их элементами и изоляции воздушного шума между двумя помещениями в здании. Ключевые слова: воздушный шум, ударный шум, звукоизоляция, измерение, оценка, стандарт.

Щиржецкий Х.А., Алешкин В.М., Щиржецкий А.Х. «Особенности акустических требований к молельным залам канонических конфессиональных зданий и сооружений» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 490-497 (2020)

Представлен новый подход к проблеме обеспечения акустического комфорта в молельных залах храмовых помещений, основу которого составляет достижение у прихожан ощущение полной сакральности проводимых религиозных мероприятий. Разработано предложение по использованию специального критерия для объективной оценки этого ощущения (так называемой «меры высоты звучания храма»), оптимизация которого, наряду с коррекцией зон оптимумов традиционных объективных параметров акустики залов, в приложении к поставленной проблеме, позволяет решить задачу систематизации методов акустического проектирования молельных залов православной и мусульманской конфессий.

Бакланов В.С. «Парадоксы виброакустики самолетов с двигателями нового поколения (уменьшение шума на местности увеличивает шум в кабине)» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 498-502 (2020)

Для турбовентиляторных двигателей нового поколения характерна повышенная степень двухконтурности 8–12. Самолеты, оснащенные этими двигателями, успешно выполняют новые стандарты шума на местности (гл. 14 ИКAO). Опыт эксплуатации этих двигателей показал, что произошло существенное перераспределение источников шума. Повышенная степень двухконтурности двигателя приводит не только к значительному увеличению акустической мощности вентилятора, но и к изменению спектра шума. С увеличением диаметра вентилятора концы лопаток вращаются со сверхзвуковой скоростью, генерируя ударные волны. Одна из необходимых мер борьбы с ударными волнами – снижение окружной скорости вентилятора, что требует снижения частоты вращения вала вентилятора. Вибрационный спектр турбовентиляторных двигателей существенно расширяется со сдвигом в низкочастотный диапазон, передаваемый через узлы крепления на конструкцию планера, для которого характерно наличие нескольких десятков собственных форм колебаний в низкочастотной части спектра. Взаимодействие их с возмущающим воздействием силовой установки приводит к генерированию в кабинах самолетов низкочастотных составляющих шума высокого уровня.

Берестовицкий Э.Г., Соловьев М.В. «Анализ схемно-конструктивных решений для создания и испытаний малошумных электрогидравлических приборов систем управления» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 503-508 (2020)

Снижение шума и вибрации электрогидравлических приборов систем управления судовых и корабельных энергетических установок является одной из актуальных проблем стоящих перед разработчиками этих систем. Рассмотрены различные схемно-конструктивные решения по созданию малошумных электрогидравлических приборов. Особое внимание уделяется теоретическим основам шумообразования в зависимости от типа конструктивных элементов и схемы их расположения. Определяются границы применимости аналитических методов определения малошумности регулирующих органов. Дается обоснование применения трехмерного численного моделирования течения жидкости в проточной части электрогидравлических приборов. Предложенный подход позволяет проектировать малошумные регулирующие органы, отвечающие современным и перспективным требованиям. Ключевые слова: гидродинамический шум, виброшумовые характеристики, малошумные регулирующие органы, системы управления, вычислительная гидродинамика.

Волкова Н.В. «Современные эффективные виброизолирующие подвески трубопроводов рабочих сред» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 509-513 (2020)

Рассмотрены конструкции современных эффективных виброизолирующих подвесок трубопроводов рабочих сред, которые получили широкое применение в промышленности, в том числе, и в судостроении. Предложены дальнейшие направления совершенствования подвесок трубопроводов рабочих сред.

Дымченко В.В., Ерофеев В.И., Монич Д.В. «Звукоизоляция каркасно-обшивных перегородок» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 514-516 (2020)

Рассмотрено прохождение звука через каркасно-обшивные перегородки с одинарным каркасом, широко применяемые в настоящее время в гражданском и промышленном строительстве. Исследовано резонансное прохождение звука, определяемое самосогласованием звуковых полей в «шумном» и «тихом» помещениях с волновым полем собственных колебаний ограждения. Приведены результаты экспериментальных исследований звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с тремя типами стоечных профилей каркаса. Даны рекомендации по повышению звукоизоляции перегородок без увеличения массы и толщины. Ключевые слова: звукоизоляция, каркасно-обшивные перегородки, резонансное прохождение звука.

Зверев А.Я., Черных В.В. «Влияние косвенных путей передачи звуковой энергии на характеристики звукоизоляции тестовых панелей» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 517-521 (2020)

В реверберационных камерах акустического стенда АК-11 проведено экспериментальное исследование влияния косвенных путей передачи звуковой энергии на оценку звукоизоляции тестовых панелей, моделирующих бортовую самолетную конструкцию. Определено, что влияние косвенных путей на измеренную звукоизоляцию панелей с различным теплозвукоизолирующим набором, существенно на частотах выше 1 кГц. Дана оценка звукоизоляции панелей при наличии и отсутствии косвенных путей прохождения энергии. Ключевые слова: звукоизоляция, реверберационный метод.

Кечик Д.А. «Оценка мгновенной частоты спектральных составляющих нестационарного виброакустического сигнала оконным методом Прони» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 522-528 (2020)

Предлагается метод оценки мгновенной частоты спектральных компонентов нестационарного сигнала, основанный на оконном авторегрессионном анализе. В сочетании с известными частотно-временными методами, к примеру, вейвлет-анализом, возможно повысить разрешающую способность преобразования, уменьшить дисперсию ошибки оцениваемых параметров. В выбранных по максимуму энергии частотно-временных окнах оцениваются коэффициенты авторегрессии. На основании полученных оценок методом Прони рассчитываются частоты присутствующих в окне компонентов. Выбранные окна перекрываются по времени, и оценка мгновенной частоты в каждый момент выбирается по минимуму соответствующих ошибок аппроксимации авторегрессионной модели. Показана высокая надежность метода при низких отношениях сигнал-шум. Ключевые слова: цифровая обработка сигналов, виброакустическая диагностика, вейвлет-преобразование, ЛЧМ, банк фильтров, авторегрессия, метод Прони.

Московец М.Е., Канев Н.Г. «Защита здания от одновременного вибрационного воздействия трамваев и поездов метрополитена» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 529-537 (2020)

Представлены результаты натурного исследования вибрации рельсового транспорта в жилом здании. Источниками вибрационного воздействия являются трамваи и поезда метрополитена мелкого заложения, расположенные в непосредственной близости к зданию. Проектом предусмотрены мероприятия по защите от вибрации: подземная часть стен здания отделена упругим слоем от грунта. Упругий слой под фундаментом не применяется, поскольку источники вибрации находятся у поверхности грунта и не оказывают значительного динамического воздействия на заглубленный фундамент. Приведены результаты измерений, проведенных на этапе строительства и после его завершения в нескольких точках: на грунте, на фундаментной плите, на плитах межэтажных перекрытий. Показано, что вибрационное воздействие в здании соответствует санитарно-гигиеническим требованиям. Ключевые слова: вибрация, рельсовый транспорт, виброизоляция, измерения

Хлопков Е.А., Смирнов В.В., Муравьев С.И., Вьюненко Ю.Н. «Сравнительное исследование эффективности индивидуальных средств защиты рук от вибрации» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 538-543 (2020)

Измерена антивибрационная эффективность средств индивидуальной защиты (СИЗ) рук различных конструкций. Проведена оценка их применимости в некоторых технологических операциях металлообработки, машиностроения, сельского хозяйства. Показано влияние выбора материала и геометрических параметров элементов конструкций на уровень защитных свойств в октавных полосах частотного спектра. Предложена классификация СИЗ по структуре защитных элементов конструкций (дискретные, сплошные, комбинированные). Проверена стабильность эффективности антивибрационных свойств некоторых перчаток и рукавиц во времени. Ключевые слова: антивибрационные рукавицы и перчатки, эффективность, СИЗ, технологический процесс, ручной инструмент.

Асфандияров Ш.А. «Численный расчет поглотителя звука из АММ [ акустический метаматериал]» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 544-547 (2020)

Описаны результаты и особенности численного расчета звукового поля и эффективности звукопоглотителя из метаматериала в волноводе с учетом параметров волновода. Аналитический расчет основан на моделировании звукового поля плоскими волнами. Численный расчет производился с помощью программного обеспечения COMSOL Multiphysics. Цель расчета – определение значения импеданса поглотителя, обеспечивающего максимальную мощность поглощения в заданном диапазоне частот. Ключевые слова: резонансные звукопоглотители, метаматериал, COMSOL Multiphysics, моделирование, метод конечных элементов, акустические потери.

Бобровницкий Ю.И. «Метод волнового усреднения и эффективные параметры АММ» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 548-550 (2020)

Акустический метаматериал (АММ) – это периодическая структура, состоящая из сложных ячеек с многими степенями свободы. Его акустической моделью является однородная акустическая среда, описываемая уравнением Гельмгольца с двумя эффективными параметрами – упругим модулем K_eff и плотностью ρ_eff. Связь между эффективными параметрами модели и множеством материальных параметров реальной ячейки АММ устанавливается с помощью того или иного критерия эквивалентности АММ и акустической модели на основе некоторого метода усреднения поля колебаний сложной ячейки. В предлагаемом ниже методе волнового усреднения таким критерием является равенство дисперсионных уравнений АММ и модели. Показано, что, в отличие от других многочисленных методов усреднения и критериев эквивалентности, эффективные параметры, полученные методом волнового усреднения, позволяют точно вычислять фазовую и групповую скорости нормальных волн в АММ, а также все его энергетические характеристики. Ключевые слова: акустические метаматериалы, эффективные параметры, дисперсия волн, энергетические соотношения.

Балошин Ю.А., Дамдинов Б.Б. «Фононный кристалл с переменными во времени параметрами его структуры» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 551-555 (2020)

С помощью численного моделирования в данной работе проведено исследование фононного кристалла, в котором акустические характеристики элементов его структуры меняются с частотой, сопоставимой с частотой распространяющегося звука. Показано влияние таких изменений на прохождение волновых пакетов акустических волн различных по форме и начальной фазе. Проводится анализ дисперсионных характеристик такого типа материалов. Кроме этого, было показано, что при определённых условиях фононный кристалл приобретает свойства фазового фильтра.

Володарский А.Б., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В., Одина Н.И., Коробов А.И. «Особенности распространения продольной акустической волны через фононный кристалл, помещенный в жидкую или резиноподобную среды.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 556-559 (2020)

Экспериментально изучены особенности прохождения продольной акустической волны через периодическую систему из акустического метаматериала, изготовленного методом 3D печати из ABS- пластика, в виде набора плоских периодических решеток, помещенных в жидкую (вода) и резиноподобную (агар) среды. Объемные упругие этих сред были практически одинаковы. Были измерены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) системы при прохождении продольной волны, распространяющейся перпендикулярно плоскости образца. На АЧХ были обнаружены запрещенные зоны, в которых наблюдалось увеличение затухания упругих волн. Было установлено, что с увеличением количества слоев решеток в системе увеличивалось затухание звука в запрещенных зонах АЧХ. Исследована дифракционная картина рассеяния ультразвука на образцах. Ключевые слова: акустический метаматериал, фононный кристалл, амплитудно-частотная характеристика

Карпов И.А., Гребенников А.С., Ким А.А. «Применение параметрического моделирования случайных процессов для определения потерь в линейных колебательных системах» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 560-564 (2020)

Экспериментальное определение потерь в акустических средах и упругих конструкциях является одной из не до конца решенных проблем. Изложен новый метод, основанный на параметрическом моделировании измеренных случайных вибрационных или акустических колебаний. Метод опробован в лабораторном эксперименте, показана перспективность метода. Ключевые слова: дискретно-временные случайные процессы, параметрические модели, идентификация параметров, коэффициент потерь.

Бойчук И.П. «Моделирование шума задней кромки ротора» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 565-572 (2020)

Представлено моделирование шума, обусловленного взаимодействием турбулентности пограничного слоя на каждой лопатке ротора с ее задней кромкой, при помощи полуаналитической модели широкополосного шума. Источник шума моделируется точечным диполем, в котором учтены эффекты некомпактности. Для учета нестационарной нагрузки на лопастях переднего и заднего ротора используется теория изолированного аэродинамического профиля. В качестве функции отклика на пластине выбирается функция Амита. Моделирование поверхностного давления, вызванного турбулентным пограничным слоем, производится при помощи различных полуэмпирических моделей. Рассчитанные параметры шума c использованием различных полуэмпирических моделей сравнивались c результатами, полученными экспериментально. Ключевые слова: широкополосный шум, задняя кромка, спектр турбулентного давления.

Вишняков А.Н., Макашов С.Ю. «Оценка влияния оборудования заглушенных камер на структуру звукового поля» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 573-577 (2020)

В заглушенных акустических камерах АК-2 и АК-11 ЦАГИ получены оценки влияния технологического оборудования на структуру звукового поля. С помощью метода «оборотного свип-сигнала» определены искажения звукового поля на приемнике звукового давления, возникающие за счет наличия микрофонных стоек, державок модели, координатных устройств. Измерения выполнены с использованием специализированного программно-аппаратного комплекса. Результаты могут быть использованы как для оценки неопределенности измерений, так и для оптимизации конструкции вспомогательных устройств. Ключевые слова: аэродинамика, испытания в условиях свободного звукового поля

Гринек А.В., Бойчук И.П., Кондратьев С.И., Руденко В.В. «Экспериментальные акустические исследования винтов малого масштаба» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 578-584 (2020)

Рассматривается потенциал мелкомасштабных экспериментов для имитации акустики крупномасштабных изолированных и соосных противовращающихся винтов. Модель экспериментального ротора была основана на дизайне F7/A7, разработанном компанией General Electric. Винты диаметром 160 мм были изготовлены путем 3D печати и приводились в действие бесколлекторными двигателями постоянного тока. Исследования проводились на частоте вращения до 8500 об/мин. Акустические измерения дальнего поля выполнялись в шумозаглушенной безэховой камере. В тестах было зафиксировано тональное и широкополосное содержание шума изолированных винтов. Ключевые слова: изолированные винты, шумозаглушенная камера, акустические измерения дальнего поля.

Денисов С.Л., Остриков Н.Н. «Особенности снижения шума авиационных силовых установок с помощью эффекта экранирования» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 585-588 (2020)

Представлены результаты исследования снижения на местности шума авиационной силовой установки с помощью реализации эффекта экранирования. Проведена адаптация Геометрической Теории Дифракции (ГТД) для расчета эффективности экранирования плоскими полигональными экранами некомпактных источников шума (воздухозаборник и струя). В качестве модели, описывающей шум струи, использовалась корреляционная теория шума струи, а излучение шума из канала воздухозаборника описывалось на основе точного решения Вайнштейна. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало высокую степень соответствия, что позволило разработать методику расчета шума на местности для летательных аппаратов, реализующих эффект экранирования. Ключевые слова: акустика, геометрическая теория дифракции, экранирование, дипольный источник, квадрупольный источник, азимутальные моды, корреляционная теория шума струи.

Крашенинников С.Ю., Бендерский Л.А., Семенёв П.А., Польняков Н.А. «Анализ возможных механизмов шумообразования в турбулентных струях» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 589-596 (2020)

Анализируются результаты вычислительного моделирования течения в турбулентной струе, полученные на основе численного решения уравнений Навье–Cтокса с использованием LES-технологии и Фурье-анализа, а также известные данные об эволюции турбулентности в потоке. Анализ показывает, что шумообразование является следствием динамического воздействия нестационарного движения среды в слое турбулентного смешения на окружающую среду. Согласно результатам исследования, акустические пульсации возникают на периферии слоя смешения, в ближнем поле струи. Приводятся данные, объясняющие этот эффект. Ключевые слова: турбулентные струи, турбулентность, акустическая диссипация, индуцированное течение, шумообразование, ближнее акустическое поле.

Мошков П.А., Остриков Н.Н., Самохин В.Ф. «О проблеме шума на местности винтовых беспилотных летательных аппаратов.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 597-603 (2020)

Рассмотрена проблема шума на местности винтовых беспилотных летательных аппаратов. Представлена структура проблемы и основные направления исследований, как для аппаратов военного, так и гражданского назначения. Представлены спектральные характеристики природного фона в условиях открытой местности и вблизи моря. Предложена методика расчетной оценки границ слышимости и заметности винтовых беспилотных летательных аппаратов. Составными элементами данной методики являются интегральные уровни фона в дБА, критерии слышимости и заметности, программное обеспечение для расчета шума летательных аппаратов на местности, учитывающее основные источники шума и эффекты, возникающие при формировании звукового поля летательного аппарата и при распространении звука до наблюдателя. Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, винтовые движители, шум на местности, слышимость, аэроакустика.

Абрамович А.А., Бурлуцкий С.Б., Недбай А.И., Юша А.М. «Определение реологических свойств глин методом ультразвуковой спектроскопии.» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 604-608 (2020)

Глины относятся к упруговязким дисперсным телам, реологические свойства которых имеют важное практическое значение в геологии, строительстве и сейсмологии. Эти свойства, кроме прочего, обусловлены сложной дисперсной структурой глин, в которой содержится вода в свободном и связанном состояниях. В связи с этим в работе проведено исследование скоростей продольных и поперечных упругих волн ультразвукового диапазона в образцах глин в зависимости от их влажности, а также предложена возможная интерпретация полученных результатов на основе молекулярной акустики. Ключевые слова: дисперсные структуры, скорости упругих волн, релаксация.

Бубнов Е.Я. «Экспериментальные исследования волновой структуры сейсмоакустических полей железнодорожного транспорта в дальней зоне» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 609-614 (2020)

Проведено исследование механизмов излучения, временных и спектральных характеристик вибрационных сигналов железнодорожного транспорта, зарегистрированных на разных удалениях. Детальному изучению подвергнуты сейсмические и акустические поля железнодорожного транспорта в дальней зоне с использованием сейсмической линейной антенной. Выполнены измерения взаимной корреляционной функции между сейсмическими сигналами движущегося состава, принятыми датчиками антенны для различных временных участков реализации. Построен годограф для определения скоростных характеристик выявленных волн и проведена интерпретация волновой структуры сейсмического поля поезда в дальней зоне. Ключевые слова: железнодорожный транспорт, механизмы излучения, сейсмические поля, акустические поля, дальняя зона, волновая структура

Дугаров Г.А., Дучков А.А., Манаков А.Ю. «Экспериментальное изучение акустических свойств угольных образцов, содержащих гидрат метана» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 615-620 (2020)

Газогидраты широко распространены в природе. В ресурсном аспекте наибольший интерес представляют природные гидраты в высокопроницаемых песчаных породах, из-за чего гидратонасыщенные пески исследуются интенсивно. Значительно менее изучены другие классы гидратосодержащих пород. Так, ранее была выдвинута гипотеза о возможном наличии газовых гидратов в угольных месторождениях, однако лишь недавно возможность образования газогидратов при наличии связанной воды в углях была доказана экспериментально. В работе рассматриваются результаты серии экспериментов по изучению акустических свойств угольных образцов, содержащих гидрат метана. Была выявлена температурная зависимость скоростей продольных и поперечных волн. Приведены результаты экспериментов по изучению влияния на эту зависимость гидратонасыщения. Ключевые слова: газовые гидраты, гидрат метана, гидратосодержащие среды, акустические свойства, скорости, угольные образцы.

Дугаров Г.А., Колесников Ю.И., Федин К.В., Орлов Ю.А. «Акустические измерения на искусственных трещиноватых образцах, изготовленных по FDM технологии 3D-печати» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 621-626 (2020)

Рассматриваются результаты акустических измерений на искусственных образцах, содержащих систему ориентированных дискообразных включений, моделирующих трещиноватую среду. Эффективной моделью для таких сред является модель с трансверсально-изотропной системой симметрии при условии изотропности вмещающей среды. Для изготовления образцов используется технология 3D-печати FDM расплавленной нитью пластика. Результаты проведенных акустических измерений показали возникновение анизотропии вмещающей среды за счет горизонтального переслаивания нитей пластика. Также при реализации внутренних пустот по этой технологии в образцах возникают неоднородности за счет большего спекания нитей пластика вокруг пустот. Также было показано, что использование технологии SLA (печать из жидкого фотополимера) потенциально позволяет избежать указанных эффектов, но требует отработки методики печати образцов с включениями. Акустическое просвечивание образца без включений, изготовленного по этой методике, показало его изотропность. Ключевые слова: 3D-печать, искусственные образцы, трещиноватая среда, акустические свойства, скорости, экспериментальные измерения.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «3D численное моделирование объемной и поверхностной волны, возбуждаемых в плавно стратифицированной осадочной донной толще» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 627-630 (2020)

На основе применения метода конечных элементов выполнено 3D численное моделирование распространения донных сейсмических и гидроакустических волн, излучаемых монополем (видеоимпульсы) в прибрежной акватории с учетом особенностей, обусловленных присутствием рыхлых донных морских осадков. Показано, что в структуре с плавной стратификацией донной толщи по упругим параметрам возбуждается гидроакустическая волна, а также дублет (волна Рэлея–Шолте). Ключевые слова: гидроакустическая, донная поверхностная волна, шельф, акватория, плавная стратификация дна, монополь.

Ковзель Д.Г., Борисов С.В., Гриценко В.А., Медведев И.В., Нечаюк В.Е. «Автономная донная акустическая станция со скалярно-векторным приемником «Краб-19»» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 631-634 (2020)

Модуль датчиков автономной донной станции «Краб-19» содержит 3-осевой электромагнитный приемник колебательной скорости MiniSeisMonitor производства Geospace Technologies, 6-осевой модуль ориентации HMC6343 от Honeywell и приемник акустического давления. Натурные измерения с применением «Краб-19» используются для изучения полей колебательной скорости, формируемых сейсморазведочными источниками на шельфе. Это важно для оценки возможного антропогенного воздействия на виды рыб, встречающихся в районах проведения сейсморазведочных работ, поскольку известно, что ихтиофауна более чувствительна к колебательной скорости, чем к давлению. Ключевые слова: геоакустика, сейсморазведка, скалярно-векторные приемники, акустические измерения

Котов А.Н., Преснов Д.А., Жостков Р.А. «Натурное изучение временных вариаций сейсмических шумов мегаполиса» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 635-642 (2020)

Рост современных городов-мегаполисов, бурное развитие их транспортной и промышленной инфраструктуры неизбежно приводит к усилению антропогенного воздействия на окружающую среду. В числе актуальных проблем геоэкологии крупных городских агломераций – повышение уровня различного рода шумов, пагубно влияющих на техническое состояние зданий, сооружений и нашу жизнедеятельность. Важными и актуальными в этой связи представляются задачи мониторинга пространственного распределения поверхностных сейсмоакустических вибраций в различных частотных диапазонах. Новые методы исследования глубинного строения геологической среды в сочетании с достижениями в области сейсмического микрорайонирования сейсмоопасных территорий, а также развитие инструментальной базы сейсмологических наблюдений позволяют на качественно новом уровне подойти к решению обозначенной проблемы. Изучены закономерности распределения микросейсмических шумов в одном из населённых пунктов Новой Москвы и построены карты низкочастотного шумового загрязнения исследуемой территории. Ключевые слова: микросейсмический шум, сейсмическое микрорайонирование, вибрационное воздействие, метод микросейсмического зондирования.

Лебедев А.В. «К решению задач акустического каротажа» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 643-647 (2020)

Указывается на возможность существенного упрощения вычислений при акустическом зондировании природных сред из скважин (акустическом каротаже). За счет использования приближенной теории тонкостенных труб удается свести задачу к заданию граничного условия импедансного типа, существенно сократив ранг матричных уравнений. Приведены примеры расчетов, показывающие корректность в практически значимых случаях и пределы применимости предложенного приближенного описания. Ключевые слова: зондирование природных сред, акустический каротаж, теория тонкостенных труб

Манульчев Д.С. «Особенности распространения сейсмоакустического импульса в бухте Витязь» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 648-652 (2020)

Обсуждаются результаты натурных исследований по распространению энергии низкочастотных импульсных акустических сигналов в бухте Витязь (Японское море). Показано, что на трассе длиной 2 км при перепаде глубин с 27 м до 37 м формируется сигнал в виде двух импульсов с соизмеримыми амплитудами и с задержкой 0.2 с, что, по-видимому, связано с наличием накопленного в бухте осадочного слоя. Данное предположение подтверждается численным моделированием путем введения в модельный волновод песочно-илистой подложки как канала распространения энергии импульсного сигнала. Ключевые слова: сейсмоакустика, неоднородные геоакустические волноводы

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в переменном по трассе волноводе с помощью адаптивной антенной решетки» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 653-657 (2020)

Построен адаптивный модовый алгоритм, позволяющий локализовать акустический источник с помощью вертикальной антенной решетки (АР), работающей в условиях неполной информации о пространственной изменчивости волноводного канала распространения. Приведена верификация предложенного метода с использованием экспериментальных данных, полученных в Ладожском озере. Показано, что указанный способ обеспечивает большую устойчивость процедуры оценивания к рассогласованию между истинной и ожидаемой репликой сигнала и в отличие от традиционного способа MUSIC, осуществляющим обработку в пространстве элементов антенны, позволяет корректно решить обратную задачу. Ключевые слова: неточное знание канала распространения, локализация источника, адаптивный алгоритм NM-RARE, экспериментальная апробация.

Щербина А.О., Солодчук А.А. «Оценка мощности источников геоакустической эмиссии, зарегистрированной в оз. Микижа (Камчатский край)» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 658-662 (2020)

Представлены результаты оценки мощности источников геоакустической эмиссии, зарегистрированной комбинированным приемником у дна озера Микижа Камчатского края. Оценка проводилась по интенсивности принятого излучения с учетом особенностей локализации его источника. Приведены примеры расчета мощности источников геоакустических сигналов в сейсмически спокойный и активный периоды. Ключевые слова: геоакустическая эмиссия, мощность источника, землетрясение, Камчатка

Злобина Н.В., Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «Корректная постановка граничной задачи Пекериса и ее решения в различных классах функций» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 663-668 (2020)

Проанализирована граничная задача Пекериса. Рассмотрены особенности решения этой граничной задачи на примерах работ Бреховских Л.М, Крупина В.Д., Завадского В.Ю. и Gao Tain-Fu–Shang E. C. Исследован вопрос о соответствии указанных решений друг другу и вопросы корректности исходной постановки граничной задачи. Приведена классификация решений граничной задачи, полученных в различных модельных постановках, выполнена сравнительная оценка этих решений и представлены компьютерные модели звуковых полей, иллюстрирующие характерные особенности решений, полученных в соответствии с различными модельными постановками. Ключевые слова: граничная задача Пекериса, обобщенное решение, несамосопряженная модельная постановка.

Badiy M., Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Малыхин А.Ю., Пересёлков С.А. «Частотно-временная структура звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 669-672 (2020)

Приведены результаты интерферометрической обработки эксперимента SWARM-95, когда на стационарной трассе интенсивные внутренние волны приводили к горизонтальной рефракции и взаимодействию мод поля источника. Реконструированы передаточная функция невозмущенного волновода и временная изменчивость океанической среды. Ключевые слова: частотно-временная структура звукового поля, временная изменчивость океанической среды, горизонтальная рефракция

Королёв Ю.П. «Оперативный прогноз цунами на основе принципа взаимности» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 673-677 (2020)

Способ решения задачи оперативного прогноза цунами основан на применении принципа взаимности. Способ использует сейсмологические данные только о времени начала и координатах эпицентра землетрясения. Прогноз выполняется с заблаговременностью и точностью, достаточными для принятия решения и объявления тревоги только в тех пунктах, в которых цунами представляет реальную угрозу. Ключевые слова: акустика, функция Грина, принцип взаимности, длинные волны, цунами, гидрофизические способы прогноза, оперативный прогноз, глубоководные станции измерения уровня океана, ложные тревоги.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю. «Интерференционная структура шумового поля движущегося источника в высокочастотном диапазоне» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 678-681 (2020)

Приведены результаты обработки высокочастотного эксперимента локализации движущегося шумового источника с использованием малогабаритной векторно-скалярной антенны. Использовалась частотно-временная обработка, согласованная с интерференционной картиной, формируемой источником. Восстановлены временные зависимости пеленга, скорости, удаленности и глубины источника. Дано объяснение экспериментальным данным на основе модельной двухлучевой интерферограммы, образованной прямым лучом и лучом, отраженным от свободной поверхности. Ключевые слова: гидроакустика, частотно-временная обработка, интерференционные методы

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеев И.В., Ткаченко С.А. «Измерительные возможности интерферометрического метода локализации звукового источника в океане» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 682-685 (2020)

Предложены два варианта интерферометрической обработки, не требующие знания характеристик среды распространения для определения параметров шумового источника. Они решают проблему идентификации источника в акваториях, в которых невозможно проведение акустической калибровки. Получена оценка максимальной дальности применимости обработки. Приведены результаты численного эксперимента по апробации адаптивных алгоритмов локализации источников звука. Ключевые слова: гидроакустика, локализация звукового источника, интерференционные методы

Куличков С.Н., Чунчузов И.П., Попов О.Е., Перепелкин В.Г. «Дальнее распространение инфразвуковых волн в атмосфере с анизотропными неоднородностями» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 686-690 (2020)

Излагаются теоретические и экспериментальные результаты исследования распространения инфразвуковых волн (частоты ниже 20 Гц) в реальной атмосфере с присущими ей мезомасштабными флуктуациями скорости ветра и температуры с периодами от 1 мин до нескольких часов. Объясняются наблюдаемые в экспериментах эффекты, которые оказывают мезомасштабные флуктуации на параметры инфразвуковых волн, распространяющихся в разных слоях атмосферы: стратосфере, мезосфере и нижней термосфере. С помощью метода инфразвукового зондирования атмосферы восстановлены мгновенные вертикальные профили скорости ветра в стратосфере и нижней термосфере. Получены новые данные о временной изменчивости, вертикальных спектрах и когерентности анизотропных флуктуаций скорости ветра на высотах верхней стратосферы (30–50 км) и нижней термосферы (90–140 км). Ключевые слова: геоакустика, атмосферная акустика, распространения инфразвуковых волн, инфразвуковое зондирование атмосферы

Папкова Ю.И. «Звуковое поле в морском волноводе с неоднородной скоростью звука по глубине и трассе» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 691-699 (2020)

При волноводном распространении звука в морской среде одной из основных характеристик является скорость звука. В гидрофизических волноводах скорость звука является главным образом функцией глубины, радиальная координата вносит поправки второго порядка малости. Тем не менее, в ряде случаев возможны существенные изменения характеристик волновода по радиальной координате, например в результате влияния антропогенных факторов, течений и др. В представленной работе строится аналитическое представление для звукового поля точечного источника в плоскослоистом морском волноводе, имеющем неоднородную скорость звука по глубине и трассе волновода. Модель волновода имеет радиальную симметрию, при этом источник звука расположен в произвольной точке волновода, что приводит к решению, существенно зависящему от всех трех пространственных координат. Данное решение строится на основе декомпозиции области волновода на цилиндрические области, допускающие построение аналитического решения уравнения Гельмгольца. Показано, что в случае постоянного профиля скорости звука и плотности в каждой из областей декомпозиции волновода решение задачи может быть получено явно. Приводятся результаты численного моделирования, дается анализ влияния неоднородности на характеристики звукового поля. Ключевые слова: трехмерное аналитическое решение, неоднородный гидроакустический волновод, нормальные моды, звуковое поле в морской среде.

Чунчузов И.П., Куличков С.Н., Перепелкин В.Г., Попов О.Е., Варданян А.А., Айвазян Г.Е. «Моделирование распространения и рассеяния инфразвуковых сигналов в атмосфере» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 700-703 (2020)

Исследуется возможность физического моделирования рассеяния инфразвуковых сигналов, генерируемых импульсными источниками инфразвука (взрывы, вулканы), на слоистых неоднородностях скорости ветра и температуры в стратосфере и нижней термосфере, путем изучения рассеяния акустических импульсов, излучаемых детонационным генератором, на тонкой слоистой структуре устойчиво-стратифицированного АПС. Проводится сравнение изменения формы инфразвуковых сигналов в тропосферном волноводе с ростом расстояния от наземных взрывов средней мощности (20–70 т ТНТ) с изменением формы волны Лэмба, генерируемой ядерными взрывами. Ключевые слова: геоакустика, атмосферная акустика, рассеяние акустических импульсов, инфразвук

Бибиков Н.Г., Попов О.Е., Кенигсбергер Г.В., Иванов М.П., Макушевич И.В., Нешенко И.П., Серебряный А.Н. «Мониторинг временного и пространственного распределения звуковой активности раков-щелкунов на шельфе Черного моря» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 704-708 (2020)

Исследовались высокочастотные сигналы, генерируемые раками-щелкунами в нескольких акваториях восточного побережья Черного моря. Изучались характеристики этих сигналов и распределение раков-щелкунов по акватории. Подробно изучено временное распределение сигналов и проведена акустическая идентификация отдельных особей. Ключевые слова: высокочастотные шумы, морской шельф, раки-щелкуны, идентификация объекта

Дбар Р.С., Бибиков Н.Г., Елистратов В.П., Есипов И.Б., Кенигсбергер Г.В., Серебряный А.Н., Попов О.Е. «Экспериментальный морской полигон для гидроакустических и океанологических работ у мыса Сухумский в Черном море» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 709-716 (2020)

Обсуждаются уникальные свойства морского полигона института экологии академии наук Абхазии на мысе Сухумский и его возможности для проведения гидроакустических и океанологических работ. Представлен обзор исследований по программе РФФИ–Абхазия за последние годы: акустическая диагностика и мониторинг параметров морской среды в шельфовой зоне абхазской акватории Черного моря, исследование динамики вод прибрежной и шельфовой зон, морские испытания мощной параметрической антенны для гидрофизических исследований, многочастотный метод зондирования морских течений, исследование 3D распространения акустических сигналов в прибрежном клине. Обсуждаются также возможности применения современных методов изучения взаимодействия океана и атмосферы на Сухумском полигоне. Ключевые слова: морской полигон, гидрофизические и акустические измерения, гидроакустический автогенератор, горизонтальная рефракция, азимуты и углы скольжения, флюктуации углов прихода сигнала.

Лебедев А.В. «Направленность излучения низкочастотного атмосферного звука, возбуждаемого источниками в воде» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 717-722 (2020)

Рассмотрен вопрос о направленности излучения атмосферного инфразвука, возбуждаемого монопольным и дипольным источниками, помещенными в водную среду. Показано, что существует два типа вторичных эквивалентных источников, которые размещены на границе раздела сред. Один из источников является локальным, и его характеристики полностью определяются ближним полем первичного источника. Второй источник является распределенным и связан с наличием вертикальных возмущений поверхности, которые распространяются со скоростью звука в воде вдоль границы раздела сред. Из-за сильного ослабления амплитуды по мере увеличения расстояния от первичного источника такой источник имеет широкую диаграмму направленности. Представленные в статье качественные соображения и результаты численного моделирования позволяют определить диаграмму направленности низкочастотного звукового излучения в воздухе в зависимости от глубины погружения первичного источника, что может быть использовано для дистанционного исследования свойств атмосферы вблизи морской поверхности. Ключевые слова: атмосферная акустика, инфразвук, зондирование неоднородных сред