Ван Ч., Заболотнов Ю.М. «Анализ динамики формирования тросовой группировки из трех наноспутников с учетом их движения вокруг центров масс» Прикладная математика и механика, 85, № 1, с. 21-43 (2021)

Анализируется динамика развертываемой орбитальной тросовой системы, состоящей из трех наноспутников. На первом этапе спутник, состоящий из трех секций (наноспутников) отделяется от базового космического аппарата, и совершает свободное движение по орбите с некоторой остаточной угловой скоростью. На втором этапе происходит отделение от центрального спутника двух наноспутников в противоположных направлениях, при этом формируется тросовая система, которая совершает движение вблизи вертикали. Предлагаются достаточно простые программы управления, которые реализуются без обратной связи. Оценивается влияние возмущений при отделении наноспутников на формирование системы и на движение наноспутников вокруг своих центров масс. Для анализа динамики системы используются две математические модели: одна модель построена методом Лагранжа и рассматривает спутники как материальные точки; другая модель записывается в неподвижной геоцентрической системе координат и позволяет оценить влияние возмущений на угловое движение наноспутников.

Загидуллин А.А., Усанин В.С., Петрова Н.К., Нефедьев Ю.А., Андреев А.О., Гудкова Т.В. «Физическая либрация Луны: расширенная проблема» Астрономический журнал, 98, № 1, с. 75-88 (2021)

Работа посвящена изучению физической либрации Луны. Интерес к традиционной теме, связанной с вращением Луны, вызван активностью многих стран в освоении окололунного пространства. В научном отношении главным на повестке дня является учет вязкости ядра. На данном этапе разработки теории учтены такие эффекты, как косвенные и прямые возмущения от планет, произведено включение гармоники 4-го порядка в гравитационный потенциал Луны, и сделан учет усредненного приливообразующего потенциала. Введение описанных эффектов в уравнения вращения Луны привело к существенному улучшению решения при сравнении с соответствующими данными из теории DE421, хотя остаточные разности по-прежнему остаются больше предъявляемой к теории точности в 1 мс. Влияние прямого эффекта планет составило миллисекунды, влияние 4-й гармоники проявилось в виде систематического сдвига порядка 0.85 в остаточных разностях в либрации по долготе, а учет прилива позволил уменьшить остаточные разности в широте практически на порядок. При этом основным фактором, уменьшающим остаточные разности, является изменение в коэффициентах Стокса второго порядка. Расчеты проводились с использованием эфемериды DE421, построенной в Лаборатории реактивного движения NASA. Статья основана на докладе, сделанном на конференции “Астрометрия вчера, сегодня, завтра” (ГАИШ МГУ, 14–16 октября 2019 г.).

Андреев А.О., Нефедьев Ю.А., Нефедьев Л.А., Ахмедшина Е.Н., Демина Н.Ю., Загидуллин А.А. «Использование многопараметрического анализа и фрактальной геометрии для исследования структуры лунной поверхности» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 162, № 2, с. 223-236 (2020)

Работа посвящена вопросам исследования структуры лунной поверхности с использованием многопараметрического анализа и методов фрактальной геометрии. Для построения цифровой модели лунной поверхности использовались данные космических миссий Clementine, Kaguya и LRO. В процессе выполнения работы построена электронная база альтиметрических измерений, которые приведены в единую систему отсчета данных с помощью робастного моделирования. Для построения цифровой модели альтиметрические спутниковые данные разлагались в гармонические ряды по сферическим функциям. Затем с использованием созданной модели определены фрактальные параметры и коэффициенты фрактального подобия структуры поверхности Луны и построены диаграммы их распределения в монохромном и цветном вариантах. Для анализа цифровой картографической поверхности использовался метод оценки фрактальных коэффициентов подобия и фрактальных размерностей. Цифровая модель трансформирована в цветовую карту согласно высотной цветовой шкале. С использованием авторского метода определены цветовые фрактальные размерности SRGB (Square, Red, Green, Blue) для модели лунной поверхности. Проведен анализ более 150 площадей SRGB, и для них найдены цветовые фрактальные параметры. Полученные результаты могут быть использованы при создании глобальной структурной модели Луны.

Свешникова Л.Г., Астапов И.И., Безъязыков П.А., Бланк М., Бородин А.Н., Брюкнер М., Буднев Н.М., Булан А., Вайдянатан А., Вишневский Р., Волчугов П., Воронин Д., Гафаров А.Р., Гармаш А.Ю., Гребенюк В.М., Гресс О.А., Гресс Т.И., Гринюк А.А., Гришин О.Г., Дячок А.Н., Журов Д.П., Загородников А.В., Иванова А.Л., Калмыков Н.Н., Киндин В.В., Кирюхин С.Н., Кожин В.А., Кокоулин Р.П., Компаниец К.Г., Коростелева Е.Е., Кравченко Е.А., Крюков А.П., Кузьмичев Л.А., Кьявасса А., Лаврова М., Лагутин А.А., Лемешев Ю., Лубсандоржиев Б.К., Лубсандоржиев Н.Б., Миргазов Р.Р., Мирзоян Р., Монхоев Р.Д., Осипова Э.А., Пан А., Панасюк М.И., Паньков Л.В., Пахоруков А.Л., Петрухин А.А., Полещук В.А., Попеску М., Попова Е.Г., Порелли А., Постников Е.Б., Просин В.В., Птускин В.С., Пушнин А.А., Райкин Р.И., Рубцов Г.И., Рябов Е.В., Сагань Я.И., Самолига В.С., Сидоренков А.Ю., Силаев А.А., Силаев А.А.(мл.), Скурихин А.В., Слунечка М., Соколов А.В., Суворкин Я., Таболенко В.А., Танаев А., Таращанский Б.А., Терновой М., Ткачев Л.Г., Тлужиконт М., Ушаков Н., Хорнс Д., Яшин И.И. «Регистрация гамма-квантов от Крабовидной туманности и блазара Маркарян 421 в области энергий более 3–4 ТэВ атмосферным черенковским телескопом в эксперименте TAIGA» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 529-533 (2021)

В Тункинской долине, в 50 км от озера Байкал в настоящее время проводятся работы по созданию гибридной гамма-обсерватории TAIGA, предназначенной для исследования гамма-излучения и потоков заряженных космических лучей в диапазоне 10¹³–10¹⁸ эВ. Представлены первые результаты по регистрации гамма-квантов от Крабовидной туманности за 44 ч наблюдения и блазара Mаркарян 421 за 62 ч со значимостью около 5–6 сигма одним из телескопов TAIGA-IACT.

Подгрудков Д.А., Бонвеч Е.А., Вайман И.А., Чернов Д.В., Астапов И.И., Безъязыков П.А., Бланк М., Бородин А.Н., Брюкнер М., Буднев Н.М., Булан А.В., Вайдянатан А., Вишневский Р., Волчугов П.А., Воронин Д.М., Гафаров А.Р., Гресс О.А., Гресс Т.И., Гришин О.Г., Гармаш А.Ю., Гребенюк В.М., Гринюк А.В., Дячок А.Н., Журов Д.П., Загородников А.В., Иванова А.Л., Калмыков Н.Н., Киндин В.В., Кирюхин С.Н., Кокоулин Р.Л., Компаниец К.Г., Коростелева Е.Е., Кожин В.А., Кравченко Е.А., Крюков А.П., Кузьмичев Л.А., Кьявасса А., Лаврова М., Лагутин А.А., Лемешев Ю.Е., Лубсандоржиев Б.К., Лубсандоржиев Н.Б., Миргазов Р.Р., Мирзоян Р., Монхоев Р.Д., Осипова Е.А., Пахоруков А.Л., Пан А., Панасюк М.И., Паньков Л.В., Петрухин А.А., Полещук В.А., Попеску М., Попова Е.Г., Порелли А., Постников Е.Б., Просин В.В., Птускин В.С., Пушнин А.А., Райкин Р.И., Рубцов Г.И., Рябов Е.В., Сагань Я.И., Самолига В.С., Силаев А.А., Силаев А.А.(мл.), Сидоренков А.Ю., Скурихин А.В., Слунечка М., Соколов А.В., Свешникова Л.Г., Суворкин Я.В., Таболенко В.А., Танаев А.В., Таращанский Б.А., Терновой М.Ю., Ткачев Л.Г., Тлужиконт М., Ушаков Н.А., Хорнс Д., Яшин И.В. «Первые результаты работы прототипа широкоугольного телескопа SIT в составе астрофизического комплекса TAIGA» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 541-544 (2021)

Прототип малого широкоугольного телескопа был установлен в Тункинской долине в составе установки TAIGA в сентябре 2019 г. За прошедшие 8 сеансов наблюдений были собраны данные по работе установки, проведена проверка режимов работы систем телескопа, работа триггерной системы и системы сопряжения с комплексом TAIGA. Представлены первые результаты анализа данных о работе прототипа телескопа.

Блатов И.А., Задорин Н.А. «Интерполяция на сетке Бахвалова при наличии экспоненциального пограничного слоя» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 161, № 4, с. 497-508 (2019)

Исследован вопрос интерполяции функции одной переменной с большими градиентами в экспоненциальном пограничном слое. Интерполируемая функция соответствует решению краевой задачи для обыкновенного дифференциального уравнения второго порядка с малым параметром ε при старшей производной. Проблема состоит в том, что применение к такой функции полиномиальных интерполяционных формул в случае равномерной сетки может приводить к неприемлемым погрешностям. Оценена погрешность формулы линейной интерполяции на сетке Бахвалова, сгущающейся в пограничном слое. Получена оценка погрешности второго порядка точности по числу узлов сетки, равномерная по параметру ε. Исследована классическая разностная формула для вычисления производной, использующая значение функции в двух узлах сетки Бахвалова. Получена оценка относительной погрешности, равномерная по параметру ε. Представлены результаты численных экспериментов.

Семин М.А., Зайцев А.В., Левин Л.Ю. «Численное решение обратной задачи Стефана при анализе искусственного замораживания породного массива» Математическое моделирование, 33, № 2, с. 93-108 (2021)

Рассмотрена проблема параметризации модели теплопереноса в породном массиве в условиях его искусственного замораживания. Для уточнения параметров модели по данным измерений температуры породного массива в контрольно-термических скважинах предлагается решать коэффициентную обратную задачу Стефана. В работе рассмотрена постановка обратной задачи, предложен и реализован численный алгоритм ее решения. Численный алгоритм основан на итерационной минимизации сглаживающего функционала рассогласований измеренных и вычисленных температур в контрольно-термических скважинах. Исследованы свойства сглаживающего функционала в фазовом пространстве теплофизических свойств породного массива и особенности выбора параметров сглаживающего функционала.

Гуськов А.М., Замурагин Ю.М. «О динамических свойствах гасителя крутильных колебаний с магнитными ударными парами» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 2, с. 17-24 (2021)

Исследуется эффективность гашения крутильных колебаний тела с помощью динамического гасителя колебаний, содержащего систему последовательных ударных пар, в которых соударяющиеся элементы представляют собой магниты. Получены существенно нелинейные дифференциальные уравнения движения защищаемого тела и магнитных элементов, приведенные к безразмерной форме. Рассмотрено влияние выбора проектируемых параметров виброгасителя на колебания несущего тела. Описаны особенности настройки гасителя в режим широкой полосы виброгашения. Установлен оптимальный вариант настройки гасителя, при котором колебания тела гасятся наиболее эффективно.

Замураев В.П., Калинина А.П. «Управление структурой сверхзвукового потока при горении этилена с помощью газодинамических импульсов» Прикладная механика и техническая физика, 62, № 1, с. 3-13 (2021)

Проведено численное моделирование сверхзвукового течения в канале с переменным сечением при подаче вдоль оси канала этилена под воздействием струи, создающей эффект дросселя. Решены осредненные уравнения Навье–Стокса, замыкаемые κ-ε-моделью турбулентности. Горение этилена моделировалось с помощью одной реакции. Проведено сравнение с экспериментальными данными о распределении давления на стенке канала. Установлено, что воздействие газодинамических импульсов на структуру потока имеет необратимый характер. Описаны формирование области околозвукового течения и ее структура.

Захаренко А.Д., Петров П.С., Трофимов М.Ю. «О возмущении акустических мод неоднородностями батиметрии в мелком море» Подводные исследования и робототехника, 33, № 4, с. 66-69 (2020)

Моделирование распространения звука в акустике океана может выполняться с использованием теории нормальных волн. При наличии в решаемой задаче неоднородностей батиметрии большая часть вычислительного времени тратится при этом на расчет модовых функций и волновых чисел в нескольких поперечных сечениях исследуемого волновода. Значительную часть этого времени можно сэкономить, используя для расчета указанных величин теорию возмущений. В работе строится теория возмущений решения задачи Штурма–Лиувилля для модовых функций и волновых чисел, вызванных вариациями глубины моря. Данный вопрос может быть сведен к классической задаче о возмущении потенциала в стационарном уравнении Шредингера путем определенной замены переменных. В работе в явном виде приводятся формулы теории возмущений первого и второго порядков для модовых функций и волновых чисел. Представлен пример использования этих формул и выполнен анализ их точности. Описанный подход позволяет значительно повысить вычислительную эффективность моделирования распространения звука в нерегулярных волноводах мелкого моря при сохранении того же уровня точности, что достигается при отдельном решении задачи Штурма–Лиувилля в каждом поперечном сечении.

Фершалов М.Ю., Петров П.С., Манульчев Д.С., Захаренко А.Д. «Обобщение метода геоакустической инверсии по записи импульсного сигнала одиночным гидрофоном с учетом неоднородностей батиметрии» Подводные исследования и робототехника, 34, № 1, с. 51-57 (2021)

Интересны работы по восстановлению параметров волновода (скорость звука, плотность и т.д.) по данным, записанным одиночным гидрофоном. Традиционные методы геоакустической инверсии хорошо известны и достаточно подробно рассмотрены во многих работах. Они довольно точны, но для их применения нужны акустические данные, записанные массивами гидрофонов (антеннами). Недавно был представлен метод геоакустической инверсии для относительно мелководных равноглубинных волноводов. Он позволяет определить не только параметры волновода, но и расстояние до источника, используя акустические данные, записанные с помощью одиночного гидрофона. Этот метод основан на использовании так называемого развертывающего преобразования или оператора деформаций, которое позволяет выпрямить дисперсионные кривые и значительно упростить разделение мод. Разделенные дисперсионные кривые позволяют определить времена прихода мод (модальные групповые скорости), которые используются для восстановления параметров волновода. Представлен алгоритм для проведения геоакустической инверсии как для модельных, так и для реальных волноводов. В настоящей работе метод геоакустической инверсии с использованием записи импульсного акустического сигнала одиночным гидрофоном был обобщен на случай нерегулярного волновода. Данное обобщение позволяет учесть при выполнении инверсии плавные неоднородности батиметрии на рассматриваемой акустической трассе. Ключевые слова: акустика океана; геоакустическая инверсия; волноводная дисперсия; развертывающее преобразование; акустические моды.

Попель С.И., Голубь А.П., Захаров А.В., Зеленый Л.М. «Формирование микросферул лунного реголита в инициированных ударами метеороидов плазменно-пылевых процессах» Физика плазмы, 46, № 3, с. 219-226 (2020)

Обсуждается возможность образования микросферул в инициированных ударами метеороидов о поверхность Луны плазменно-пылевых процессах. Показано, что из вещества зоны плавления, формируемой в результате удара высокоскоростного метеороида о лунную поверхность, образуются сферулы, которые первоначально поднимаются над поверхностью Луны, а затем падают на нее. Именно такие сферулы и наблюдаются при исследовании лунного грунта. Находясь над поверхностью Луны, жидкие сферулы затведевают и в результате взаимодействия с электронами и ионами, а также солнечным излучением приобретают электрические заряды, становясь частью плазменно-пылевой системы над Луной. Получены значение концентрации сферул в пылевой плазме над лунной поверхностью, а также их распределение по размерам. Верхний предел размера сферул в их распределении обусловлен существованием верхнего предела статистических данных по размерам для достаточно мелких метеороидов и составляет несколько микрометров. Размеры сферул, существенно большие 1 мкм, соответствуют размерам метеороидов, большим 1 см. Для крупных метеороидов однозначную статистику по размерам построить не удается. Поэтому возможным оказывается лишь построение распределения по размерам сферул, имеющих микронные и субмикронные размеры. Для достаточно крупных сферул возможна лишь оценка размеров метеороидов, удары которых по лунной поверхности послужили причиной образования этих сферул. Показано, что присутствие сферул в пылевой плазме над лунной поверхностью может быть обнаружено в рамках будущих миссий “Луна-25” и “Луна-27” с помощью пьезоэлектрических датчиков.

Зеленый Л.М., Попель С.И., Захаров А.В. «Пылевая плазма на Луне. Проблемы моделирования и измерений» Физика плазмы, 46, № 5, с. 441-455 (2020)

Приводится краткий обзор по пылевой плазме у поверхности Луны, важным фактором при формировании которой являются электростатические процессы. Формулируются проблемы, касающиеся теоретического и численного моделирования плазменно-пылевой системы у Луны, ее экспериментального исследования и интерпретации данных по окололунной пылевой плазме.

Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Илькаев Р.И., Месяц Г.А., Питаевский Л.П., Рубаков В.А., Руденко О.В., Рыкованов Г.Н., Сергеев А.М., Соломонов Ю.С., Шарков Б.Ю., Щербаков И.А. «Памяти Владимира Евгеньевича Фортова» Успехи физических наук, 191, № 1, с. 111-112 (2021)

Александров Е.Б., Андреев А.Ф., Архипов М.В., Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Иванов С.В., Ивченко Е.Л., Питаевский Л.П., Садовский М.В., Сурис Р.А., Шалагин А.М., Щербаков И.А. «Николай Николаевич Розанов (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 4, с. 445-446 (2021)

Арансон И.С., Гапонов-Грехов А.В., Захаров В.Е., Зверев В.А., Кузнецов Е.А., Литвак А.Г., Некоркин В.И., Пиковский А.С., Руденко О.В., Сергеев А.М., Синай Я.Г., Цимринг Л.Ш. «Михаил Израилевич Рабинович (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 4, с. 447-448 (2021)

Захаров В.М., Ищенко А.Н. «Регистрация быстропротекающих процессов при ударном разрушении емкости, заполненной жидкостью» Инженерно-физический журнал, 94, № 1, с. 180-194 (2021)

Разработана методика эксперимента для регистрации явлений при ударном разрушении емкости с жидкостью. Регистрация явлений производилась рентгеноимпульсными аппаратами и высокоскоростной киносъемкой. Распространение волн сжатия в жидкости фиксировалось с помощью пузырьков-маркеров в виде воздушных завес в массиве жидкости. Давление в волне сжатия определялось датчиком на основе кристалла арсенида галия. Исследованы особенности явлений, возникающих при разрушении емкости с жидкостью высокоскоростным ударником. Установлены зависимости развития каверны в жидкости, закон движения ударника, зависимость давления от времени и затухание давления в жидкости. Полученные зависимости позволяют определить объективные физические данные о явлениях в ударно нагружаемых емкостях и решить вопрос о прочности емкости с жидкостью. Ключевые слова: замкнутый объем жидкости, высокоскоростной ударник, каверна, воздушный пузырек-маркер, ударные явления, волна сжатия, разрушение

Богомолов С.В., Захарова Т.В. «Уравнение Больцмана без гипотезы молекулярного хаоса» Математическое моделирование, 33, № 1, с. 3-24 (2021)

Ясная с точки зрения физики вероятностная модель газа из твёрдых сфер рассматривается как с помощью теории случайных процессов, так и в терминах классической кинетической теории для плотностей функций распределения в фазовом пространстве: из системы нелинейных стохастических дифференциальных уравнений (СДУ) выводится сначала обобщённое, а затем – случайное и неслучайное интегродифференциальное уравнение Больцмана с учётом корреляций и флуктуаций. Главной особенностью исходной модели является случайный характер интенсивности скачкообразной меры и её зависимость от самого процесса. Для полноты картины кратко напоминается переход ко всё более грубым приближениям в соответствии с уменьшением параметра обезразмеривания, числа Кнудсена. В результате получаются стохастические и неслучайные макроскопические уравнения, отличающиеся от системы уравнений Навье–Стокса или систем квазигазодинамики. Ключевым отличием этого вывода является более точное осреднение по скорости благодаря аналитическому решению СДУ по винеровской мере, в виде которых представлена промежуточная мезо-модель в фазовом пространстве. Такой подход существенно отличается от традиционного, использующего не сам случайный процесс, а его функцию распределения. Акцент ставится на прозрачности допущений при переходе от одного уровня детализации к другому, а не на численных экспериментах, в которых содержатся дополнительные погрешности аппроксимации.

Зацерклянный О.В., Панич А.Е. «Пьезоэлектрические материалы для вибрационных преобразователей плотности вязких жидкостей» Физические основы приборостроения, 9, № 3, с. 46-51 (2020)

Описаны физические принципы и требования к системе возбуждения и измерения параметров колебаний вибропреобразователя плотномера вязких жидкостей. Представлены критерии выбора оптимальных пьезоматериалов для применения в вибропреобразователях плотности вязких сред. Представлены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность выбора пьезоматериалов.

Арансон И.С., Гапонов-Грехов А.В., Захаров В.Е., Зверев В.А., Кузнецов Е.А., Литвак А.Г., Некоркин В.И., Пиковский А.С., Руденко О.В., Сергеев А.М., Синай Я.Г., Цимринг Л.Ш. «Михаил Израилевич Рабинович (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 4, с. 447-448 (2021)

Волков С.Ю., Богданов С.Р., Здоровеннова Г.Э., Тержевик А.Ю., Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И., Ефремова Т.В., Кириллин Г.Б. «Метод оценки параметров анизотропии мелкомасштабной турбулентности по данным акустических профилографов» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 1, с. 86-96 (2021)

Акустические допплеровские профилографы течений широко используются для построения вертикальных профилей скорости. В последние годы эти приборы применяются также для оценок скорости ε диссипации энергии, на основе анализа продольных структурных функций. Применимость этих оценок, однако, остается спорной, поскольку расчет осуществляется в рамках предположения о локальной однородности и изотропности мелкомасштабных пульсаций и с использованием канонических значений констант Колмогорова. Однако во многих случаях, как показывают экспериментальные исследования и прямые численные расчеты, эти константы существенно варьируются, что приводит к ошибкам в определении ε, которые могут превышать 50%. В работе представлен метод, позволяющий произвести оценку параметров анизотропии непосредственно по анализу всех лучевых компонент скорости. Его суть заключается в использовании обобщенных (4-точечных) структурных функций и учете межлучевых корреляций скорости. Получено, в частности, явное выражение для поперечной структурной функции, что позволяет осуществить непосредственную проверку «закона 4/3». Апробация метода осуществлена на основе обработки данных, полученных при изучении турбулентности в конвективно-перемешанном слое покрытых льдом озер (Онежское и Вендюрское).

Волков С.Ю., Богданов С.Р., Здоровеннова Г.Э., Тержевик А.Ю., Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И., Ефремова Т.В., Кириллин Г.Б. «Метод оценки параметров анизотропии мелкомасштабной турбулентности по данным акустических профилографов» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 1, с. 86-96 (2021)

Акустические допплеровские профилографы течений широко используются для построения вертикальных профилей скорости. В последние годы эти приборы применяются также для оценок скорости ε диссипации энергии, на основе анализа продольных структурных функций. Применимость этих оценок, однако, остается спорной, поскольку расчет осуществляется в рамках предположения о локальной однородности и изотропности мелкомасштабных пульсаций и с использованием канонических значений констант Колмогорова. Однако во многих случаях, как показывают экспериментальные исследования и прямые численные расчеты, эти константы существенно варьируются, что приводит к ошибкам в определении ε, которые могут превышать 50%. В работе представлен метод, позволяющий произвести оценку параметров анизотропии непосредственно по анализу всех лучевых компонент скорости. Его суть заключается в использовании обобщенных (4-точечных) структурных функций и учете межлучевых корреляций скорости. Получено, в частности, явное выражение для поперечной структурной функции, что позволяет осуществить непосредственную проверку «закона 4/3». Апробация метода осуществлена на основе обработки данных, полученных при изучении турбулентности в конвективно-перемешанном слое покрытых льдом озер (Онежское и Вендюрское).

Попель С.И., Голубь А.П., Захаров А.В., Зеленый Л.М. «Формирование микросферул лунного реголита в инициированных ударами метеороидов плазменно-пылевых процессах» Физика плазмы, 46, № 3, с. 219-226 (2020)

Обсуждается возможность образования микросферул в инициированных ударами метеороидов о поверхность Луны плазменно-пылевых процессах. Показано, что из вещества зоны плавления, формируемой в результате удара высокоскоростного метеороида о лунную поверхность, образуются сферулы, которые первоначально поднимаются над поверхностью Луны, а затем падают на нее. Именно такие сферулы и наблюдаются при исследовании лунного грунта. Находясь над поверхностью Луны, жидкие сферулы затведевают и в результате взаимодействия с электронами и ионами, а также солнечным излучением приобретают электрические заряды, становясь частью плазменно-пылевой системы над Луной. Получены значение концентрации сферул в пылевой плазме над лунной поверхностью, а также их распределение по размерам. Верхний предел размера сферул в их распределении обусловлен существованием верхнего предела статистических данных по размерам для достаточно мелких метеороидов и составляет несколько микрометров. Размеры сферул, существенно большие 1 мкм, соответствуют размерам метеороидов, большим 1 см. Для крупных метеороидов однозначную статистику по размерам построить не удается. Поэтому возможным оказывается лишь построение распределения по размерам сферул, имеющих микронные и субмикронные размеры. Для достаточно крупных сферул возможна лишь оценка размеров метеороидов, удары которых по лунной поверхности послужили причиной образования этих сферул. Показано, что присутствие сферул в пылевой плазме над лунной поверхностью может быть обнаружено в рамках будущих миссий “Луна-25” и “Луна-27” с помощью пьезоэлектрических датчиков.

Зеленый Л.М., Попель С.И., Захаров А.В. «Пылевая плазма на Луне. Проблемы моделирования и измерений» Физика плазмы, 46, № 5, с. 441-455 (2020)

Приводится краткий обзор по пылевой плазме у поверхности Луны, важным фактором при формировании которой являются электростатические процессы. Формулируются проблемы, касающиеся теоретического и численного моделирования плазменно-пылевой системы у Луны, ее экспериментального исследования и интерпретации данных по окололунной пылевой плазме.

Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Илькаев Р.И., Месяц Г.А., Питаевский Л.П., Рубаков В.А., Руденко О.В., Рыкованов Г.Н., Сергеев А.М., Соломонов Ю.С., Шарков Б.Ю., Щербаков И.А. «Памяти Владимира Евгеньевича Фортова» Успехи физических наук, 191, № 1, с. 111-112 (2021)

Андреев А.Ф., Балега Ю.Ю., Гапонов-Грехов А.В., Денисов Г.Г., Зелёный Л.М., Кочаровский Вл.В., Литвак А.Г., Мареев Е.А., Сергеев А.М., Сюняев Р.А., Трюмпер И.Э., Черепащук А.М. «Владимир Васильевич Железняков (к 90-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 2, с. 221-222 (2021)

Балега Ю.Ю., Боос Э.Э., Зелёный Л.М., Калегаев В.В., Кузьмичёв Л.А., Мирошниченко Л.И., Петрукович А.А., Петрухин А.А., Радченко В.В., Саврин В.И., Свертилов С.И., Стожков Ю.И. «Памяти Михаила Игоревича Панасюка» Успехи физических наук, 191, № 3, с. 331-332 (2021)

Александров Е.Б., Андреев А.Ф., Архипов М.В., Захаров В.Е., Зелёный Л.М., Иванов С.В., Ивченко Е.Л., Питаевский Л.П., Садовский М.В., Сурис Р.А., Шалагин А.М., Щербаков И.А. «Николай Николаевич Розанов (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 4, с. 445-446 (2021)

Зелёный Л.М. «Колонка главного редактора» Земля и Вселенная, № 4, с. 3-4 (2020)

Зелёный Л.М. «Колонка главного редактора, "Земля и Вселенная"» Земля и Вселенная, № 5, с. 3-4 (2020)

Пирогов Л.Е., Землянуха П.М. «Использование метода главных компонент для оценки параметров плотного ядра L1287 при вписывании модельных спектральных карт в наблюдаемые» Астрономический журнал, 98, № 2, с. 102-115 (2021)

Разработан алгоритм нахождения глобального минимума многомерной функции ошибки при вписывании модельных спектральных карт в наблюдаемые, в котором с помощью метода главных компонент снижается размерность модели, уменьшается степень связанности параметров и определяется область минимума. Для расчета оптимальных значений параметров применяется метод k ближайших соседей. Алгоритм использован для оценки физических параметров плотного сжимающегося звездообразующего ядра L1287. Проведено вписывание карт в линиях HCO⁺(1–0), H^-13CO⁺(1–0), HCN(1–0) и H¹³CN(1–0), рассчитанных в рамках микротурбулентной 1D модели, в наблюдаемые. Получены оценки физических параметров ядра, включая радиальные профили плотности ((∝r^–1.7), турбулентной скорости (∝r^–0.4) и скорости сжатия ((∝r^–0.1). Рассчитаны доверительные интервалы полученных значений параметров. Степенной индекс радиального профиля скорости сжатия с учетом погрешности его определения ниже по абсолютному значению, чем ожидаемый в случае коллапса газа на протозвезду в режиме свободного падения. Данный результат может являться аргументом в пользу модели глобального сжатия ядра L1287.

Зиборов В.С., Канель Г.И., Ростилов Т.А. «Экспериментальное исследование характера деформации сферопластиков при ударном сжатии» Физика горения и взрыва, 56, № 2, с. 124-129 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования ударного сжатия образцов, моделирующих среды с заданной пористостью на примере сферопластиков на эпоксидной основе с наполнителем из стеклянных микросфер с объемными концентрациями 0.27 и 0.55. Получены ударные адиабаты в диапазоне давления ударного сжатия 0.1–1.2 ГПа. Оценено давление ударного сжатия, при котором начинается разрушение используемых микросфер. Обнаружена зависимость характера деформации от концентрации микросфер в образце. Ключевые слова: сферопластик, микросферы, волна ударного сжатия, предвестник, средняя массовая скорость, ударная адиабата, VISAR

Макаров П.В., Смолин И.Ю., Хон Ю.А., Еремин М.О., Бакеев Р.А., Перышкин А.Ю., Зимина В.А., Чирков А., Казакбаева А.А., Ахметов А.Ж. «Автосолитонная концепция сейсмического процесса. Часть 2. Численные исследования генерации и распространения медленных деформационных автосолитонных возмущений» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 24, № 1, с. 18-36 (2021)

В рамках автосолитонной концепции сейсмического процесса показано, что его полной математической моделью как процесса деформирования и разрушения нагружаемой геосреды являются динамические уравнения механики деформируемого твердого тела вместе со специфическими определяющими уравнениями, описывающими реологию геосреды. Эти уравнения описывают как обычную эволюцию напряженно-деформированного состояния, обусловленную распространением волн напряжений со скоростями звука, определяемыми спецификой определяющих уравнений, так и медленную динамику нагружаемой прочной среды. Численно изучены особенности генерации деформационных автосолитонов, структура фронтов и особенности распространения внутриразломных и межразломных деформационных возмущений. Выполнено численное моделирование медленных деформационных возмущений в элементах реальных геосред.

Титов С.А., Бурлаков А.Б., Зинин П.В., Богаченков А.Н. «Измерение скорости звука в тканях эмбрионов костистых рыб» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 1, с. 140-144 (2021)

Разработана неинвазивная методика ультразвуковой визуализации структуры эмбрионов рыб и измерения скорости звука в их тканях. С помощью акустического микроскопа с центральной частотой 50 МГц проведено исследование икры вьюна (Misgurnus fossilis), развивающегося в иммерсионной ячейке прибора, на 6–8 стадиях развития измерена скорость звука в желтке и клеточном слое (бластуле) эмбриона.

Новиков И.Д., Лихачёв С.Ф., Щекинов Ю.А., Андрианов А.С., Барышев А.М., Васюнин А.И., Вибе Д.З., де Граау Т., Дорошкевич А.Г., Зинченко И.И., Кардашёв Н.С., Костенко В.И., Ларченкова Т.И., Лихачёва Л.Н., Ляховец А.О., Новиков Д.И., Пилипенко С.В., Пунанова А.Ф., Рудницкий А.Г., Смирнов А.В., Шематович В.И. «Задачи научной программы космической обсерватории Миллиметрон и технические возможности её реализации» Успехи физических наук, 191, № 4, с. 404-443 (2021)

Представлена научная программа проекта “Спектр-М”, нацеленного на создание и эксплуатацию космической обсерватории Миллиметрон (КОМ), планируемой к запуску в конце 2020-х годов. Обсерватория будет обладать набором уникальных технических возможностей по наблюдению астрономических объектов в широком диапазоне длин волн от 50 мкм до 10 мм с недостижимой ранее в этой области спектра чувствительностью (до ∼0,1 мкЯн) в режиме одиночного зеркала и беспрецедентно высоким угловым разрешением (∼0,1 мкс дуги) в режиме наземно-космического радиоинтерферометра со сверхдлинной базой (КРСДБ). Программа направлена на класс приоритетных фундаментальных проблем астрофизики и физики в целом, которые могут быть разрешены исключительно с помощью возможностей КОМ: 1) исследование физических процессов в ранней Вселенной вплоть до красных смещений z∼2·10⁶ с помощью регистрации μ-искажений частотного спектра реликтового излучения, изучение строения и эволюции Вселенной на красных смещениях z<15 в наблюдениях y-искажений спектра микроволнового фона; 2) исследование геометрии пространства-времени вокруг сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД) в центре нашей Галактики и галактики М87 с помощью построения изображения теней в их окрестности, исследование свойств плазмы в области формирования теней, а также выявление возможных наблюдательных проявлений кротовых дыр; 3) исследование наблюдательных проявлений возникновения жизни во Вселенной – поиск воды и биомаркеров в межзвёздной среде нашей Галактики. Сюда же попадает и ряд родственных проблем, также требующих для своего решения технических возможностей обсерватории Миллиметрон: возникновение первых галактик и СМЧД (z≳10), альтернативные подходы измерения постоянной Хаббла, физики СМЧД в “затенённых” пылью ядрах галактик, исследование протопланетных дисков и транспорта воды в них, исследование “миров с океанами” в Солнечной системе.

Птускин В.С., Зиракашвили В.Н. «О диффузии космических лучей с обратным влиянием на каскад магнитозвуковых волн в межзвездной среде» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 490-493 (2021)

Уравнение переноса космических лучей в Галактике решается совместно с уравнением для плотности энергии магнитогидродинамической турбулентности. Полученные спектры ядер в космических лучах с энергиями 10⁶–10¹¹ эВ согласуются с данными наблюдений, включая пик в отношении потоков вторичных ядер к первичным при энергии порядка 1 ГэВ/нуклон.

Зиракашвили В.Н., Птускин В.С. «Ускорение космических лучей в остатках сверхновых с неоднородным распределением плотности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 494-497 (2021)

Исследуется ускорение космических лучей ударными волнами, распространяющимися в кавернах горячего разреженного газа, созданных звездным ветром предсверхновой. Определены спектры ускоренных частиц, произведенных в остатках сверхновых типа Ib/c.

Зиракашвили В.Н., Птускин В.С., Роговая С.И. «Определение спектров эволюционирующих пространственно распределенных источников космических лучей сверхвысоких энергий» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 498-500 (2021)

Исследовано влияние космологической эволюции и пространственного распределения источников на решение обратной задачи об определении спектров источников космических лучей сверхвысоких энергий. Решение учитывает распространение и потери энергии протонов и ядер в расширяющейся Вселенной. Установлено, что активные галактические ядра являются наиболее вероятными источниками космических лучей сверхвысоких энергий.

Богдан О.П., Злобин Д.В., Муравьева О.В., Молин С.М., Платунов А.В. «Оценка неравномерности упругих свойств листов из закрытоячеистых пенополиолефинов акустическим методом» Приборы и методы измерений, 12, № 1, с. 58-66 (2021)

Широкое использование пенополиолефинов в стратегически важных отраслях промышленности обусловлено их высокими тепло-, звуко- и виброизоляционными свойствами. Целью работы являлась оценка неравномерности упругих свойств по площади листов пенополиолефинов различных типов с использованием акустического бесконтактного теневого амплитудного метода контроля и подтверждением методом структурного анализа. Разработаны установка и новая методика бесконтактного акустического контроля листов из закрытоячеистых пенополиолефинов, основанная на регистрации амплитуды импульса, прошедшего сквозь лист, и позволяющая оценить неравномерность его упругих свойств в процессе сканирования. Исследования неравномерности упругих свойств проведены на листах из закрытоячеистых пенополиолефинов марки ISOLON 500 и ISOLON 300, различающиеся материалом и технологией изготовления (способ сшивки, метод и кратность вспенивания). Показано, что на абсолютную амплитуду сигнала и её разброс относительно среднего значения влияет структура материала пенополиолефина и её неоднородность по площади исследуемого листа, определяемая технологией производства, что подтверждено визуально с использованием микроскопии. Исследования показали влияние на неравномерность показаний способа получения и кажущейся плотности материала. Показано, что наиболее неравномерные упругие свойства и структуру имеют листы из пенополиолефинов, полученных по технологии химической сшивки (неравномерность Δ составила 6,5%). Из физически сшитых листов пенополиолефинов наиболее равномерными по структуре и упругим свойствам являются образцы, изготовленные из этиленвинилацетата с Δ=3,8%, а также листы с высокой кратностью вспенивания (Δ=3,9%). Неравномерность структуры исследованных листов пенополиолефинов подтверждена оптической микроскопией срезов в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Гораджанов В.С., Топтун В.А., Золотухин И.Ю., Катков И.Ю., Чилингарян И.В. «Поиск и открытие черных дыр промежуточных масс при помощи крупных наземных и космических обсерваторий и данных виртуальной обсерватории» Земля и Вселенная, № 5, с. 5-14 (2020)

DOI: https://doi.org/10.7868/S00443948

Герасимов С.И., Зубанков А.В., Ерофеев В.В., Кикеев В.А., Трепалов Н.А., Калмыков А.П., Капинос С.А., Сироткина А.Г. «Экспериментальное исследование движения ударника в песчаной среде бесконтактным способом» Прикладная механика и техническая физика, 62, № 1, с. 159-164 (2021)

Представлены экспериментальные данные о параметрах движения стального сферического ударника диаметром 13,5 мм в песчаной среде при скорости ударника 1470 м/с. Для регистрации движения ударника вблизи песчаной преграды и в песчаной среде применялись индукционные датчики и метод PIV (particle image velocimetry), позволяющий на основе высокоскоростной видеорегистрации поверхности песка визуализировать поверхностную волну. Получены значения параметров, характеризующих движение ударника в песчаной среде и распространение поверхностной волны.

Филаретов В.Ф., Юхимец Д.А., Зуев А.В., Губанков А.С., Минаев Д.Д. «Цифровая платформа для реализации распределенных систем управления и навигации для подводных робототехнических комплексов» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 81-93 (2021)

Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных систем управления и навигации подводных робототехнических комплексов (ПРК), выполняющих технологические операции в условиях неопределенности окружающей среды. Предлагаемая цифровая платформа предназначена для автоматизации следующих видов деятельности: мониторинг состояния объектов подводной инфраструктуры (линии связи, трубопроводы, добычное оборудование и т.д.), картографические и геодезические работы, определение параметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон загрязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подводные фермы марикультур, границы водных заповедников и т.п.), сопровождение движущихся объектов, поиск объектов заданного типа (биологических, техногенных и др.), выполнение подводных технологических операций (сварка, резка, очистка и т.п.). Для этой платформы разработана система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа и назначения. Выделены пять типов сообщений цифровой платформы: команды управления порядком выполнения миссии, команды управления загрузкой миссии, информационные сообщения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распределенных систем управления ПРК, обеспечивающая совместимость существующих бортовых систем ПРК с предлагаемым решением на основе компактных гидроакустических систем глобальной гидроакустической навигации, разработанных в ПАО «Дальприбор» (г. Владивосток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть представляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечивающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вторая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной системой и автоматизированным рабочим местом оператора. Исследования передачи данных в симуляторе (CoppeliaSim) между оператором и ПРК в рамках предложенной цифровой платформы показали, что обеспечивается надежная загрузка миссий и получение информации о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустического канала связи.

Косьянчук В.В., Гласов В.В., Зыбин Е.Ю., Тань Лиго «Прогнозирование траектории полета летательного аппарата в условиях полной параметрической неопределенности» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 93-101 (2021)

Большинство методов прогнозирования поведения динамических систем основаны на использовании информации о параметрах их математических моделей. Однако проблемы нестационарности, нелинейности и неидентифицируемости моделей реальных сложных систем приводят к тому что, традиционные параметрические методы применимы на практике только тогда, когда достоверно известны параметры и структура моделей систем, а неопределенности при постановке задачи существенно ограничены. В статье описывается оригинальный непараметрический метод прогнозирования траектории полета летательного аппарата в условиях полного отсутствия априорной информации о параметрах его математической модели динамики полета. Предлагаемый метод, в отличие от аналогичных широко известных, не использует логические или статистические вычисления и не требует своего предварительного обучения или длительной настройки. Он построен только на основе ретроспективного анализа нескольких последовательных значений пространственных координат летательного аппарата и его сигналов управления, поэтому не подвержен влиянию модельных ошибок и может быть использован для прогнозирования траектории полета летательного аппарата в условиях полной параметрической неопределенности даже в случае неидентифицируемости модели его динамики полета. Приведены результаты численного моделирования решения задачи прогнозирования траектории полета беспилотного летательного аппарата наиболее распространенного типа квадрокоптера в условиях полной неопределенности параметров его математической модели. Полученные результаты подтверждают работоспособность разработанного метода и показывают высокие характеристики точности решения задачи и скорости настройки алгоритма. Описанный подход может быть использован для прогнозирования траектории движения любого другого транспортного средства (автомобиля, водного судна и т.д.) при условии линеаризуемости его модели на наблюдаемом интервале времени и наличия информации о его сигналах управления. Практическая реализация описываемого непараметрического метода совместно с традиционными параметрическими позволит повысить точность прогнозирования траектории полета и решить задачу высокоточной посадки беспилотного летательного аппарата на активно маневрирующее судно, в том числе, при возникновении различных критических ситуаций.