Украинский Д.В. «О точных решениях уравнений газовой динамики в рядах по лагранжевой координате и их вычислительная реализация» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 139-150 (2020)

Для уравнений одномерной нестационарной газовой динамики с плоскими волнами построен подход к нахождению точных аналитических решений задач о движении газа в трубе с поршнем в виде степенных рядов по специальной лагранжевой координате, например, начальному положению частиц или переменной энтропии. Все зависящие от времени коэффициенты рядов находятся последовательно из рекуррентных соотношений по двум заданным граничным условиям – закону движения поршня и температуре на поршне. Задаваемые величины допускается выбрать таким образом, чтобы удовлетворить нужным начальным данным. Для точного вычисления членов рядов используются математические пакеты, в функционал которых входят символьные преобразования. Обсуждается возможность достижения сходимости построенных решений. Приводятся примеры физических задач, решаемых в рамках изложенного подхода.

Ганиев Р.Ф., Гришняев И.Н., Лысенко Г.П., Украинский Л.Е. «Научные основы возбуждения высокоинтенсивных гидроакустических волн с помощью детонации смеси водорода и кислорода» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 1, с. 3-14 (2021)

Установлены научные основы генерирования интенсивных гидроакустических волн в жидкости в результате детонации стехиометрической смеси водорода и кислорода. Высказана идея о возможности осуществления указанного процесса с помощью глубоководного электролизера, которая подтверждена экспериментально. Методами математического моделирования исследованы процессы горения и детонации объема стехиометрической смеси водорода и кислорода, окруженного жидкой средой, начальные условия повышения давления и температуры на границе раздела “продукты детонации–жидкая среда” в момент взрыва, обеспечивающие возникновение и распространение гидроакустической волны в жидкой среде. Оценена зависимость пикового давления полученной волны, длительности ее положительной фазы и длительности первого периода волны от объема водорода и кислорода, давления и других параметров. Показана возможность использования установленного эффекта для повышения нефтеотдачи пластов в нефтегазодобыче.

Садовничий Д.Н., Милёхин Ю.М., Малинин С.А., Потапенко А.И., Чепрунов А.А., Ульяненков Р.В., Шереметьев К.Ю., Перцев Н.В., Марков М.Б., Савенков Е.Б. «Экспериментальное исследование образования нитевидных структур и свойств сферопластика при ударно-волновом воздействии» Физика горения и взрыва, 57, № 2, с. 123-131 (2021)

Методом растровой электронной микроскопии обнаружено, что воздействие ударно-волнового импульса микросекундной длительности вызывает в сферопластиках на основе кремнийорганического эластомера формирование нитевидных структур длиной до 10 мкм. Нитевидные структуры образуются на поверхности разрушенных микросфер. Их образованию способствует металлизация поверхности стеклосфер. Представлены результаты экспериментального изучения изменений диэлектрических и механических характеристик металлизированного сферопластика, вызванных ударно-волновым воздействием. Обсуждаются возможные причины образования нитевидных структур при ударно-волновом воздействии на сферопластики. Ключевые слова: ударная волна, сферопластик, микросферы, стеклосферы, нановискеры, диэлектрические свойства, механические свойства

Романенко В.С., Петков В.Б., Афашоков Ю.З., Горбачева Е.А., Джаппуев Д.Д., Дзапарова И.М., Жежер Я.В., Журавлева К.В., Карпиков И.С., Куджаев А.У., Клименко Н.Ф., Куреня А.Н., Лидванский А.С., Михайлова О.И., Рубцов Г.И., Троицкий С.В., Унатлоков И.Б., Хаджиев М.М., Янин А.Ф. «Эксперимент "Ковер-3": поиск гамма-излучения сверхвысокой энергии от астрофизических объектов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 545-547 (2021)

Установка “Ковер-3” Баксанской нейтринной обсерватории предназначена для регистрации широких атмосферных ливней, образованных первичным космическим излучением с энергией более 100 ТэВ. Основной целью является поиск космического гамма-излучения сверхвысоких энергий. Описано текущее состояние установки, а также результаты поиска фотонов сверхвысоких энергий от областей локализации кандидатов в гравитационно-волновые события, зарегистрированных LIGO/Virgo в третьем наблюдательном периоде.

Новосельцев Ю.Ф., Дзапарова И.М., Кочкаров М.М., Куреня А.Н., Новосельцева Р.В., Петков В.Б., Стриганов П.С., Унатлоков И.Б., Янин А.Ф. «Мониторинг нейтринных вспышек от сверхновых на Баксанском подземном сцинтилляционном телескопе» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 579-582 (2021)

Баксанский подземный сцинтилляционный телескоп работает по программе поиска нейтринных вспышек с середины 1980 г. В качестве мишени мы используем две части установки с суммарной массой 240 тонн. За период с 30.06.1980 по 30.06.2020 чистое время наблюдения составило 34.4 г. За это время не было зарегистрировано ни одного события – кандидата на нейтринную вспышку. Это приводит к значению верхней границы средней частоты гравитационных коллапсов звезд в Галактике 0.067 год^–1 на 90% уровне достоверности.

Петков В.Б., Дзапарова И.М., Кочкаров М.М., Костюк М.Г., Куреня А.Н., Новосельцев Ю.Ф., Новосельцева Р.В., Стриганов П.С., Унатлоков И.Б., Янин А.Ф. «Поиск мюонных нейтрино от областей локализации гравитационно-волновых событий» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 583-587 (2021)

По данным Баксанского подземного сцинтилляционного телескопа проведен поиск мюонных нейтрино и антинейтрино с энергией выше 1 ГэВ в совпадении с гравитационно-волновыми событиями, зарегистрированными обсерваториями Advanced LIGO и Advanced Virgo в трех наблюдательных периодах. Получены ограничения на интегральные потоки мюонных нейтрино и антинейтрино от источников гравитационных волн. Представлен метод поиска нейтринных событий по алертам от LIGO/Virgo, приведено описание алгоритма обработки информации и поиска совпадений нейтринных и гравитационно-волновых событий в режиме реального времени.

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.).

Архипов В.А., Басалаев С.А., Перфильева К.Г., Усанина А.С. «Динамика всплытия пузырькового кластера» Инженерно-физический журнал, 93, № 5, с. 1243-1247 (2020)

Представлены результаты экспериментального исследования всплытия кластера пузырьков воздуха в вязкой жидкости оптическим методом. Разработана установка для формирования компактного кластера монодисперсных пузырьков с заданными диаметром и объемной концентрацией. Показано, что скорость всплытия кластера пузырьков выше скорости всплытия одиночного пузырька и зависит от их количества, диаметра и расстояния между пузырьками. Получена эмпирическая зависимость коэффициента сопротивления кластера пузырьков воздуха, всплывающего в глицерине, от числа Рейнольдса.

Суркаев А.Л., Канцедалов Д.А., Усачев В.И. «Определение угла расхождения ударной волны электрического взрыва плоской кольцевой фольги в воздушной среде» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 1, с. 9-14 (2021)

Посредством анализа результатов экспериментальных исследований произведена оценка величины угла расхождения фронта ударной волны, генерируемой электрическим взрывом плоской кольцевой фольги в воздушной атмосфере. Взрывающаяся кольцевая фольга, разрядный ток по которой протекает в радиальном направлении от центра к периферии, формирует в пространстве ударную волну, имеющую ярко выраженную направленность. Методика определения угла расхождения ударной волны основывается на регистрации момента открытия системы фотоэлементов, расположенных линейно на внутренней поверхности полого цилиндра и освещаемых лазерным излучением. Фотоэлементы в исходном состоянии закрыты непрозрачными малоинерционными лепестками, которые под действием импульса воздушного давления приходят в движение. Электрические сигналы фиксируются запоминающими электронными осциллографами. В результате проведенных исследований определено значение угла расхождения фронта ударной волны, генерируемой взрывом в воздухе плоской кольцевой фольги из алюминия конкретных геометрических параметров и вложенной энергией W≈3,8 кДж. Ключевые слова: электрический взрыв проводников, плоская кольцевая фольга, ударная волна, скорость фронта волны, система фотодиодов, угол расхождения.

Усынина Ю.И., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семёнов Н.В. «Исследование влияния единичного числа Рейнольдса на характеристики N-волны при M=2,5» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 53-64 (2021)

Представлены результаты изучения особенностей развития слабых ударных волн, генерируемых двумерной шероховатостью на стенке рабочей части сверхзвуковой аэродинамической трубы, в свободном потоке при числе Маха 2,5. Измерения выполнены термоанемометром постоянного сопротивления. Показано, что двумерная наклейка индуцирует в свободный поток слабые ударные волны. Они вызывают искажения среднего течения, форма которых соответствует N-волне. В области прохождения пары слабых ударных волн зафиксированы высокоинтенсивные пульсации. При увеличении единичного числа Рейнольдса уровень искажений среднего течения остается практически постоянным, но наблюдается рост нестационарных возмущений. Получено, что наибольший рост пульсаций, вызванный слабыми волнами Маха, наблюдается в области максимального градиента среднего течения. Обнаружено, что увеличение единичного числа Рейнольдса приводит к расширению диапазона частот неустойчивых возмущений, порождаемых парой слабых ударных волн.

Матус П.П., Утебаев Б.Д. «Компактные и монотонные разностные схемы для параболических уравнений» Математическое моделирование, 33, № 4, с. 60-78 (2021)

Рассматриваются компактные и монотонные разностные схемы четвертого порядка аппроксимации для линейных, полулинейных и квазилинейных уравнений параболического типа. Для уравнения Фишера доказывается монотонность, устойчивость и сходимость предложенных методов в равномерной норме L_∞ или C. Полученные результаты обобщаются на квазилинейные параболические уравнения с нелинейностями типа пористой среды. В работе на абстрактном уровне дается определение монотонности разностной схемы в нелинейном случае. Проведенный вычислительный эксперимент иллюстрирует эффективность рассматриваемых методов. В статье указывается способ определения порядка скорости сходимости предложенных методов на основе метода Рунге в случае наличия нескольких переменных и различных порядков по разным переменным.

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.