Емельянов А.А., Плотников М.Ю., Ребров А.К., Тимошенко Н.И., Юдин И.Б. «Использование сверхзвуковой струи газа, активированного в микроволновом разряде, для осаждения алмаза» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 106-114 (2021)

Рассматривается газоструйный метод осаждения алмазных структур с использованием для активации газов сверхвысокочастотного разряда. Методом прямого статистического моделирования проведен анализ газодинамических процессов, происходящих в условиях газоструйного осаждения алмазных структур. Исследовано течение активированного газа в сопле, установлено существенное влияние процессов в сжатом слое, формируемом вблизи подложки, на скорость синтеза алмазных структур. Определены режимы течения активированных в разрядной камере компонент смеси к подложке, показано заметное торможение тяжелых компонент в сжатом слое. Показано, что при увеличении давления в камере осаждения от 10 до 80 торр скорость роста кристаллов возрастает в 4 раза за счет увеличения удельного потока активированных компонент к подложке.

Логвенков С.А., Юдина Е.Н. «Исследование развития полости в клеточном сфероиде в зависимости от механизмов активных межклеточных взаимодействий» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 3-14 (2021)

Решена задача об эволюции полости, сформировавшейся к начальному моменту времени в центральной части клеточного агрегата сферической формы. Разработанная ранее модель биологической среды, образованной проявляющими механическую активность клетками и внеклеточной жидкостью, была использована при исследовании влияния различных механизмов активных межклеточных взаимодействий (хаотического и направленного нелокального) на распространение фронта, отделяющего клеточную среду от жидкости. Численное решение показало, что в ряде случаев (характеризуемых давлением жидкости и плотностью начального распределения клеток) только хаотической активности клеток оказывается достаточно для увеличения радиуса внутренней полости. В других случаях развитие полости невозможно без участия нелокального механизма активных взаимодействий между клетками и взаимодействия клеток с внешней границей. Нелокальный механизм активных межклеточных взаимодействий при отсутствии взаимодействия клеток с внешней границей приводит к росту полости не при любых начальных размерах полости. Постановка и решение задачи дают более полное описание возможных сценариев формообразования на одной из ранних стадий эмбрионального развития.

Юй-Чжэ Чжан, Хэ-Юн Сюй, Юй-Вэй Чу, Юэ Сюй «Двумерное численное исследование пульсирующей спутной струи» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 56-66 (2021)

Численно исследованы обтекание профиля при наличии спутной струи и влияние параметров пульсаций на величину подъемной силы и затраты энергии. Предварительно вводится усовершенствованная форма канала струи на обычном профиле со спутной струей. Благодаря введенной модификации, увеличен на 3° запас по срыву, а также подъемная сила, тогда как сопротивление профиля значительно снижено. Далее рассмотрено и детально проанализировано влияние таких параметров, как форма импульса, в том числе прямоугольная и синусоидальная, коэффициент заполнения и частота импульсов, на подъемную силу и затраты энергии. Сделан вывод, что, по сравнению со случаем стационарной спутной струи, использование пульсирующей спутной струи позволяет добиться преимуществ в подавлении отрыва и существенного увеличения подъемной силы при ограниченных энергозатратах. Так, при угле атаки 20° в случае стационарной спутной струи имеет место мощный отрыв, тогда как при пульсирующей струе с прямоугольной формой импульса течение на верхней поверхности профиля остается полностью присоединенным. Подъемная сила в случае прямоугольного импульса больше, чем в случае импульса синусоидальной формы. Полученные результаты также показывают, что уменьшение коэффициента заполнения и частоты импульсов может привести к увеличению подъемной силы, но при больших энергозатратах.

Юй-Чжэ Чжан, Хэ-Юн Сюй, Юй-Вэй Чу, Юэ Сюй «Двумерное численное исследование пульсирующей спутной струи» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 56-66 (2021)

Численно исследованы обтекание профиля при наличии спутной струи и влияние параметров пульсаций на величину подъемной силы и затраты энергии. Предварительно вводится усовершенствованная форма канала струи на обычном профиле со спутной струей. Благодаря введенной модификации, увеличен на 3° запас по срыву, а также подъемная сила, тогда как сопротивление профиля значительно снижено. Далее рассмотрено и детально проанализировано влияние таких параметров, как форма импульса, в том числе прямоугольная и синусоидальная, коэффициент заполнения и частота импульсов, на подъемную силу и затраты энергии. Сделан вывод, что, по сравнению со случаем стационарной спутной струи, использование пульсирующей спутной струи позволяет добиться преимуществ в подавлении отрыва и существенного увеличения подъемной силы при ограниченных энергозатратах. Так, при угле атаки 20° в случае стационарной спутной струи имеет место мощный отрыв, тогда как при пульсирующей струе с прямоугольной формой импульса течение на верхней поверхности профиля остается полностью присоединенным. Подъемная сила в случае прямоугольного импульса больше, чем в случае импульса синусоидальной формы. Полученные результаты также показывают, что уменьшение коэффициента заполнения и частоты импульсов может привести к увеличению подъемной силы, но при больших энергозатратах.

Юлдашев П.В., Карзова М.М., Хохлова В.А., Блан-Бенон Ф. «Численное моделирование нелинейного параболического уравнения для анализа статистики воспринимаемого уровня шума волны звукового удара после прохождения турбулентного слоя атмосферы» Акустический журнал, 67, № 1, с. 31-44 (2021)

На основе численных решений нелинейного параболического уравнения типа ХЗК в двумерной геометрии для неоднородной движущейся среды с релаксацией исследовано распространение волны звукового удара в приземном турбулентном слое атмосферы, представленном моделью однородной изотропной турбулентности. Исследованы зависимости среднего значения, стандартного отклонения и кумулятивных вероятностей амплитуды волны, крутизны ударного фронта и метрики субъективного восприятия импульсного шума Perceived Loudness Mark VII от расстояния, пройденного волной в слое, и от ее начальной амплитуды. Ключевые слова: волна звукового удара, уравнение ХЗК, турбулентность, громкость импульсного шума. DOI: 10.31857/S0320791921010068

Юров А.В., Юрова А.А., Юров В.А. «Когда ожидать неожиданных сингулярностей: антропный принцип и темная энергия вселенной» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Физико-математические науки, № 3, с. 59-67 (2020)

Антропное объяснение малости наблюдаемой величины темной энергии подразумевает наличие переменной компоненты, компенсирующей величину вакуумной энергии. Согласно Гаррига и Виленкину, эта компонента должна медленно уменьшаться, приводя к смене режима ускоренного расширения на фазу коллапса, но не раньше чем через триллион лет. Однако убывающее скалярное поле может приводить к неожиданным сингулярностям при конечном значении масштабного фактора. Мы анализируем эту ситуацию на примере SFS и получаем неожиданный результат: время появления таких особенностей – того же порядка, что и время жизни наблюдаемой Вселенной.

Юров А.В., Юрова А.А., Юров В.А. «Когда ожидать неожиданных сингулярностей: антропный принцип и темная энергия вселенной» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Физико-математические науки, № 3, с. 59-67 (2020)

Антропное объяснение малости наблюдаемой величины темной энергии подразумевает наличие переменной компоненты, компенсирующей величину вакуумной энергии. Согласно Гаррига и Виленкину, эта компонента должна медленно уменьшаться, приводя к смене режима ускоренного расширения на фазу коллапса, но не раньше чем через триллион лет. Однако убывающее скалярное поле может приводить к неожиданным сингулярностям при конечном значении масштабного фактора. Мы анализируем эту ситуацию на примере SFS и получаем неожиданный результат: время появления таких особенностей – того же порядка, что и время жизни наблюдаемой Вселенной.

Юров А.В., Юрова А.А., Юров В.А. «Когда ожидать неожиданных сингулярностей: антропный принцип и темная энергия вселенной» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Физико-математические науки, № 3, с. 59-67 (2020)

Антропное объяснение малости наблюдаемой величины темной энергии подразумевает наличие переменной компоненты, компенсирующей величину вакуумной энергии. Согласно Гаррига и Виленкину, эта компонента должна медленно уменьшаться, приводя к смене режима ускоренного расширения на фазу коллапса, но не раньше чем через триллион лет. Однако убывающее скалярное поле может приводить к неожиданным сингулярностям при конечном значении масштабного фактора. Мы анализируем эту ситуацию на примере SFS и получаем неожиданный результат: время появления таких особенностей – того же порядка, что и время жизни наблюдаемой Вселенной.

Кудряшов И.А., Ковалев И.М., Курганов А.А., Гасратов Ф.К., Латонов В.В., Юровский В.Д., Панов А.Д., Турундаевский А.Н. «О возможности интерпретации колена космических лучей вблизи 10 ТВ как вклада одного близкого источника» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 4, с. 508-511 (2021)

Рассматривается описание неоднородности спектра космических лучей в области 10 ТВ (малое колено), наблюдаемой в данных некоторых прямых экспериментов космических лучей, в терминах изотропной диффузии от одиночного близкого источника. Показано, что такое описание возможно, найдена область возможной локализации источника в пространстве и времени и его энергетика.

Юсиф Ю.Д. «Решение задачи оптимальной стабилизации цилиндрической оболочки на упругом основании» Ученые записки Ереванского государственного университета, физико-математических наук, 30, № 1, с. 22-26 (1996)

Исследуется задача об оптимальной стабилизации колебаниями прямоугольной ортотропной цилиндрической оболочки, шарнирно опертой по краям на упругом основании. Оболочка стабилизируется при помощи управляющего воздействия, приложенного на ее верхней поверхности. Задача решается методом Фурье, после чего получается бесконечная система обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка по времени с разделяющимися переменными. Определяется оптимальное управляющее воздействие для каждого уравнения. Ключевые слова: колебания прямоугольной ортотропной цилиндрической оболочки, метод Фурье, управляющее воздействие

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.

Ющенко В.П., Эдвабник В.Г., Гофман О.В., Дулуба Т.В., Лёгкий В.Н. «Метод реконструкции изображения объекта с помощью кольцевой антенной решётки» Автометрия, 56, № 6, с. 68-77 (2020)

Предложен метод реконструкции изображения объектов в сечениях с помощью кольцевой антенной решётки при зондировании пространства ультразвуковой монохроматической волной. Реконструкция изображения осуществлена путём сканирования внутренней структуры объекта, помещённого во внутрь кольца, управляемым фокусом кольцевой антенной решётки. Приведён алгоритм управления фазовращателями в каналах элементарных излучателей кольцевой антенной решётки для изменения положения фокуса. Представлены модельные результаты реконструкции изображения простейших точечных объектов. Обсуждаются проблемы реализации кольцевой решётки.

Ющенко В.П., Эдвабник В.Г., Гофман О.В., Дулуба Т.В., Лёгкий В.Н. «Фокусировка ультразвуковой энергии в заданной области биологического объекта с учётом границы раздела двух сред» Автометрия, 57, № 1, с. 122-131 (2021)

Предложен метод сфокусированной доставки ультразвуковой энергии в заданную точку внутри биологического объекта с помощью кольцевой антенной решётки. Представлена функциональная схема многоэлементной кольцевой решётки с чередующимися излучающими и принимающими элементами. В каналах излучающих элементов имеются управляемые фазовращатели, а все принимающие элементы подсоединены к сумматору. Средствами моделирования работы кольцевой решётки показана возможность фокусировки ультразвуковой энергии с учётом распространения волны в двух средах. Оценивается результат фокусировки с учётом границы раздела двух сред. Предполагается, что две среды различаются скоростью распространения ультразвуковой волны. Наличие двух сред на пути распространения ультразвуковой волны приводит к расфокусировке и смещению положения фокуса.

Юй-Чжэ Чжан, Хэ-Юн Сюй, Юй-Вэй Чу, Юэ Сюй «Двумерное численное исследование пульсирующей спутной струи» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 56-66 (2021)

Численно исследованы обтекание профиля при наличии спутной струи и влияние параметров пульсаций на величину подъемной силы и затраты энергии. Предварительно вводится усовершенствованная форма канала струи на обычном профиле со спутной струей. Благодаря введенной модификации, увеличен на 3° запас по срыву, а также подъемная сила, тогда как сопротивление профиля значительно снижено. Далее рассмотрено и детально проанализировано влияние таких параметров, как форма импульса, в том числе прямоугольная и синусоидальная, коэффициент заполнения и частота импульсов, на подъемную силу и затраты энергии. Сделан вывод, что, по сравнению со случаем стационарной спутной струи, использование пульсирующей спутной струи позволяет добиться преимуществ в подавлении отрыва и существенного увеличения подъемной силы при ограниченных энергозатратах. Так, при угле атаки 20° в случае стационарной спутной струи имеет место мощный отрыв, тогда как при пульсирующей струе с прямоугольной формой импульса течение на верхней поверхности профиля остается полностью присоединенным. Подъемная сила в случае прямоугольного импульса больше, чем в случае импульса синусоидальной формы. Полученные результаты также показывают, что уменьшение коэффициента заполнения и частоты импульсов может привести к увеличению подъемной силы, но при больших энергозатратах.

Чживэй Ян, Юэцзинь Чжу «Численное исследование взаимодействия слабой плоской ударной волны с эллиптическим пузырьком легкого газа» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 80-89 (2021)

Приведены результаты численного исследования взаимодействия слабой плоской ударной волны с эллиптическим пузырьком легкого газа, полученные при помощи разностной схемы высокого разрешения. Исследовано влияние на процесс свойств конкретного легкого газа, наполняющего пузырек (гелия и неона). Обнаружено, что благодаря своей меньшей плотности пузырек гелия сжимается легче, чем неоновый пузырек, и может быть расщеплен на две части – верхнюю и нижнюю – вторгающейся внутрь струйкой воздуха, чего не происходит в случае пузырька неона. Площадь пузырька гелия убывает на стадиях сжатия при прохождении падающей и отраженной ударных волн и возрастает на стадиях разрежения за прошедшими ударными волнами. В то же время площадь пузырька неона убывает на всех четырех стадиях процесса, что связано, в основном, с тем, что средняя интенсивность завихренности возрастает с уменьшением плотности газа. Исследованы также факторы, влияющие на эволюцию завихренности, и обнаружено, что в уравнении, описывающем эволюцию завихренности, слагаемое, ответственное за сжатие газа, оказывает более сильное влияние на эту эволюцию, чем два других слагаемых. Это справедливо для пузырьков и гелия, и неона; однако, в стадии расширения после прохождения падающей ударной волны влияние вязкости в случае неонового пузырька оказывается сильнее, чем бароклинный эффект.