Богод В.М., Стороженко А.А., Тлатов А.Г., Кузанян К.М., Абунин А.А., Лесовой С.В., Pons Omar, Uratsuka Marta, Zaldivar Ramses, Pablo Sierra «Разработка проекта реконструкции Гаванской радиоастрономической станции в составе российских служб Солнца и космической погоды» Космические исследования, 59, № 2, с. 102-110 (2021)

Необходимость воссоздания Гаванской наблюдательной солнечной станции сегодня диктуется важностью получения регулярного прогноза активности Солнца в широком диапазоне временных интервалов. Подробно описана концепция создаваемой наблюдательной сети, инфраструктура патрульной станции как элемента сети. Функции этой сети предоставят непрерывный наблюдательный материал для Российских служб Солнца и Космической Погоды и будут независимы от космических наблюдений, но способны использовать их для контроля качества. Рассмотрены физические основы комплексных наблюдений для широкого круга гелиогеофизических явлений.

Pal A.K., Abouelmagd E.I. «Dynamical Substitutes and Energy Surfaces in the Bicircular Sun-Earth-Moon System» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 368-368 (2021)

Esmaeeli A., Passandideh-Fard M. «Определение характеристик многоугольного гидравлического прыжка при натекании жидкой струи на плоскую подложку» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 122-137 (2021)

Неустойчивости, возникающие при натекании жидкой струи на плоскую пластину, рассматриваются с помощью комбинированного численно-аналитического метода. Когда жидкая струя ударяется о подложку, она растекается по подложке и в экспериментах наблюдается круговой гидравлический прыжок, возникающий на некотором расстоянии по радиусу от точки натекания струи. Неустойчивости, развивающиеся в потоке жидкости, при определенных условиях изменяют форму прыжка с круговой на многоугольную. Однако с численной точки зрения моделируемый гидравлический прыжок всегда имеет круговую форму, так как эти неустойчивости игнорируются при численном моделировании. Поскольку число углов многоугольного прыжка представляет собой важную характеристику рассматриваемого явления, цель настоящего исследования состоит в объединении характеристик моделируемого кругового прыжка в некоторую аналитическую модель, имеющуюся в литературе, чтобы получить число углов многоугольного прыжка. Чтобы следить за свободной поверхностью жидкости во время соударения струи с подложкой и дальнейшим деформированием этой поверхности, приводящим к круговому прыжку, используется метод объема жидкости совместно с алгоритмом Юнга. Важными параметрами рассматриваемого явления, которые используются в методе, предложенном в настоящем исследовании, являются высота жидкости выше и ниже по потоку от гидравлического прыжка, а также радиус и кривизна прыжка, которые могут быть извлечены из численных результатов моделирования кругового гидравлического прыжка. Полученное при расчете число углов многоугольного прыжка сравнивается с числом углов в эксперименте для различных случаев, между которыми наблюдается хорошее согласие.

Pogrebnyak N.L., Dyubko S.F., Perepechai M.P., Kutsenko A.S. «Investigation of the spectrum of Zn i atoms in the triplet rydberg states» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 256-269 (2021)

Предмет и цель работы: Объектом исследований являются атомы цинка в триплетных предионизационных – ридберговских состояниях. Уровне энергий атомов, имеют два электрона вне замкнутой оболочкой, изучались преимущественно методами оптической спектроскопии. Однако собственное приложение микроволновой спектроскопии для измерения частоты переходов между двумя ридберговских состояниями позволяет повысить точность измерений на два и более порядков. Методы и методология Для возбуждения атомов цинка в триплетные ридберговских состояния с заранее заданным набором квантовых чисел используется линейка из трех лазеров на красителях. Излучение первых двух превращается во вторую гармонику в нелинейных кристаллах. Лазеры на красителях возбуждаются излучением второй гармоники одного YAG : Nd³⁺ лазера. Все три излучения сводятся в зону взаимодействия с лазерными и микроволновым излучениями, которая находится между пластинами ионизации ячейки, где создается импульсное электрическое поле. Регистрация возбужденных ридберговских атомов выполняется методом полевой ионизации. Пучок нейтральных атомов создается диффузионной ячейкой в условиях вакуума, остаточное давление не превышает 10^–5 мм рт. ст. Импульсное электрическое поле определенной напряженности приводит к ионизации возбужденных микроволновым излучением атомов и ускорения электронов, появились, по направлению вторично-электронного умножителя, но недостаточно для ионизации атомов, что возбуждены только лазерными излучениями и являются исходными для взаимодействия с микроволнами. сканируя частоту микроволнового излучения с заданным шагом и измеряя интенсивность сигнала вторично-электронного умножителя можно получить спектр возбуждения атомов, исследуются. Результаты С помощью созданного лазерно-микроволнового спектрометра измерен частоты переходов F→D, F→F и F→G между триплетными ридберговских состояниями атомов цинка. С выполненного анализа частот получено константы разложения квантового дефекта по формуле Ритца для D, F и G состояний атомов цинка. Вывод: Измерения частоты переходов F→D, F→F и F→G между триплетными ридберговских состояниями атомов цинка, позволило получить константы разложения квантового дефекта по формуле Ритца для D, F и G состояний атомов цинка, со своей стороны создает возможность рассчитать энергии этих термов и частоты переходов по меньшей мере на два порядка точнее чем в случае измерений методами оптической спектроскопии. Ключевые слова: атом цинка, триплетные состояния атомов, ридберговских состояния, лазерное возбуждение, микроволновое излучение

Kaliberda M.E., Lytvynenko L.M., Pogarsky S.A. «Operator method in the problem of the h-polarized wave diffraction by two semi-infinite gratings placed in the same plane» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 239-249 (2021)

Предмет и цель работы: Рассматривается задача о дифракции H-поляризованной плоской волны на структуре из двух полубесконечных ленточных решеток. Решетки лежат в одной плоскости. Зазор между решетками произвольный. цель работы заключается в развитые операторного метода для структур, в которых рассеяны поля имеют как дискретный, так и непрерывный пространственные спектры. Методы и методология: В спектральной области, в области преобразований Фурье, рассеянное поле выражается через неизвестную амплитуду Фурье. Поле, отраженное рассматриваемой структурой, представляется как сумма двух полей токов, текущих лентами полубесконечных решеток. Для амплитуд Фурье получено операторные уравнения. Эти уравнения используют операторы отражение полубесконечных решеток, которые считаются известными. Поле, рассеянный полубесконечной решеткой, можно представить как сумму плоских и цилиндрических волн. Оператор отражение полубесконечной решетки имеет особенности в точках, соответствующих постоянным распространения плоских волн. Как следствие, неизвестные амплитуды Фурье поля, рассеянного исследуемой структурой, также имеют свои особенности. Для их устранения выполнена процедура регуляризации. В результате этой процедуры операторные уравнения сведено к системе интегральных уравнений, содержащих интегралы в смысле главного значения по Коши и конечного части по Адамара. Выполнен дискретизацию. записано систему линейных алгебраических уравнений, которая решалась с использованием итерационной процедуры. Результаты Получено операторные уравнения относительно амплитуд Фурье поля, рассеянного структурой из двух полубесконечных решеток. Выполнено численное исследование сходимости. Исследована рассеяны поля в ближайшей и долгосрочной зонах при различных значениях параметров решетки. Вывод: Предложен эффективный алгоритм для изучения поля, рассеянного на ленточной решетке, которое имеет как дискретный, так и непрерывный пространственный спектры. Развитый подход является эффективным инструментом для решения ряда задач антенной техники и электроники сверхвысоких частот. Ключевые слова: полубесконечная решетка, операторный метод, сингулярный интеграл, гиперсингулярный интеграл, процедура регуляризации

Mayboroda D.V., Pogarsky S.O. «An antenna based on a hybrid metal–dielectric structure» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 270-277 (2021)

Предмет и цель работы: Сейчас в миллиметровом диапазоне частот диэлектрические волноводы различных модификаций имеют определенные преимущества перед стандартными металлическими волноводами в первую очередь благодаря возможности создавать функциональные узлы на их основе. Это обусловлено относительной простотой и незначительной стоимостью изготовления диэлектрических волноводов и функциональных узлов на их основе, высокой степенью их интеграции с активными элементами, применением в их изготовлении различных диэлектриков и полимеров, имеющих широкий диапазон материальных констант и различные механические свойства (в частности, некоторые диэлектрические материалы имеют значительную гибкость). С помощью серии физических экспериментов установлена возможность реализации частотной селекции и излучения в свободное пространство электромагнитных волн гибридной металло-диэлектрической структурой. Методы и методология: Исследуемая электродинамическая структура относится к классу гибридных металло-диэлектрических структур. Ее основу составляет модифицированный инвертированный диэлектрический волновод с периодически расположенными на диэлектрической пластине пятнадцатью диэлектрическими стержнями, в которых металлизированной является обращена наружу грань. Эффективность работы структуры оценивалась по значениям коэффициента стоячей волны по напряжению и вносимого затухания в тракт. Измерения выполнялись с помощью метода рефлектометра. Методом подвижного зонда в ближней зоне был оценен степень концентрации электромагнитного поля вблизи стержневых неоднородностей. Визуализация полей осуществлялась с помощью метода изолиний. Результаты На основании серии экспериментальных исследований показана возможность согласования структуры с внешними волноводных трактами в диапазоне частот 26.5–32.5 ГГц с коэффициентом стоячей волны по напряжению меньше 1.8. Частотная зависимость затухания имеет колебательный характер с четко выраженными частотными областями с малыми и большими значениями затухания. Более того, зависимость носит практически периодический характер, что характерно для периодических структур. Крутизна амплитудно-частотной характеристики в переходных зонах может быть достаточно высокой и достигать значения 41.26 дБ/ГГц. Путем прямого измерения напряженности электрического поля в ближней зоне установлена степень концентрации электрического поля вблизи световедущей диэлектрического стержня и степень возбуждения диэлектрических накладок. Измерения энергетических характеристик структуры, выполненные в режиме короткого замыкания основного тракта и в режиме согласованного нагрузки основного тракта, показали как возможность управления поляризационными характеристиками, так и возможность изменения вида диаграммы направленности и ее ориентации в пространстве. Выводы: Экспериментально доказано, что гибридная металлически-диэлектрическая структура, представляет собой модифицированный инвертированный диэлектрический волновод с периодически расположенными на диэлектрической пластине пятнадцатью диэлектрическими стержнями, в которых металлизированной является обращена наружу грань, может быть эффективно интегрирована в стандартную линию передачи. Установлено, что эта структура может быть согласована с внешними кругами в достаточно широкой полосе частот. Установлено, что в разных частотных диапазонах эта гибридная металлически-диэлектрическая структура демонстрирует возможность эффективной частотной селекции и излучения в свободное пространство. антенные измерения показали возможность контролировать форму диаграммы направленности. Ключевые слова: инвертированный диэлектрический волновод, периодическая последовательность, коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН), затухание, метод рефлектометра, метод подвижного зонда, диаграмма направленности.

Pogrebnyak N.L., Dyubko S.F., Perepechai M.P., Kutsenko A.S. «Investigation of the spectrum of Zn i atoms in the triplet rydberg states» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 256-269 (2021)

Предмет и цель работы: Объектом исследований являются атомы цинка в триплетных предионизационных – ридберговских состояниях. Уровне энергий атомов, имеют два электрона вне замкнутой оболочкой, изучались преимущественно методами оптической спектроскопии. Однако собственное приложение микроволновой спектроскопии для измерения частоты переходов между двумя ридберговских состояниями позволяет повысить точность измерений на два и более порядков. Методы и методология Для возбуждения атомов цинка в триплетные ридберговских состояния с заранее заданным набором квантовых чисел используется линейка из трех лазеров на красителях. Излучение первых двух превращается во вторую гармонику в нелинейных кристаллах. Лазеры на красителях возбуждаются излучением второй гармоники одного YAG : Nd³⁺ лазера. Все три излучения сводятся в зону взаимодействия с лазерными и микроволновым излучениями, которая находится между пластинами ионизации ячейки, где создается импульсное электрическое поле. Регистрация возбужденных ридберговских атомов выполняется методом полевой ионизации. Пучок нейтральных атомов создается диффузионной ячейкой в условиях вакуума, остаточное давление не превышает 10^–5 мм рт. ст. Импульсное электрическое поле определенной напряженности приводит к ионизации возбужденных микроволновым излучением атомов и ускорения электронов, появились, по направлению вторично-электронного умножителя, но недостаточно для ионизации атомов, что возбуждены только лазерными излучениями и являются исходными для взаимодействия с микроволнами. сканируя частоту микроволнового излучения с заданным шагом и измеряя интенсивность сигнала вторично-электронного умножителя можно получить спектр возбуждения атомов, исследуются. Результаты С помощью созданного лазерно-микроволнового спектрометра измерен частоты переходов F→D, F→F и F→G между триплетными ридберговских состояниями атомов цинка. С выполненного анализа частот получено константы разложения квантового дефекта по формуле Ритца для D, F и G состояний атомов цинка. Вывод: Измерения частоты переходов F→D, F→F и F→G между триплетными ридберговских состояниями атомов цинка, позволило получить константы разложения квантового дефекта по формуле Ритца для D, F и G состояний атомов цинка, со своей стороны создает возможность рассчитать энергии этих термов и частоты переходов по меньшей мере на два порядка точнее чем в случае измерений методами оптической спектроскопии. Ключевые слова: атом цинка, триплетные состояния атомов, ридберговских состояния, лазерное возбуждение, микроволновое излучение

Богод В.М., Стороженко А.А., Тлатов А.Г., Кузанян К.М., Абунин А.А., Лесовой С.В., Pons Omar, Uratsuka Marta, Zaldivar Ramses, Pablo Sierra «Разработка проекта реконструкции Гаванской радиоастрономической станции в составе российских служб Солнца и космической погоды» Космические исследования, 59, № 2, с. 102-110 (2021)

Необходимость воссоздания Гаванской наблюдательной солнечной станции сегодня диктуется важностью получения регулярного прогноза активности Солнца в широком диапазоне временных интервалов. Подробно описана концепция создаваемой наблюдательной сети, инфраструктура патрульной станции как элемента сети. Функции этой сети предоставят непрерывный наблюдательный материал для Российских служб Солнца и Космической Погоды и будут независимы от космических наблюдений, но способны использовать их для контроля качества. Рассмотрены физические основы комплексных наблюдений для широкого круга гелиогеофизических явлений.

Poro A., Davoudi F., Alicavus F., Khakpash S., Esmer E.M., Basturk O., Lashgari E., Rahimi J., Aladag Y., Aksaker N., Boudesh A., Ghanbarzadehchaleshtori M., Akyuz A., Modarres S., Sojoudizadeh A., Tekes M., Solmaz A. «The First Light Curve Solutions and Period Study of BQ Ari» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 6, с. 428-428 (2021)

Kovalev V.P., Prosviryakov E.Yu. «A new class of non-helical exact solutions of the Navier–Stokes equations» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 24, № 4, с. 762-768 (2020)

Приведен новый класс точных решений уравнений Навье–Стокса. Эти решения описывают нестационарные трехмерные по скоростям и двумерные по координатам течения вязкой несжимаемой жидкости. Процедура построения точного решения обобщает метод Тркала, предложенный для изучения винтовых течений. Новый класс точных решений позволяет описывать невинтовые течения (вектор скорости образует ненулевой угол с вектором завихренности) и течения жидкости, существующие конечное время.

Pushin V.F., Chernogor L.F. «A synthesis of temporal variations in doppler spectra recorded at a quasi-vertical incidence by the hf doppler radar with spaced receivers» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 26, № 3, с. 211-223 (2021)

Предмет и цель работы: Ионосфера как радиоканал широко используется средствами коммуникации, радионавигации, радиолокации, радиопеленгации, радиоастрономии и дистанционного радиозондирования. Параметрам радиоканала свойственна нестационарность, обусловленная динамическими процессами в ионосфере. Исследование динамических процессов в ионосфере относится к актуальных задач космической радиофизики и радиофизики геокосмоса. Целью настоящей работы является изложение результатов синтеза доплерограмм в случае вертикального и слабонаклонных доплеровского зондирования ионосферы. Методы и методология Одним из наиболее эффективных методов исследования ионосферы является метод доплеровского зондирования. Он имеет высокие разрешения по времени (около 10 с), по доплеровским смещением частоты (0.01–0.1 Гц) и точность измерения доплеровского смещения частоты (∼0.01 Гц). При таких условиях удается отслеживать относительные вариации концентрации электронов в ионосфере (10^–4–10^–3) или исследовать движение ионосферной плазмы со скоростью 0.1–1 м/c. Решение обратной радиофизической задачи, которая заключается в нахождении параметров ионосферы, чаще всего означает решения прямой радиофизической задачи. В методе доплеровского зондирования она связана с построением доплерограмм и сравнением их с измеренными доплерограммами. Результаты Для обычной компоненты радиоволны наблюдается внутримодовая многопеременность в виде тройной эха. Влияние геомагнитного поля и сильных горизонтальных градиентов электронной концентрации (10%) приводит к образованию сложных лучевых структур с каустика. При перемещении подвижных ионосферных возмущений вдоль магнитного меридиана образуются зоны молчания. Продольное и поперечное перемещение точки отражения луча для слабонаклонных трассы с. Гайдары–с. Граково длиной 50 км достигает нескольких десятков километров. В случае вертикального зондирования азимут прихода сигнала в пункт наблюдения фрагментарно совпадает с азимутом направления подвижных ионосферных возмущений. Отраженный радиолуч возвращается в пункт наблюдения путем падающего. Осуществлен синтез доплерограм ВЧ сигнала и выполнено сравнение с доплерограмой, зарегистрированной на радаре Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина. Полученная оценка (15%) подтверждает существование сильных горизонтальных градиентов электронной концентрации. Выводы: Выполнены расчеты доплерограм и гониограм для вертикального и слабонаклонных зондирования ионосферы с учетом сильных горизонтальных градиентов электронной концентрации, вызванных подвижными ионосферными возмущениями. Ключевые слова: ионосфера, наклонное доплеровское зондирования, синтез доплерограм, подвижные ионосферные возмущения, электронная концентрация