Лу Х., Ван Ч., Заболотнов Ю.М. «Оптимизация процесса изменения параметров орбит космических аппаратов с помощью вращающейся электродинамической тросовой системы» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 19, № 1, с. 64-77 (2020)

Рассматривается параметрическая оптимизация процесса изменения орбитальных параметров с помощью вращающейся электродинамической тросовой системы. Изменение большой полуоси и эксцентриситета принимаются как две основные задачи и соответственно предлагаются два закона управления. Ток регулируется в зависимости от мгновенного положения проводящего троса, что позволяет обеспечить расчётное направление силы Лоренца, возникающей при взаимодействии проводника с магнитным полем Земли. Предлагается комбинированная схема управления одновременного изменения большой полуоси и эксцентриситета орбиты. Параметры законов управления оптимизируются с помощью метода Nelder-Mead с использованием различных целевых функций и ограничений. Установлено, что при использовании критериев быстродействия и наименьшего импульса получаются решения, которые соответствуют граничным значениям подбираемых параметров. Поэтому в качестве компромисса предлагается использовать свёртку этих критериев, что обеспечивает заданное изменение орбитальных параметров центра масс системы.

Чжанг Ф., Йи С.Х., Ню Х.Б., Лу С.Г., Ванг С.С. «Экспериментальное исследование и численное моделирование фронта перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный на стреловидном крыле при М=6» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 125-137 (2021)

Для предсказания перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный на стреловидном крыле проведены экспериментальные и численные исследования для получения данных о точном положении фронта перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный и оценки эффективности предсказания ламинарно-турбулентного перехода при использовании двух моделей. Была проведена визуализация течения и выполнены измерения температуры на стреловидном крыле с углом стреловидности 65° при числе Маха M=6 при использовании в экспериментах системы рассеяния на наночастицах лазерным ножом и метода термочувствительных красок. Кроме того, в численном исследовании для предсказания перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный были использованы k_τ–k_L–ω и γ–Re_θt модели турбулентности. Экспериментальные результаты отражают тот факт, что фронт ламинарно-турбулентного перехода на крыле состоит из трех частей, которые представляют собой, во-первых, ламинарно-турбулентный переход, вызванный отрывом потока в окрестности корневой части крыла, во-вторых, ламинарно-турбулентный переход, определяемый стационарными вихрями, вызванными поперечным течением, и, в-третьих, ламинарно-турбулентный переход в смежной области. Сравнение результатов численного моделирования и экспериментов показывает, что k_τ–k_L–ω и γ–Re_θt модель турбулентности позволяет лучше предсказать форму и положение фронта ламинарно-турбулентного перехода, а также предельные линии тока, чем γ–Re_θt модель турбулентности. Таким образом, k_τ–k_L–ω модель турбулентности является более подходящей для предсказания перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный для рассмотренного типа стреловидных крыльев.

Коваленко В.В., Родионов А.А., Ванкевич Р.Е. «Методические основы построения систем оперативной океанографии в приложении к задачам подводного наблюдения» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 3, с. 4-19 (2021)

Рассмотрены базовые принципы создания современных систем оперативной океанографии. Совокупность базовых принципов представлена в виде методических основ построения систем оперативной океанографии в приложении к задачам подводного наблюдения. Охарактеризованы принципиально важные для приложений в области морских систем наблюдения свойства таких систем. Обсуждены некоторые проблемные вопросы. Рассмотрена связь инструментария оперативной океанографии с рядом прикладных задач. Среди задач уделено внимание акустическому подводному наблюдению, оптическим инструментам и моделям, биохимическим процессам и моделям. Среди базовых принципов одним из наиболее важных признано последовательное вложение локальных моделей и систем в региональные системы и далее в глобальные системы, а также сопряжение моделей и систем различного уровня. Процессы вложения и сопряжения сопровождаются уточнением начальных и граничных условий с использованием ассимиляции натурных данных. Качество выходных результатов прикладных систем зависит от качества оценок состояния океанической среды и является основой для предъявления требований к точности (неопределенности) систем оперативной океанографии. Анализ последовательной передачи неопределенности от оценок состояния океанической среды к неопределенности выходного результата прикладных систем подводного наблюдения также является базовым принципом. Состоятельность и практическая полезность систем оперативной океанографии в задачах подводного наблюдения прямо связаны с удовлетворением идущих от приложений требований. Качество систем оперативной океанографии связывается с процедурами адаптивной выборки натурных данных и адаптивным моделированием.

Варовин А.Я., Марголин Б.З. «Определение вероятности разрушения оборудования и трубопроводов АЭС, обусловленного дефектами сплошности металла» В мире неразрушающего контроля, 24, № 2, с. 40-48 (2021)

При НК оборудования АЭС важно определить реальный размер дефекта с последующим обоснованием прочности элемента с дефектом. Если будет гарантировано, что по завершении НК будут выявлены все дефекты, влияющие на прочность, это позволит оптимизировать НК. Любое изменение программы НК является риск-ориентированным решением, его применение требует обоснования по критериям вероятности критического события и изменения этой вероятности при реализации предлагаемого решения. Разработана методика количественной оценки эффективности объема и периодичности НК оборудования АЭС. Методика определяет количество и размер расчетных дефектов и вероятность их обнаружения при изготовлении и эксплуатации с использованием ультразвукового и радиографического контроля. Ключевые слова: АЭС, реальный размер дефектов, оптимизация НК, POD, ультразвуковой контроль, радиография

Павлов И.С., Ерофеев В.И., Муравьева А.В., Васильев А.А. «Об оценке скорости ротационных волн в простой кубической решетке кристалла фуллерита» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 895-900 (2021)

Методом структурного моделирования построена трехмерная математическая модель простой кубической решетки кристалла фуллерита. Получены аналитические зависимости скоростей акустических и вращательных (ротационных) волн от параметров микроструктуры такой среды. Показано, что в зависимости от значений параметров микроструктуры скорость ротационных волн может превосходить скорость поперечных волн.

Васильев А.В. «Разработка программного обеспечения для оценки распространения низкочастотного звука в газоводах энергетических установок с учетом источников активной компенсации звука» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 5, № 4, с. 36-44 (2019)

Данная статья посвящена проблемам моделирования и расчета распространения низкочастотного звука в газоводах энергетических установок с учетом источников активной компенсации звука. Описана структура разработанного программного обеспечения для прогнозирования и расчета распространения низкочастотного звука в газоводах. Программное обеспечение использует метод четырехполюсников и учитывает излучение от дополнительного (активного) источника. С использованием программного обеспечения можно оценить параметры источника звука для обеспечения эффективного снижения звука. Приведены примеры использования разработанного программного обеспечения для расчета шума впуска и выпуска двигателя внутреннего сгорания. Результаты расчетов показывают, возможность использования программного обеспечения, основанного на методе четырехполюсников, для акустической оценки параметров газоводов и глушителей шума для различных областей применения.

Васильев Б.П., Легуша Ф.Ф., Разрезова К.В. «Расчет и разработка пленочных термоакустических источников излучения звука в газах и жидкостях» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 4, с. 27-36 (2018)

Данная работа носит обзорный характер по результатам проведенных исследований процессов излучения звука в газах и жидкостях плёночными термоакустическими источниками – термофонами. Целью статьи является показать особенности расчета, работы и определения основных акустических характеристик термофонов, способов повышения эффективности их излучения и направлений возможного практического применения. Представлены основные соотношения и формулы, расчет по которым подтверждается проведенными экспериментальными результатами, анализируются способы возбуждения и повышения эффективности термофонов. Пленочные термофоны различной формы без теплоизолирующей подложки обладают равномерными, воспроизводимыми акустическими характеристиками, которые можно прогнозировать путем расчета, зная теплофизические константы используемых материалов конструкции термофонов. В качестве активных элементов термофонов использовались тонкие плёнки, сформированные методом вакуумного напыления металлов на поверхностях несущих пластин, изготовленных из полимерных материалов. При пропускании через активный элемент переменного электрического тока с частотой f происходит излучение звуковой волны на удвоенной частоте 2f. Плёночные термофоны являются единственными источниками звука, излучающая поверхность которых удовлетворяет определению поршневого излучателя. Термофоны работают в диапазоне частот от 1,0 до 150 кГц. Перспективным направлением исследования является использование термофонов в качестве источников излучения звука в жидкую среду. Приводятся результаты исследования излучения пленочного термофона в две жидкости (дистиллированная вода и керосин). По сравнению с излучением в воздух излучение в керосин, например, выше примерно на 20 дБ.

Васильев С.В., Иванов А.Ю., Копыцкий А.В., Ситкевич А.Л. «Развитие пароплазменного облака при лазерном воздействии на образец, находящийся в жидкости» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 66, № 2, с. 202-211 (2021)

Экспериментально исследован процесс формирования парогазового образования у поверхности облучаемого металла. Изучены особенности изменения формы и размеры парогазового «пузыря» на разных стадиях процесса, в том числе и после завершения лазерной обработки материала. Установлено, что при использовании из- лучения лазера ГОР-100М, работающего в режиме свободной генерации (длительность импульса – 1,2 мс, плотность потока ∼10⁶ Вт/см²), форма поверхности кратера, формирующегося на поверхности расположенного в воде облучаемого образца, принципиально отличается от топографии лунки, которая сформировалась в результате воздействия лазерного импульса с теми же параметрами на аналогичный образец, окруженный воздухом при нормальном давлении (10⁵ Па). Показано, что существенное отличие формы поверхности кратера, сформировавшегося в результате воздействия лазерного импульса с одинаковыми параметрами на одинаковые образцы, окруженные воздухом и водой, определяется принципиально различным характером течения плазмы и парогазовой смеси в указанных случаях.

Подгорный А.И., Подгорный И.М., Борисенко А.В., Вашенюк Э.В., Балабин Ю.В., Мешалкина Н.С., Гвоздевский Б.Б. «Изучение механизма ускорения космических лучей во время солнечных вспышек электрическим полем в токовом слое солнечной короны» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1201-1204 (2021)

И.М. Подгорным предложена электродинамическая модель солнечной вспышки, объясняющая ее основные наблюдательные проявления. Ускорение солнечных космических лучей происходит вдоль особой линии магнитного поля токового слоя электрическим полем →E=–→V→×→B/c. Поля находятся магнитогидродинамическим моделированием над активной областью, в реальном масштабе времени, которое может быть осуществлено только при помощи параллельных вычислений.

Вдовин В.С., Галушко И.Д., Ляшенко Е.С., Сафин А.И. «Разработка мероприятий по снижению шума компрессора» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 5, № 3, с. 20-28 (2019)

Описаны мероприятия по определению уровня звукового давления компрессора и подбору эффективных конструкций звукоизоляции. На основе уровней акустической мощности компрессора в специализированном программном обеспечении рассчитаны толщина и материал однослойной и многослойной конструкции звукоизоляционного корпуса компрессора. Уровни звукового давления компрессора сопоставлены с нормами по СНиП 23-03-2003. Проанализированы между собой звукоизолирующие свойства в однослойной (свинца и алюминия) конструкции и свойства в многослойной (из "Акустик Баттс" и ряда изолирующих материалов) конструкции. Приведены рекомендации по разработке звукоизолирующей конструкции компрессора. Рекомендации по звукоизоляции компрессора позволяют проектировать вибростимуляторную установку для лечения атрофии мыщц, частью которой является компрессор.

Вдовин М.И., Исаченко И.А., Кандауров А.А., Сергеев Д.А., Чубаренко И.П. «Исследование характеристик турбулентного пограничного слоя PIV-методом в условиях лабораторного моделирования течения над морским дном» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 29-38 (2021)

Работа посвящена разработке и применению системы измерения полей скорости течения методом Particle Image Velocimetry (PIV) (Анемометрии по Изображениям Частиц) в исследованиях турбулентного пограничного слоя в модернизированном гидродинамическом лотке Атлантического отделения Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук. Работы проводились в рамках подготовки лабораторной установки к экспериментам по взмучиванию частиц микропластика со дна, покрытого естественным донным осадком. Эксперименты выполнялись при трех типах покрытия дна: крупный песок (1–1.5 мм), зёрна янтаря (3–4 мм), галька (1–2 см). Разработанная система PIV-измерений базируется на использовании цифровой камеры средней производительности и непрерывной лазерной подсветки. Эксперименты выполнялись в широком диапазоне скоростей потока (до 2 м/с), задаваемых частотой вращения насоса и положением регулирующей заслонки. Выполнены измерения профилей средней скорости, по наклону логарифмической части которых вычислялась динамическая скорость, которая, вместе с масштабом шероховатости дна, является одной из основных характеристик при исследовании процессов седиментации/взмучивания. Динамические скорости для песка и янтаря оказались близкими друг к другу, и значительно меньше, чем для гальки. Масштаб шероховатости для гальки, как и ожидалось, оказался максимальным. Янтарь в экспериментах не только моделировал дно промежуточной шероховатости, но также, из-за своей относительно малой плотности (1.07 г/см³), позволил наблюдать начало движения частиц при небольших скоростях потока – меньших, чем необходимо для начала движения песка. Сравнение результатов наблюдений с известными данными А. Шильдса о пороге взмучивания янтаря показывают их хорошее согласие. Одним из основных преимуществ PIV-измерений в последующих экспериментах по исследованию динамики МП, можно считать возможность практически мгновенного измерения характеристик течения в пограничном слое с одновременным отслеживанием динамики добавленных на поверхность дна частиц МП.

Асеев А.Л., Бугаев А.С., Велихов Е.П., Гуляев Ю.В., Красников Г.Я., Латышев А.В., Панченко В.Я., Руденко О.В., Сауров А.Н., Сигов А.С., Чаплыгин Ю.А., Черепенин В.А. «Памяти Владислава Ивановича Пустовойта» Успехи физических наук, 191, № 8, с. 899-900 (2021)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.07.039012

Ковалевич А.В., Качанов И.В., Шаталов И.М., Веременюк В.В., Филипчик А.В. «Оптимизация угла конусности конфузора струйного аппарата, используемого для реверсивно-струйной очистки гребных винтов от коррозии» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 66, № 2, с. 194-201 (2021)

Приведена новая технология реверсивно-струйной очистки (РСО), разработанная авторами, с помощью которой можно весьма эффективно удалять продукты коррозии с различных поверхностей, в том числе и с металлической поверхности гребного винта. В основу данной технологии положен физический принцип, заключающийся в том, что струя рабочей жидкости (пульпа на основе речного песка либо бентонитовой глины) при соударении с очищаемой поверхностью разворачивается на 180°, что приводит к усилению струйного воздействия на очищаемую поверхность в 1,5–2 раза за счет возникновения реактивной составляющей. Для обеспечения отмеченного разворота струи была разработана оригинальная конструкция корпуса. Одним из основных элементов в этой конструкции является струеформирующее устройство, имеющее форму конфузора. Приведенные теоретические исследования потерь напора рабочей жидкости в канале конфузора основаны на исследовании функции потерь напора на экстремум. Это позволило получить зависимость для расчета оптимального угла конусности в широком диапазоне чисел Рейнольдса, характеризующих турбулентный режим движения с учетом влияния плотности рабочей жидкости, ее динамической вязкости, средней скорости движения рабочей жидкости, радиуса конфузора. Также определена зависимость от коэффициента эквивалентной шероховатости, то есть от постепенного износа канала конфузора. Полученное авторами выражение для расчета оптимального угла конусности конфузора может быть рекомендовано при проектировании аппаратов струйной очистки и других установок струйной техники.

Веретененко С.В. «Эффекты солнечных протонных событий января 2005 года в вариациях интенсивности стратосферного полярного вихря» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1336-1339 (2021)

Исследованы изменения циркуляции высокоширотной стратосферы в связи с солнечными протонными событиями января 2005 г. В ходе событий обнаружено резкое увеличение интенсивности стратосферного полярного вихря. Возможным фактором интенсификации вихря являются изменения скорости ионизации, вызывающие изменения химического состава и, соответственно, температурного режима полярной стратосферы.

Бадмаев Б.Б., Дембелова Т.С., Сандитов Д.С., Макарова Д.Н., Вершинина Д.Н., Федорова С.Б. «Низкочастотная (105) сдвиговая упругость обычных и полимерных жидкостей» Вестник Бурятского государственного университета. Выпуск: Химия, Физика, № 1, с. 66-76 (2021)

Приведены результаты исследования низкочастотной (105 Гц) сдвиговой упругости обычных и полимерных жидкостей. Предположено, что низкочастотная вязкоупругая релаксация жидкостей обусловлена распадом и восстановлением флуктуационных кластеров. Распад кластера, очевидно, происходит путем перехода “связанная молекула – свободная молекула”, напоминающего распад капли жидкости за счет испарения отдельных молекул. Многоступенчатый процесс характеризуется большим временем релаксации. Время жизни кластера велико не из-за кинетических единиц крупных размеров, а вследствие большого числа связанных молекул, входящих в кластер. Из-за достаточно большого времени жизни кластер не успевает реагировать на внешние низкочастотные воздействия, а это и означает, что жидкость при низких частотах проявляет упругие свойства. Для объяснения данного процесса предложена кластерная модель строения жидкости. Предварительная оценка, проведенная в рамках кластерной модели, приводит к сравнительно высокому значению среднего числа кинетических единиц, входящих в кластер. По-видимому, вязкоупругая релаксация в жидкостях относится к низкоэнергетическим физическим процессам.

Бадмаев Б.Б., Дембелова Т.С., Макарова Д.Н., Вершинина Е.Д. «Теория акустического резонансного метода измерения сдвиговой упругости жидкостей» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 4, с. 37-47 (2018)

Рассмотрена теория акустического резонансного метода измерения низкочастотной (105 Гц) сдвиговой упругости жидкостей. Акустический резонансный метод основан на использовании пьезокварцевого резонатора, контактирующего с прослойкой жидкости, накрытой твердой накладкой. Из решения задачи взаимодействия пьезокварц–прослойка жидкости–накладка получено выражение для комплексного сдвига резонансной частоты. Учитывая, что накладка из-за слабой связи, осуществляемой прослойкой жидкости, практически покоится, получены выражения для действительного и мнимого сдвигов резонансной частоты и для компонент комплексного сдвига фазы при отражении сдвиговой волны от границы жидкость–накладка. Из анализа выражений для комплексного сдвига резонансной частоты вытекают два способа измерения модуля сдвига жидкостей. Первый способ реализуется при малых толщинах жидкой прослойки, когда она намного меньше длины сдвиговой волны. Второй способ основан на измерении предельных значений сдвигов частот при полном затухании сдвиговой волны в толстом слое жидкости. Получены расчетные формулы для определения модуля сдвига. Оба способа измерения экспериментально реализованы в данной работе, которые дали согласующиеся результаты. Экспериментальные кривые зависимости сдвигов частот от обратной толщины жидкой прослойки хорошо согласуются с теоретическими .

Ромашов Н.Н., Ермилов М.А., Ермилова Е.Н., Видяскина А.Н. «Разработка и апробация методики расчёта гидродинамического шума и виброакустических характеристик дроссельно-регулирующей арматуры гидросистем» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 5, № 3, с. 14-19 (2019)

Рассматривается методика оценочного расчета виброакустических характеристик запорно-регулирующей арматуры дроссельного типа. Приведен алгоритм указанной методики, позволяющей определять гидродинамический шум дроссельного устройства и его вибрационные характеристики. Выделены основные параметры, определяющие адекватность и точность методики, определение которых возможно лишь экспериментальным путем. Установлено, что число таких параметров – 3 и к ним относят: акустический КПД, зависящий от режимов работы клапана, эквивалентная площадь контакта возбуждённого турбулентного потока с внутренними стенками арматуры и механический импеданс клапана в точках его крепления. Подробно описан способ определения механического импеданса клапана.

Ясников И.С., Виноградов А.Ю. «Акустическая эмиссия при инициации полосы сдвига в металлическом стекле как метод верификации существования масштабной инвариантности» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 159, № 3, с. 473-478 (2021)

DOI: 10.31857/S0044451021030081

Виноградова Н.Б., Кудрявцев В.В. «Профессор Вадим Алексеевич Ильин – один из корифеев физического факультета МПГУ» История науки и техники, № 6, с. 3-13 (2021)

Вадим Алексеевич Ильин – известный педагог, выдающийся представитель радиофизической школы МПГУ, талантливый историк науки, создатель собственной научно-педагогической школы. Приведены сведения из биографии ученого, позволяющие проследить его жизненный и творческий путь, фрагменты его мемуарных записей. Рассмотрена педагогическая деятельность В.А. Ильина на физическом факультете МПГУ (ныне ИФТИС МПГУ). Ключевые слова: физический факультет МПГУ, ИФТИС, преподавание физики в университете, история физики, радиофизика, научно-педагогическая школа. DOI: 10.25791/intstg.6.2021.1281

Булатов В.В., Владимиров Ю.В. «Асимптотики дальних полей внутренних гравитационных волн, возбужденных источником радиальной симметрии» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 76-81 (2021)

Решена задача о дальнем поле внутренних гравитационных волн от возникшего в начальный момент времени источника возмущений радиальной симметрии. Рассмотрено постоянное модельное распределение частоты плавучести, и с помощью преобразования Фурье–Ханкеля получено аналитическое решение задачи в виде суммы волновых мод. Получены асимптотики решений, описывающие пространственно-временные характеристики возвышения изопикн, вертикальной и горизонтальной компонент скорости вдали от источника возмущений. Вблизи волновых фронтов отдельной волновой моды асимптотики компонент волнового поля выражаются через квадрат функции Эйри и ее производные. Проведено сравнение точных и асимптотических результатов, и показано, что на временах порядка десяти и более периодов Брента–Вяйсяля асимптотический метод позволяет эффективно рассчитывать дальние волновые поля.

Власова Н.А., Тулупов В.И., Калегаев В.В. «Некоторые особенности солнечных протонных событий 7.III.2011 и 20.II.2014» Космические исследования, 59, № 4, с. 296-305 (2021)

Представлены результаты исследования двух солнечных протонных событий 7.III.2011 и 20.II.2014, которые ассоциируются с солнечными вспышками, имеющими практически одинаковую мощность и находящимися на близких гелиодолготах, на западной стороне солнечного диска. Работа сделана на основе экспериментальных данных, полученных с КА АСЕ и ИСЗ GOES, расположенных в межпланетном пространстве в точке L1 и внутри магнитосферы Земли на геостационарной орбите, соответственно. Проведен сравнительный анализ особенностей временных профилей потоков солнечных энергичных протонов и вариаций параметров межпланетной среды: скорости и плотности солнечного ветра и величины и направления межпланетного магнитного поля. Показано, что основные различия временных профилей потоков протонов двух солнечных событий связаны с особенностями состояния межпланетной среды 7.III.2011 и 20.II.2014. Результаты сравнительного анализа временных вариаций потоков солнечных протонов с E>10 МэВ и E>30 МэВ и Bz- и Bx компонент межпланетного магнитного поля 20.II.2014 свидетельствуют об определяющей роли структуры межпланетного магнитного поля на формирование особенностей временных профилей потоков частиц в данном событии.

Базилевская Г.А., Дайбог Е.И., Логачев Ю.И., Власова Н.А., Гинзбург Е.А., Ишков В.Н., Лазутин Л.Л., Нгуен М.Д., Сурова Г.М., Яковчук О.С. «Некоторые особенности солнечных протонных событий и длительных гамма-вспышек в 24 цикле солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1185-1188 (2021)

Проведено сравнение характеристик солнечных космических лучей на базе Каталога солнечных протонных событий 24-го цикла солнечной активности и солнечных событий с длительным высокоэнергичным гамма-излучением по данным измерений на гамма-телескопе Ферми. Высокоэнергичные γ-кванты являются в основном продуктом распада π_о, которые возникают при взаимодействии на Солнце протонов высокой энергии. Источники гамма-вспышек, не сопровождавшихся солнечными протонами, находились в восточной полусфере Солнца, и связанные с ними выбросы корональной массы двигались не в сторону Земли. Солнечные протоны от таких источников, как правило, не регистрируются земным наблюдателем.

Цвелодуб О.Ю., Архипов Д.Г., Вожаков И.С. «Исследование волн на поверхности тонкой пленки жидкости, увлекаемой турбулентным газовым потоком: моделирование вне рамок В«квазиламинарного» приближения» Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 239-253 (2021)

Рассматривается задача о совместном течении турбулентного потока газа и вертикально стекающей волновой пленки жидкости. Выполнен расчет касательных и нормальных напряжений на поверхности раздела фаз. Компоненты тензора Рейнольдсовских напряжений определялись в рамках гипотезы Буссинеска. Для случая малых чисел Рейнольдса жидкости задача сводится к нелинейному интегро-дифференциальному уравнению на отклонение толщины слоя от невозмущенного уровня. Проведено численное исследование эволюции периодических возмущений. Представлено несколько характерных сценариев их развития.

Цветков Д.Ю., Павлюк Н.Н., Возякова О.В., Шатский Н.И., Татарников А.М., Никифорова А.А., Бакланов П.В., Блинников С.И., Ушакова М.Г., Ларионова Е.Г., Борман Г.А. «Сверхновая типа II-P SN 2018aoq в NGC 4151: кривые блеска, модели и расстояние» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 325-341 (2021)

Буренин А.В., Войтенко Е.А., Лебедев М.С., Моргунов Ю.Н., Тагильцев А.А. «Исследование особенностей формирования импульсных откликов в подводных звуковых каналах при дальнем распространении широкополосных сигналов» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 3, с. 65-70 (2021)

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований по распространению и приему в подводных звуковых каналах широкополосных импульсных сигналов на основе псевдослучайных последовательностей. Анализ экспериментально полученных импульсных характеристик указывает на наличие предпосылок для повышения помехоустойчивости приема навигационных и командных сигналов, а также увеличения дальности действия при неизменной мощности излучения. Цель специально выполненных экспериментальных работ заключалась в получении исходных данных для повышения эффективности навигационных систем дальнего радиуса действия путем оптимизации характеристик излучаемых сигналов. Исследованы особенности формирования импульсных откликов при приеме сигналов с различной частотной полосой и длительностью символов, а также динамика структуры откликов при смещениях глубины приёмного гидрофона относительно оси подводных звуковых каналов. На основе лучевых представлений осуществлена физическая интерпретация полученных экспериментальных результатов для практического применения в решении актуальных задач гидроакустики и океанологии.

Беклемишев Н.Д., Богуславский А.А., Беляев М.Ю., Волков О.Н., Сазонов В.В., Соколов С.М., Софинский А.Н. «Исследование колебаний элементов конструкции космической станции по видеоинформации» Космические исследования, 59, № 3, с. 218-234 (2021)

Результаты космического эксперимента “Среда – МКС” показали, что зрительные данные о колебаниях элементов конструкции МКС позволяют получить количественные характеристики этих колебаний. Такие характеристики были найдены в результате анализа временных рядов, полученных прослеживанием на видеопоследовательностях некоторых объектов в конструкции МКС. Числовые данные представляют собой выраженные в пикселях вертикальные и горизонтальные координаты в кадре выделенной точки элемента конструкции. Анализ полученных временных рядов позволяет восстановить реальную зависимость указанных координат от времени. Эта зависимость в ряде случаев носит колебательный характер и может быть представлена суммой конечного числа гармоник, амплитуды и частоты которых определяются с помощью спектрального анализа.

Богданов С.Р., Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И., Здоровеннова Г.Э., Тержевик А.Ю., Гавриленко Г.Г., Волков С.Ю., Ефремова Т.В., Кулдин Н.А., Кириллин Г.Б. «Расчет турбулентных напряжений в конвективно-перемешанном слое в мелководном озере подо льдом с использованием двух ADCP» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 17-28 (2021)

Представлен метод расчета турбулентных напряжений, основанный на использовании пары трехлучевых акустических доплеровских профилографов скорости, c одной или двумя точками пересечения лучей. Для апробации метода был спланирован и проведен специальный натурный эксперимент по измерению температуры воды, уровня подледной облученности и компонент скорости в конвективно-перемешанном слое покрытого льдом небольшого бореального озера. Полученные данные позволяют рассчитать не только интенсивности пульсаций вдоль трех ортогональных осей, но и недиагональные компоненты тензора Рейнольдса. С использованием условия однородности средней скорости по горизонтали получены количественные результаты, описывающие энергетику процессов в период весенней подледной конвекции: рассчитана анизотропия турбулентных пульсаций, изучена корреляция энергии турбулентности с интенсивностью накачки (через поток плавучести). Приведен качественный анализ параметров и динамики энергосодержащих структур, развивающихся в конвективном слое небольших покрытых льдом озер весной.

Консон А.Д., Волкова А.А. «Влияние сверхмедленных флуктуаций сигнала на помехоустойчивость шумопеленгования» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 3, с. 58-64 (2021)

На основе лабораторного анализа и обработки случайной выборки натурных записей шумов надводных кораблей, произведенных в акваториях Белого, Баренцева и Норвежского морей проведено исследование влияния сверхмедленных флуктуаций сигнала на помехоустойчивость шумопеленгования. Экспериментально установлено, что в условиях флуктуаций можно обеспечить потенциально высокую помехоустойчивость, если использовать одновременно два времени накопления: малое – несколько секунд и большое – до ста и более секунд. При этом большое время накопления снижает вероятность потери контакта в период флуктуационного снижения уровня сигнала, а малое время накопления может дать существенный выигрыш в дальности обнаружения в интервалы времени, когда процесс флуктуации приводит к кратковременному возрастанию уровня сигнала.

Волкова Н.В., Голованов В.И., Иголкин А.А. «Частоты свободных колебаний амортизированных роторных механизмов» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 4, с. 37-41 (2018)

Известны методы расчета частот свободных колебаний амортизированных механизмов, рассматриваемых как абсолютно твердые тела. Однако многие механизмы содержат в своем составе роторы, которые связаны с корпусом механизма только с помощью подшипников и могут вращаться с достаточно большой угловой скоростью, что приводит к необходимости учета при определении частот свободных колебаний механизма на амортизации гироскопического эффекта. Для решения этой задачи использовались система уравнений связанных свободных поворотных колебаний. В результате получено, что роторные амортизированные механизмы имеют два спектра частот свободных колебаний (в рабочем и нерабочем состоянии). Оба спектра должны учитываться при определении прочностных характеристик.

Воробьев А.В., Пилипенко В.А. «Подход к восстановлению геомагнитных данных на базе концепции цифровых двойников» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 53-62 (2021)

Ни одна наземная магнитная станция или обсерватория не гарантирует качество получаемой и передаваемой информации. Пропуски данных, выбросы и аномальные значения являются распространенной проблемой, касающейся практически любой сети наземных магнитометров и затрудняющей эффективную обработку и анализ экспериментальных данных. Обеспечение мониторинга надежности и повышение качества работы аппаратнопрограммных модулей, входящих в состав магнитных станций, возможно за счет разработки их виртуальных моделей, или так называемых цифровых двойников. В настоящей работе на примере сети высокоширотных магнитометров IMAGE рассматривается один из возможных подходов к созданию моделей такого рода. Обосновано использование цифровых двойников магнитных станций для минимизации ряда проблем и ограничений, связанных с наличием выбросов и пропущенных значений во временных рядах геомагнитных данных, а также для обеспечения возможности ретроспективного прогноза параметров геомагнитного поля со среднеквадратической ошибкой в авроральной зоне до 11.5 нТл. Интеграция цифровых двойников в процессы сбора и регистрации геомагнитных данных реализует возможность автоматической идентификации и замещения отсутствующих и аномальных значений, таким образом повышая за счет эффекта резервирования отказоустойчивость магнитной станции как объекта-источника данных. На примере цифрового двойника станции «Kilpisjarvi» (Финляндия) показано, что предлагаемый подход реализует восстановление 99.55 % годовой информации, при этом 86.73 % – с ошибкой, не превышающей 12 нТл.

Воронков С.С. «О механизме возникновения турбулентных пятен Эммонса» Техническая акустика, 20, № 1, http://www.ejta.org/ru/voronkov9 (2020)

Рассматривается механизм возникновения турбулентных пятен Эммонса в пограничном слое вязкого теплопроводного газа при естественном переходе. Показано, что закон возникновения турбулентности в вязком теплопроводном газе описывает один из механизмов возникновения турбулентных пятен Эммонса в пограничном слое. Отмечается, что найденное аналитическое выражение для пульсаций давления качественно верно описывает катастрофический, взрывной механизм возникновения турбулентных пятен в пограничном слое и перехода в целом, установленный опытным путем. Ключевые слова: турбулентные пятна Эммонса, закон возникновения турбулентности, вязкий теплопроводный газ.

Воронков С.С. «О турбулентности в вязком газе» Техническая акустика, 21, № 1, http://www.ejta.org/ru/voronkov12 (2021)

Приводятся уравнения, описывающие турбулентность. Дается определение турбулентности в вязком теплопроводном газе. Рассматривается существование и гладкость решений уравнений Навье–Стокса. Отмечается, что с точки зрения физики при рассмотрении существования и гладкости решений уравнений Навье–Стокса в вязком теплопроводном газе необходимо учитывать сжимаемость среды. Показано, что разрывное поведение давления в турбулентном потоке вязкого теплопроводного газа следует не из решений уравнений Навье–Стокса в приближении несжимаемости среды, а из решений более общей системы уравнений, учитывающей сжимаемость и диссипацию энергии: уравнений Навье–Стокса, сохранения энергии, неразрывности и состояния. Ключевые слова: турбулентность, вязкий теплопроводный газ, закон возникновения турбулентности, уравнение Навье–Стокса.

Воронков С.С. «О возникновении и распаде когерентных вихревых структур в вязком газе» Техническая акустика, 21, № 1, http://www.ejta.org/ru/voronkov11 (2021)

Рассматривается механизм возникновения и распада когерентных вихревых структур в пограничном слое на пластине и в круглой осесимметричной струе вязкого газа. Отмечается, что когерентные вихревые структуры присутствуют не только на стадии перехода, но и в развитом турбулентном течении вязкого газа. Установлено, что турбулентность в вязком теплопроводном газе представляет собой циклически повторяющийся процесс возникновения и распада когерентных вихревых структур, описываемых векторным волновым уравнением. Распад вихревых структур сопровождается взрывным, асимптотическим ростом пульсации давления, запускающим новый цикл генерации турбулентности. Ключевые слова: когерентные вихревые структуры, векторное волновое уравнение, пограничный слой, круглая струя, вязкий газ.

Михайлов В.В., Воронов С.А.от имени коллаборации РАМЕLА «Спектры электронов и позитронов с энергией выше 50 МэВ по данным эксперимента ПАМЕЛА» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1344-1346 (2021)

Магнитный спектрометр ПАМЕЛА был запущен на борту спутника Ресурс-ДК1 на околоземную квазиполярную эллиптическую орбиту с высотой 350–600 км и наклонением 70° для изучения потоков частиц и античастиц первичного космического излучения в широком диапазоне энергий от ∼50 MэВ до сотен ГэВ. В настоящей работе представлены результаты измерений дифференциальных энергетических спектров электронов и позитронов в 2006–2016 гг.

Павлова Е.А., Захваткин М.В., Стрельцов А.И., Воропаев В.А., Еленин Л.В. «Формирование единого классификатора опасных ситуаций в околоземном космическом пространстве» Космические исследования, 59, № 2, с. 126-134 (2021)

Обобщен практический опыт выполнения работ по предотвращению опасных ситуаций в околоземном космическом пространстве (ОКП), включающий математическую постановку задачи расчета вероятности опасного сближения, работы по обнаружению потенциально опасных астероидов и общие принципы выявления опасных сближений космических объектов. Рассмотрены подходы к формированию единого классификатора опасных ситуаций в ОКП. Представлено описание составных частей классификатора в форме отдельных блоков.

Шмальц С.Е., Новичонок А.О., Воропаев В.А., Грациани Ф., Абдель-Азиз Й., Абдельазиз А.М., Теалиб Ш.К. «Методика фотометрии быстровращающихся исз с использованием пзс-камеры медленного считывания» Космические исследования, 59, № 5, с. 428-440 (2021)

Описывается проблема интерпретации фотометрической кривой блеска и использования периодограммы Ломба–Скаргла для определения периода вращения быстровращающихся искусственных спутников Земли (ИСЗ) при их наблюдении с использованием ПСЗ-камеры медленного считывания; дается методика решения этой проблемы. В случае наличия априорной информации о периоде вращения ИСЗ предлагается использовать периодограмму Ломба–Скаргла на суженном диапазоне частоты; в случае отсутствия априорной информации проблема решается путем применения трек-фотометрии. Сравнение результатов, полученных на разных телескопах, оснащенных разными ПЗС-камерами медленного считывания, с результатами, независимо полученными на других телескопах, оснащенных ПСЗ-камерами быстрого считывания, наглядно демонстрирует адекватность методики в обоих случаях. Также рассматриваются ограничения в применении методики и возможные способы повышения ее точности.

Зиновьев Е.А., Воротников Г.В., Харитонов А.А., Лысенков В.В. «Экспериментальное исследование рабочего процесса термоакустического двигателя на бегущей волне» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 2, с. 18-26 (2018)

Термоакустические двигатели представляют собой устройства с внешним подводом тепла, в которых осуществляется преобразование тепловой энергии в энергию акустических колебаний. К их основным преимуществам можно отнести высокую эффективность преобразования энергии (до 35%), минимальное количество подвижных частей, высокую надежность, отсутствие контактных уплотнений и работу от разнообразных источников тепловой энергии (углеводородные топлива, тепловые выбросы, ядерные источники, солнечное излучение и т.д.). Основная цель данной работы заключается в разработке, изготовлении и проведении экспериментальных исследований термоакустического двигателя на бегущей волне с максимальной подводимой тепловой мощностью от электрического нагревательного элемента до 1000 Вт. Конструктивно термоакустический двигатель включает в себя инерционную трубу, три теплообменника, регенератор, термическую буферную трубу и акустический резонатор. В качестве рабочего тела в двигателе выступает гелий при среднем давлении от 1,0 до 3,0 МПа. Частота колебаний гелия на установившемся режиме работы двигателя составляет 96–98 Гц. Регенератор выполнен в виде пакета металлических сеток и является основным элементом двигателя, в котором осуществляется термоакустическое преобразование энергии. В процессе экспериментальных исследований решались следующие задачи: – определение оптимальных условия возбуждения акустических колебаний во внутреннем контуре термоакустического двигателя; – определение минимальной температуры запуска термоакустического двигателя; – определение зависимостей температуры запуска, частоты акустических колебаний и амплитуды акустического давления от подводимой тепловой мощности; – определение внутреннего КПД термоакустического двигателя, который характеризует эффективность преобразования тепловой энергии в энергию акустических колебаний при максимальной подводимой тепловой мощности к рабочему телу. В ходе проведения экспериментальных исследований определено оптимальное среднее давление гелия, при котором обеспечивается минимальная температура нагревателя, необходимая для запуска двигателя 436 К (163°C). Максимальное значение генерируемой регенератором акустической мощности составило 90 Вт. При этом эффективность преобразования тепловой энергии в энергию акустических колебаний достигала 22,5% при температуре нагревателя 317°C. Также в ходе проведения испытаний удалось установить зависимости температуры запуска, частоты акустических колебаний и амплитуды акустического давления от подводимой тепловой мощности.

Элекина Е.Н., Вронская Е.А. «Динамическая задача для тонкостенного стержня моносимметричного профиля» Вестник Самарского государственного университета (Естественно-научная серия), 26, № 2, с. 63-69 (2020)

Приводится аналитическое решение динамической задачи для тонкостенного упругого стержня, поперечное сечение которого имеет одну ось симметрии. Решение построено для произвольной динамической нагрузки и двух типов граничных условий: шарнирного опирания при стесненном кручении и свободной депланации концевых сечений стержня; жесткого закрепления при стесненном кручении и отсутствии депланации. Особенность математической модели заключается в том, что дифференциальные уравнения движения содержат полную систему инерционных членов. Эффективным приемом решения линейных нестационарных задач механики представляются спектральные разложения, получаемые в результате применения метода интегральных преобразований. Используется структурный алгоритм метода конечных многокомпонентных интегральных преобразований, предложенный Ю.Э. Сеницким

Вышинский В.В., Зоан К.Т. «Аэродинамика самолёта в возмущённой атмосфере» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 12, № 2, с. 40-48 (2021)

Предложен инженерный метод оценки аэродинамического воздействия возмущённой атмосферы на летательный аппарат. В качестве источника вихревых структур могут рассматриваться вихревые ветровые следы, возникающие при обтекании ландшафта или надстроек движущегося авианесущего корабля атмосферным пограничным слоем, вихревые следы за летательными аппаратами и т.д. В статье рассмотрена ситуация попадания лёгкого транспортного самолёта в вихревой след за самолётом типа Су–27. Ключевые слова: когерентные вихревые структуры в атмосфере, безопасность полётов, краевые задачи, осреднённые по Рейнольдсу уравнения Навье–Стокса, дозвуковые вихревые течения, метод граничного элемента, метод дискретных вихрей, панельные методы