Заболотнов Ю.М. «Резонансные эффекты при движении малого космического аппарата вокруг центра масс в составе развертываемой тросовой системы» Космические исследования, 59, № 4, с. 339-352 (2021)

Анализируются резонансные движения малого космического аппарата относительно центра масс при развертывании тросовой системы. Развертывание тросовой системы осуществляется с базового космического аппарата, совершающего движение по околоземной орбите. Малый космический аппарат совершает угловые движения относительно направления троса, причем сила натяжения троса изменяется по заданной программе. Малый космический аппарат представляет собой тело вращения и характеризуется малой статической и динамической асимметриями. Анализируется резонанс низшего порядка, при реализации которого имеет место “лунное” движение космического аппарата относительно направления троса. Для исследования резонансных эффектов используются приближенные нелинейные уравнения движения космического аппарата, полученные методом интегральных многообразий с использованием асимптотического подхода. Получены необходимые условия “захвата” системы в резонанс, то есть условия, при которых возможна реализация длительных резонансных режимов движения космического аппарата. Оценивается величина вероятности “захвата” в резонанс и определены условия, при которых вероятность “захвата” близка к единице. Рассматривается характерная программа выпуска троса, которая анализируются с точки зрения реализации возможных резонансных эффектов. Результаты, полученные с использованием приближенных уравнений движения, подтверждаются численным моделированием по исходным уравнениям углового движения космического аппарата.

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.

Завершинский И.П., Кнестяпин В.Н., Коган Е.Я. «Акустическое поле тонкого тела в потоке неравновесного флуктуирующего газа» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 2, № 1, с. 14-18 (2015)

Получены уравнения, описывающие структуру среднего акустического поля, источником которого служит хорошо обтекаемое тонкое тело в сверхзвуковом потоке неравновесного флуктуирующего газа. Найдена зависимость формы фронта ударных волн от соотношения между длиной волны и радиусом корреляции. Проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

Грабовенская С.А., Завьялов В.В., Шестаков А.А. «О двух подходах эффективного понижения размерности для задач переноса теплового излучения в многомерной геометрии» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 35-46 (2021)

Математическое моделирование нестационарного переноса лучистой энергии в кинетической постановке является весьма трудоемкой задачей. Это связано с нелинейностью решаемой системы и ее большой размерностью. В общем случае кинетическое уравнение переноса решается в 7-мерном фазовом пространстве, что требует больших вычислительных ресурсов. Поэтому исторически предпринимались попытки упростить исходную решаемую систему. Однако упрощающие предположения a priori могут ухудшать качество решения. Существенным шагом вперед стало квазидиффузионное приближение, предложенное В.Я. Гольдиным в 1964 г для переноса нейтронов и ставшее впоследствии одним из эффективных методов решения задач переноса нейтральных частиц. Метод квазидиффузии учитывает кинетические эффекты через коэффициенты, насчитываемые при периодическом решении кинетического уравнения. Существуют и другие подходы к упрощению исходной системы. В 2010 г. М.Ю. Козмановым и Н.Г. Карлыхановым для одномерной геометрии была предложена другая модель, идеологически близкая к алгоритму квазидиффузии. В этой модели в уравнение диффузии вводятся коэффициенты, полученные при решении кинетического уравнения. Данный подход активно развивается в РФЯЦ-ВНИИТФ как в практическом, так и в теоретическом плане, и опыт использования позволяет надеяться на его широкое применение. В статье конспективно рассматриваются эти две модели и приводятся результаты расчетов двух тестовых задач в двумерной осесимметричной геометрии.

Задорожний В.Г., Чеботарев А.С., Дикарев Е.Е. «Стохастическая модель боевых действий Ланчестера» Математическое моделирование, 33, № 5, с. 57-77 (2021)

Рассматривается математическая модель взаимодействия двух противодействующих сторон в виде системы дифференциальных уравнений (Ланчестера), коэффициенты которой являются случайными процессами, заданными характеристическим функционалом. Ставится задача нахождения первых моментных функций решения. Эта задача сводится к детерминированной системе дифференциальных уравнений с обычными и вариационными производными. Получены явные формулы для первых двух моментных функций решения стохастической системы. Рассмотрены задачи с гауссовыми и равномерно распределенными случайными коэффициентами. Приведены численные расчеты и графики поведения математического ожидания и дисперсионной функции.

Бикмаев И.Ф., Иртуганов Э.Н., Николаева Е.А., Сахибуллин Н.А., Гумеров Р.И., Склянов А.С., Глушков М.В., Хамитов И.М., Борисов В.Д., Буренин Р.А., Зазнобин И.А., Кривонос Р.А., Ляпин А.Р., Медведев П.С., Мещеряков А.В., Сазонов С.Ю., Сюняев Р.А., Хорунжев Г.А., Гильфанов М.Р. «Спектроскопическое определение красных смещений выборки далеких квазаров обсерватории СРГ по наблюдениям на РТТ-150. II» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 311-324 (2021)

Буренин Р.А., Бикмаев И.Ф., Гильфанов М.Р., Гроховская А.А., Додонов С.Н., Еселевич М.В., Зазнобин И.А., Иртуганов Э.Н., Лыскова Н.С., Медведев П.С., Мещеряков А.В., Моисеев А.В., Сазонов С.Ю., Старобинский А.А., Сюняев Р.А., Уклеин Р.И., Хабибуллин И.И., Хамитов И.М., Чуразов Е.М. «Наблюдение скопления галактик очень большой массы на z = 0.76 в обзоре всего неба СРГ/eРОЗИТА» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 461-471 (2021)

Богомолов В.В., Богомолов А.В., Дементьев Ю.Н., Еремеев В.Е., Зайко Ю.К., Калегаев В.В., Климов П.А., Оседло В.И., Панасюк М.И., Петров В.Л., Перетятько О.Ю., Подзолко М.В., Свертилов С.И. «Первый опыт мониторинга космической радиации в мультиспутниковом эксперименте Московского университета в рамках проекта «Универсат-СОКРАТ»» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 135-141 (2020)

Программа Московского университета «Универсат-СОКРАТ» направлена на использование малых спутников для мониторинга космических угроз, таких, как радиация в околоземном пространстве, электромагнитные транзиенты, потенциально опасные тела естественного и искусственного происхождения. Реализация первого этапа программа была начата 5 июля 2019 г. в результате успешного запуска с космодрома «Восточный» трех наноспутников типа кубсат. На этих спутниках установлена аппаратура для мониторинга космической радиации, а также прототипы приборов для наблюдений транзиентных явлений в атмосфере Земли. В частности, на двух спутниках установлены сцинтилляционные фосвич-детекторы, регистрирующие заряженные частицы и гамма-кванты в диапазоне энерговыделений 0.1–2.0 МэВ. Геометрический фактор этих приборов ≈50 cм²·ср. Один из кубсатов также содержит оптический фотометр, состоящий из четырех кремниевых фотоумножителей, чьи входные окна закрыты разными световыми фильтрами. Спутники выведены на солнечно-синхронную орбиты с высотой ≈550 км. Это создает благоприятные условия мониторинга космической радиации в различных областях околоземного пространства, включая зоны захваченной радиации, районы высыпаний и т.п. Такая орбита также позволяет осуществлять наблюдения вспышечных явлений, как в приэкваториальной атмосфере, так и на высоких широтах. Обсуждаются первые итоги летных испытаний.

Фукалов А.А., Зайцев А.В., Соколкин Ю.В., Баяндин Ю.В. «Равновесие жестко закрепленной на внешней поверхности полой трансверсально-изотропной толстостенной сферы, находящейся под действием равномерного внутреннего давления и гравитационных сил» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 25, № 2, с. 303-319 (2021)

С использованием разложения компонент вектора перемещений по окружной и радиальной координатам в ряды по полиномам Лежандра и обобщенных степенных рядов получено точное аналитическое решение задачи о равновесии жестко закрепленного на внешней поверхности толстостенного трансверсально-изотропного центрально-симметричного полого тела, которое находится под действием равномерного внутреннего давления и гравитационных сил. В качестве примера использования полученного аналитического решения проанализировано влияние массовых сил на характер распределения независимых инвариантов тензора напряжений в поперечном сечении тяжелой железобетонной сферы, внутренняя поверхность которой свободна от внутреннего давления. На основе многокритериального подхода, описывающего различные механизмы исчерпания несущей способности (от растяжения или сжатия в радиальном и окружном направлениях и межслойного сдвига), определены области тяжелой железобетонной сферы, в которых может быть инициировано разрушение. Проведено качественное и количественное сравнение полей напряжений в точках поперечных сечений толстостенных тяжелых сфер с результатами численного решения той же задачи в осесимметричной и трехмерной постановках в конечноэлементных пакетах ANSYS 13.0 и ABAQUS 6.11. Оба пакета продемонстрировали минимальное отклонение численно определенных значений инвариантов напряжений от аналитического решения в осесимметричной постановке и различие с сопоставимой погрешностью – в трехмерной. В последнем случае представление численных результатов для напряжений и деформаций в компонентной форме привело к неожиданному эффекту – появлению существенных ошибок по сравнению с точным аналитическим решением. Для исключения обнаруженных при определении напряженно-деформированного состояния ошибок, которые обусловлены только особенностями определения сферической системы координат в конечноэлементных пакетах ANSYS 13.0 и ABAQUS 6.11, необходимо использовать представление полученных результатов в инвариантном виде. Ключевые слова: толстостенная трансверсально-изотропная тяжелая сфера, равновесие, гравитационные силы, точное аналитическое решение, механизмы начала разрушения, верификация конечноэлементных решений, ANSYS 13.0, ABAQUS 6.11

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Алсовэйди А.К.М., Ларионова О.С., Гулий О.И. «Определение микробных клеток при их взаимодействии с фаговыми мини-антителами датчиком на основе резонатора с поперечным электрическим полем из пьезокерамики ЦТС-19» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 771-776 (2021)

Описывается конструкция датчика на основе акустического резонатора с поперечным электрическим полем, изготовленного из пьезокерамики ЦТС-19 для экспресс-анализа микробных клеток. Показана возможность обнаружения и идентификации микробных клеток путем регистрации их специфического взаимодействия с фаговыми мини-антителами непосредственно в суспензии. Время анализа не превышает 5 мин.

Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Семёнов А.П., Бородина И.А. «Влияние проводящей пленки конечной толщины, нанесенной на резонатор с поперечным электрическим полем, на его характеристики» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 783-787 (2021)

Теоретически и экспериментально исследовано влияние толщины, коэффициентов упругости и вязкости, а также электрической проводимости пленки, нанесенной на свободную сторону пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем, на его характеристики. Показано, что увеличение механического импеданса пленки и ее проводимости снижают максимальное значение реальной части электрического импеданса резонатора.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Семенов А.П., Бородина И.А. «Акустический резонатор с радиальным возбуждающим электрическим полем» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 869-874 (2021)

Приводятся результаты исследования нового типа пьезокерамического акустического дискового резонатора с радиальным возбуждающим электрическим полем. Резонатор представляет собой диск из пьезоматериала кристаллографического класса 6mm, на одну сторону которого нанесены два круглых концентрических металлических электрода с зазором между ними. Представлена модель свободного резонатора и резонатора, нагруженного пленкой конечной толщины. Рассчитаны характеристики различных мод акустических колебаний для резонаторов из пьезокерамики ЦТБС-3 при различной ширине электродов и зазора между ними.

Попов А.В., Комлев А.Б., Самуйлов Ф.О., Закусилов П.В. «Методы и средства акустико-эмиссионной диагностики силовых элементов планера воздушных судов» В мире неразрушающего контроля, 24, № 2, с. 52-54 (2021)

Рассмотрены: новые акустико-эмиссионные критерии разрушения на основе инвариантов, позволяющие оценивать прочностные характеристики конструкций с учётом степени опасности дефектов вне зависимости от их формы, размеров и предыстории эксплуатации; многоканальные системы акустико-эмиссионного контроля конструкций на их основе; пример практического применения данных систем для оценки прочности воздухозаборников авиационных двигателей воздушных судов. Ключевые слова: прочность конструкций, авиационная техника, акустическая эмиссия, трещиностойкость, инварианты

Эйсмонт Н.А., Назиров Р.Р., Федяев К.С., Зубко В.А., Беляев А.А., Засова Л.В., Горинов Д.А., Симонов А.В. «Резонансные орбиты в задаче расширения достижимых областей посадки на поверхности Венеры» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 352-367 (2021)

Заусаев А.Ф., Романюк М.А., Заусаев А.А. «Математическое моделирование движения астероидов, принадлежащих к группам Аполлона и Атона» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 24, № 4, с. 692-717 (2020)

Проведена оценка точности решений дифференциальных уравнений движения с учетом релятивистских эффектов, полученных на основе нового принципа взаимодействия, на примере исследований эволюции орбит пяти астероидов. Проведено численное интегрирование уравнений движения астероидов с начальными данными, отнесенными к различным моментам времени. На основании сопоставления полученных результатов исследования выявлены определенные закономерности. На интервалах времени при отсутствии сближений астероида с Землей менее 0.1 а.е. можно с одинаковой эффективностью применять приведенные в работе дифференциальные уравнения. Потеря точности численного интегрирования находится в прямой зависимости от величины сближения астероида с Землей. Вследствие того, что в правых частях уравнений движения присутствуют разности координат астероида и планеты, при достаточной их близости относительная точность координат астероида и планеты во много раз превосходит относительную точность их разности. Для исследуемых астероидов при сближении их с Землей относительная погрешность разности координат астероида и Земли примерно от 227 до 44900 раз превышает предельную относительную погрешность самих координат астероида. Прогнозирование движение Апофиса после его тесного сближения с Землей на основе решения уравнений движения современными методами приводит к большим ошибкам, уменьшение которых возможно только путем улучшения начальных данных элементов орбит астероида. О возможности тесного сближения Апофиса с Землей на интервале времени с 14 апреля 2029 г. по 1 января 2100 г. можно утверждать лишь с определенной степенью вероятности. Результаты проведенных исследований можно обобщить на все астероиды групп Аполлона и Атона.

Заусаев А.Ф., Романюк М.А., Заусаев А.А. «Математическое моделирование движения астероидов, принадлежащих к группам Аполлона и Атона» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 24, № 4, с. 692-717 (2020)

Проведена оценка точности решений дифференциальных уравнений движения с учетом релятивистских эффектов, полученных на основе нового принципа взаимодействия, на примере исследований эволюции орбит пяти астероидов. Проведено численное интегрирование уравнений движения астероидов с начальными данными, отнесенными к различным моментам времени. На основании сопоставления полученных результатов исследования выявлены определенные закономерности. На интервалах времени при отсутствии сближений астероида с Землей менее 0.1 а.е. можно с одинаковой эффективностью применять приведенные в работе дифференциальные уравнения. Потеря точности численного интегрирования находится в прямой зависимости от величины сближения астероида с Землей. Вследствие того, что в правых частях уравнений движения присутствуют разности координат астероида и планеты, при достаточной их близости относительная точность координат астероида и планеты во много раз превосходит относительную точность их разности. Для исследуемых астероидов при сближении их с Землей относительная погрешность разности координат астероида и Земли примерно от 227 до 44900 раз превышает предельную относительную погрешность самих координат астероида. Прогнозирование движение Апофиса после его тесного сближения с Землей на основе решения уравнений движения современными методами приводит к большим ошибкам, уменьшение которых возможно только путем улучшения начальных данных элементов орбит астероида. О возможности тесного сближения Апофиса с Землей на интервале времени с 14 апреля 2029 г. по 1 января 2100 г. можно утверждать лишь с определенной степенью вероятности. Результаты проведенных исследований можно обобщить на все астероиды групп Аполлона и Атона.

Захаров Д.Д. «Изгибные кромочные волны коненкова в слоисто-изотропных и функционально-градиентных пластинах» Акустический журнал, 67, № 4, с. 361-370 (2021)

Рассматриваются изгибные кромочные волны в тонких пластинах из изотропных (трансверсально-изотропных) слоев с возможной несимметричной укладкой или из функционально-градиентного материала, чьи характеристики непрерывно изменяются по толщине. Лицевые поверхности пластины предполагаются свободными от напряжений. Таким образом, получается связанная задача динамического изгиба и квазистатического плоского напряженного состояния пластины. В отличие от рассмотренных ранее общих ситуаций с анизотропными материалами, за счет выбора системы координат здесь можно реализовать разделение уравнений изгиба и плоской задачи и минимизировать связность краевых условий. Кроме того, часть характеристических корней операторов будут кратными. Дисперсионное уравнение получается в явном виде и, кроме известной составляющей, полученной Коненковым, оно содержит поправочную часть, зависящую от безразмерных мембранно-изгибных жесткостей. Получено его решение, проанализировано влияние параметров. Приводятся примеры расчета дисперсионных кривых. Ключевые слова: волны Коненкова, слоистые пластины, функционально-градиентные материалы, дисперсионные кривые. DOI: 10.31857/S0320791921040134

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.

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.

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.

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.

Зиновьева Т.В., Пискунов В.А. «Колебания компенсаторного сильфона как гофрированной оболочки с жидкостью внутри» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 31-40 (2021)

Статья посвящена актуальной проблеме судового машиностроения – расчету свободных и вынужденных колебаний трубопроводных компенсаторных сильфонов. Эти устройства используют для уменьшения вибрационной нагрузки, вызываемой силовыми энергетическими машинами корабля. При анализе колебаний компенсаторных сильфонов необходимо учитывать жидкость, находящуюся в нем. В работе расчетная модель сильфона представлена гофрированной упругой оболочкой как материальной поверхностью с пятью степенями свободы. Использован вариант классической теории оболочек, построенный на основе механики Лагранжа. Влияние жидкости учитывается по двум моделям. Сначала жидкость считается идеальной несжимаемой и учитывается через присоединенную к оболочке массу. Оболочка заменена на цилиндрическую поверхность с радиусом по средней линии гофры. Для учета влияния частоты колебаний сильфона на присоединенную инерцию жидкости в расчете используется также акустическое приближение, выведена формула для обобщенной присоединенной массы идеальной сжимаемой жидкости. Получены уравнения колебаний сильфона под действием периодической нагрузки. Задача решена методом конечных разностей. Для компенсаторного сильфона из коррозионно-стойкой жаропрочной стали получены значения собственных частот свободных колебаний. Показано, что учет жидкости значительно меняет собственные частоты сильфона, при высокочастотных колебаниях необходимо учитывать сжимаемость жидкости. Решена задача о вынужденных колебаниях сильфона при задании смещения его торца по гармоническому закону. Определены внутренние силы и моменты, а также возникающие в сильфоне напряжения по критерию Мизеса. Найдено критическое значение перемещения торца при вибрации на частоте 50 Гц, при котором сильфон переходит в пластическое состояние.

Кобелев П.Г., Трефилова Л.А., Зиракашвили В.Н., Белов А.В., Гущина Р.Т., Янке В.Г. «Гелиосферная модуляция космических лучей в эпоху нейтронного мониторинга» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1362-1364 (2021)

Выполнена реконструкция гелиосферного потенциала модуляции галактических космических лучей для эры нейтронного мониторинга. В основе лежит использование современной модели межзвездного спектра галактических космических лучей и спектра вариаций плотности космических лучей. Спектр вариаций космических лучей получен в результате обработки глобально-спектрографическим методом данных непрерывного мониторинга детекторами мировой сети и откалиброван по данным прямых измерений спектра частиц на магнитном спектрометре PAMELA в базовый 2009 г.

Томилин А.К., Зиякаев Г.Р. «Собственные колебания крыла солнечной батареи космического аппарата» Космические исследования, 59, № 1, с. 71-77 (2021)

В процессе раскрытия крыльев солнечных батарей космического аппарата в них возникают собственные поперечные колебания. Исследование этих вибраций является актуальной проблемой, поскольку в некоторых случаях они способны нарушить коммутацию фотоэлектрических преобразователей. Поперечные колебания крыла создаются в результате соединения его секций при зачековке (сцепке) шарнирных устройств. Кинетическая энергия секций при этом преобразуется в потенциальную энергию собственных колебаний крыла солнечной батареи. Эта задача традиционно решается путем применения конечно-элементной модели с последующими расчетами в программе ANSYS. Цель исследования заключается в разработке приближенно-аналитического метода математического моделирования собственных упругих колебаний элементов КСБ, возникающих в процессе его раскрытия.

Злотник А.А., Ломоносов Т.А. «L²-диссипативность разностных схем для регуляризованных 1D баротропных уравнений движения газа при малых числах Маха» Математическое моделирование, 33, № 5, с. 16-34 (2021)

Изучаются явные двухслойные разностные схемы на разнесенных сетках для двух известных регуляризаций 1D баротропных уравнений газовой динамики, включая схемы с дискретизациями по x со свойством диссипативности по полной энергии. Выводятся критерии L²-диссипативности в задаче Коши для их линеаризаций на постоянном решении с нулевой фоновой скоростью. Дается сравнение критериев для схем на неразнесенных и разнесенных сетках. Рассматривается также случай 1D уравнений Навье–Стокса без искусственного коэффициента вязкости. Для одной из их регуляризаций максимальный шаг по времени гарантирует выбор параметра регуляризации τ_opt≪em>v_*/c²_*, где c_* и v_* – фоновые скорость звука и кинематическая вязкость; такой выбор не зависит от сеток. Для анализа случая 1D уравнений Навье–Стокса–Кана–Хилларда выводятся и апробируются также критерии L²-диссипативности и устойчивости явной разностной схемы для нестационарного уравнения 4-го порядка по x со слагаемым 2-го порядка по x. Полученные критерии могут быть полезны при расчете течений при малых числах Маха.

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

Золотарев Р.В., Шустов Б.М. «О динамической эволюции населения астероидов, сближающихся с Землей» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 518-527 (2021)

Рассмотрены аспекты динамической эволюции населения астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ): изменение со временем темпа убыли АСЗ, включая зависимость темпа от начальных параметров орбиты АСЗ, эффективность различных каналов убыли АСЗ и диффузия орбит АСЗ. Исследование проводилось как для реальных астероидов, так и для искусственно сгенерированного населения. Для исследования отобраны 3024 реальных астероида размером более 1 км с перигелийным расстоянием q<1.6 а.е., из них 833 АСЗ (q<1.3 а.е.), т.е. практически все крупные АСЗ. Для отдельных задач население АСЗ также моделировалось с помощью программы NEOPOP (ЕSА). Орбиты интегрировались на 10 млн. лет с помощью численного комплекса REBOUND. Учтено гравитационное поле Солнца и планет, а также возможность столкновений. Показано, что общая численность населения АСЗ убывает с медианным временем t_NEA≃5.5 млн. лет, что уточняет оценки других авторов. Главной особенностью данной работы является то, что в ней впервые исследована зависимость t_NEA от начальных значений параметров орбиты: большой полуоси a и эксцентриситета e. Показано, что эта зависимость весьма сильная: t_NEA для подмножества астероидов с большими a и e в десятки раз меньше, чем у подмножества с малыми a и e. Полученные качественные оценки зависимости t_NEA (a,e) важны для количественного анализа адекватности различных моделей механизмов пополнения населения АСЗ. Изучены детали диффузии (перемешивания параметров) орбит астероидов в плоскости “a–e” в процессе эволюции. 10% АСЗ за время интегрирования было выброшено из Солнечной системы, 1.5% выпало на планеты (в том числе на Землю 0.2%) и на Солнце (17%), 12.5% вышло из зоны АСЗ. Ключевые слова: астероиды, АСЗ, диффузия орбит DOI: 10.31857/S0004629921070070

Зотеев В.Е., Ганигин С.Ю., Деморецкий Д.А., Ненашев М.В., Губинский А.В. «Математическое моделирование и помехоустойчивая оценка параметров импульса ударной волны на основе результатов эксперимента при подводных взрывах» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 25, № 1, с. 127-162 (2021)

Рассматривается построение на основе натурных экспериментов и численно-аналитических исследований математической модели импульса подводной ударной волны, наблюдаемого на выходе датчика давления. Представлены разработка и сравнительный анализ различных численных методов нелинейного оценивания параметров этой модели. Предлагается численный метод оценки энергии импульса ударной волны на основе результатов эксперимента в форме осциллограммы избыточного давления, полученной при натурных испытаниях как на бесконечном промежутке времени, так и при заданной длительности импульса. Приведены результаты апробации разработанных численных методов математического моделирования импульса подводной ударной волны при обработке результатов эксперимента при взрыве эталонного заряда взрывчатого вещества. Достоверность и эффективность представленных в работе алгоритмов вычислений и методов нелинейного оценивания подтверждаются результатами численно-аналитических исследований и построенными на основе экспериментальных данных математическими моделями импульсов избыточного давления ударной волны. Ключевые слова: импульс подводной ударной волны, математическая модель, нелинейный регрессионный анализ, система разностных уравнений, обобщенная регрессионная модель, среднеквадратическое оценивание, статистическая обработка результатов эксперимента

Зотов М.Ю., Соколинский Д.Б. «Первое применение нейронных сетей для анализа данных орбитального детектора "ТУС"» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 117-124 (2020)

Представлены результаты использования простых нейронных сетей для распознавания в данных первого в мире орбитального детектора космических лучей предельно высоких энергий «ТУС» событий, вызванных попаданием заряженных частиц в фотоприёмник. Для поиска событий этого типа были использованы персептроны с различным числом скрытых слоёв и свёрточные нейронные сети. Мы подробно описываем методику исследования и встретившиеся трудности, а также способы их решения. Результаты исследования демонстрируют эффективность и широкие перспективы использования методов машинного обучения для анализа и классификации данных экспериментов такого типа. Настоящая работа будет продолжена для изучения всех данных детектора «ТУС», а также данных работающего в настоящее время на Российском сегменте МКС приборе «УФ-Атмосфера».

Эйсмонт Н.А., Назиров Р.Р., Федяев К.С., Зубко В.А., Беляев А.А., Засова Л.В., Горинов Д.А., Симонов А.В. «Резонансные орбиты в задаче расширения достижимых областей посадки на поверхности Венеры» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 352-367 (2021)

Кишкин А.А., Зуев А.А., Делков А.В., Шевченко Ю.Н. «Аналитический подход при исследовании уравнений импульсов пограничного слоя при течении в межлопаточном канале газовых турбин» Вестник Московского авиационного института, 28, № 1, с. 45-60 (2021)

Рассмотрен аналитический подход к интегрированию уравнений импульсов динамического пространственного пограничного слоя для поверхностей обтекания криволинейной формы в естественной криволинейной ортогональной системе координат с наличием поперечного градиента давления. Получены уравнения импульсов параболического типа, пригодные для решения задачи течения в радиальном секторе межлопаточного канала газовых турбин. Представлены уравнения в более общем виде, в отличие от известных частных решений. Отмечено, что при рассмотрении задачи течения с теплообменом (что наиболее актуально для межлопаточного канала неохлаждаемых газовых турбин) необходимо совместное решение полученных уравнений импульсов с интегральным соотношением уравнения энергии температурного и динамического пространственного пограничного слоя. Для рассматриваемого радиального сектора межлопаточного канала уравнения решены конечно-разностным методом. Используемый подход подтверждается верификацией результатов моделирования и визуализации донных линий тока в круговом радиальном модельном канале. DOI: 10.34759/vst-2021-1-45-60