Хлыбов А.А., Кабалдин Ю.Г., Аносов М.С., Рябов Д.А. «Влияние длительной эксплуатации на физико-механические свойства и показатели хладостойкости трубной стали 10Г2» Вестник Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова (ИжГТУ), 24, № 1, с. 38-44 (2021)

Проведено исследование влияния длительности эксплуатации магистрального газопровода на изменение физико-механических характеристик показателей хладостойкости трубной стали 10Г2. Установлено, что в процессе длительной эксплуатации стали 10Г2 в составе магистрального газопровода наблюдается изменение структуры металла, при этом происходит перераспределение перлитной составляющей и укрупнение зерен. Получены значения микротвердости исследуемой стали до и после эксплуатации (10, 25, 40 лет). Длительная эксплуатация (40 лет) материала труб приводит к росту значений микротвердости с 1518 до 2786 HV. Выявлено двукратное снижение значений ударной вязкости стали 10Г2 после старения и эксплуатации в течение 25 лет. Также наблюдается значительное повышение температуры вязкохрупкого перехода, что снижает надежность магистральных трубопроводов. В результате испытаний стали 10Г2 в широком диапазоне температур после 25 лет эксплуатации наблюдается снижение пластичности металла (относительное удлинение уменьшается примерно в 1,6 раза), повышение предела прочности и снижение предела текучести (до 9%). Предложена методика неразрушающего контроля деградации механических свойств стали 10Г2 в процессе эксплуатации изделий. Установлена зависимость акустического параметра D, рассчитанного на основе скорости распространения продольных и поперечных упругих волн в металле от срока эксплуатации газовых магистральных труб и температуры вязкохрупкого перехода для стали 10Г2. Показано, что предложенный акустический параметр может выступать в качестве характеристического параметра хладостойкости материала магистральных газопроводов и использоваться при технической диагностике для оценки их остаточного ресурса. Ключевые слова: техническая диагностика, ударная вязкость, хладостойкость, вязкохрупкий переход, акустический параметр

Кабанов Ю.А. «Разработаны новая методика контроля сварных швов трубопроводов из полиэтилена и ультразвуковые преобразователи» Территория NDT. Международный журнал по неразрушающему контролю, № 2, с. 4 (2021)

На предприятии ООО «Физприбор» проведена большая работа по выявлению дефектов в сварных швах труб из полиэтилена. В результате созданы методика ультразвукового контроля (УЗК) и ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП), оптимальные для решения этой задачи. Основным типом дефекта в стыковых сварных соединениях труб из полиэтилена является несплавление на поверхности соединения труб. Это вертикально ориентированные плоскостные несплошности. Такие дефекты выявляются хордовыми ультразвуковыми преобразователями и с помощью схемы тандем. Полиэтилен характеризуется низкой скоростью звука 2100–2300 м/с и довольно большим затуханием 0,2–0,4 дБ/мм, поэтому используются ультразвуковые преобразователи с относительно низкими частотами 1–2,5 МГц, излучающие продольные волны. Неразрушающий контроль проводят с помощью ультразвукового дефектоскопа общего назначения УД9812 «Уралец». Для УЗК сварных швов труб с толщиной стенки до 18 мм применяют хордовые преобразователи. Для контроля больших толщин используют преобразователи тандем с регулируемым расстоянием между ПЭП. Нужно отметить, что преобразователи тандем при заданном расстоянии между ПЭП выявляют дефекты только в определенном диапазоне глубин. Поэтому ультразвуковой контроль проводится в три этапа сканирования отдельно для нижней, средней и верхней части сварного шва. На каждом этапе выполняется настройка ПЭП. В данной методике применяют стандартные образцы с торцовыми плоскодонными отражателями, изготовленные из заданного типоразмера полиэтиленовой трубы. Для контроля труб с небольшой толщиной стенки H менее 18 мм используется СОП (стандартный образец предприятия) с плоскодонным отверстием, расположенным на уровне 0,5H. Для контроля толстостенных труб H > 18 мм применяют СОП с тремя плоскодонными отверстиями, расположенными на глубинах 0,3H, 0,55H, 0,8H. Оценка качества сварных швов определяется на основе анализа следующих информативных параметров: • амплитуда эхосигнала; • суммарная условная протяженность всех несплошностей в шве; • количество несплошностей в шве. На основе этих данных принимается решение о годности изделия.

Казаков А.А., Ломовицкий П.В., Хлюпин А.Н. «Гибридный алгоритм для задач автоматизированной адаптации гидродинамических моделей с использованием трассерных исследований» Математическое моделирование, 33, № 6, с. 73-87 (2021)

Представлен гибридный алгоритм для решения совместных обратных задач, разработанный на основе стохастического алгоритма оптимизации sNES и техники построения Adjoint-градиента. Эффективность алгоритма проверена на задачах адаптации полей пористости и проницаемости по историческим данным разработки и по результатам трассерных исследований. Численно моделируется распространение пассивной примеси и течение флюида в пласте. Использование предложенного гибридного алгоритма позволило значительно снизить число вызовов симулятора для достижения сопоставимого качества адаптации.

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Копьев В.А., Фараносов Г.А., Моралев И.А., Казанский П.Н. «Управление волнами неустойчивости в невозбужденной турбулентной струе с помощью плазменных актуаторов в узкой полосе частот» Акустический журнал, 67, № 4, с. 431-439 (2021)

Волны неустойчивости, развивающиеся в слое смешения турбулентной струи, во многих случаях являются источниками шумообразования (высокоскоростные струи, струи вблизи крыла самолета и др.). В работе экспериментально исследована возможность активного управления волнами неустойчивости в невозбужденной дозвуковой турбулентной струе. Система управления с обратной связью состоит из микрофонов ближнего поля, с которых снимается опорный сигнал, плазменного актуатора на основе высокочастотного диэлектрического барьерного разряда, а также модуля обработки данных. Показано, что в зависимости от настроек системы возмущения давления в ближнем поле турбулентной струи, связанные с осесимметричными волнами неустойчивости, могут ослабляться или усиливаться в заданной узкой полосе частот. Ключевые слова: турбулентная струя, волны неустойчивости, активное управление, управление шумом. DOI: 10.31857/S0320791921040055

Манукин А.Б., Казанцева О.С., Калинников И.И., Матюнин В.П., Саякина Н.Ф., Тоньшев А.К., Черногорова Н.А. «Сейсмометр для наблюдений на Марсе» Космические исследования, 59, № 5, с. 418-427 (2021)

Приведены результаты разработки и создания трехкомпонентного сейсмометра для измерений на Марсе. В низкочастотной и квазистатической области спектра прибор также выполняет функции наклономера и гравиметра. Приведено описание чувствительного элемента – одноосного датчика. В прибор входят три таких датчика, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны. Пробная масса в каждом датчике удерживается с помощью механической и магнитной жесткости, а собственная частота осциллятора – около 5 Гц. Рассмотрены вопросы предельной чувствительности, определяемой собственными равновесными тепловыми флуктуациями. Приведены способы решения технических проблем – доставки блока чувствительных элементов под защитным кожухом на поверхность Марса, установки прибора по гравитационной вертикали и результаты эталонирования методом наклонов, показавшие, что характеристики прибора близки к запланированным. Чувствительность по амплитуде колебаний основания прибора в окрестности 1 Гц, обусловленная шумами емкостного преобразователя малых перемещений пробной массы в электрический сигнал, составила ∼3·10^–10 м.

Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С. «Передача информации через случайно-неоднородную океаническую среду» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 54-64 (2021)

Рассмотрены физико-математические принципы формирования голограммы в океанической среде на фоне интенсивных внутренних волн, вызывающих взаимодействие мод. В основе представленного исследования лежит анализ частотно-временной интерференционной картины (интерферограммы), формируемой широкополосным источником звука и ее двумерное фурье-преобразование (голограмма). В работе получена связь структуры интерферограммы и голограммы с характеристиками невозмущенного и рассеянного полей. Спектральная плотность голограммы концентрируется в двух непересекающихся областях, соответствующих рассеянному и невозмущенному полям. Фильтрация этих областей дает возможность передавать неискаженную информацию через неоднородную океаническую среду. Представлены и проанализированы результаты численного моделирования интерферограмм и голограмм в присутствии интенсивных внутренних волн. Оценена относительная ошибка восстановления интерферограммы невозмущенного поля. Предложен подход адаптации полученных результатов к задаче передачи неискаженной информации на фоне океанических неоднородностей.

Бисикало Д.В., Шематович В.И., Кайгородов П.В., Жилкин А.Г. «Газовые оболочки экзопланет–горячих юпитеров» Успехи физических наук, 191, № 8, с. 785-845 (2021)

Рассматриваются физические характеристики и динамика газовых оболочек горячих юпитеров (ГЮ) – газовых гигантов, масса которых сопоставима с массой Юпитера, а большая полуось орбиты меньше 0,1 а.е. С момента открытия первого ГЮ прошло уже почти четверть века, однако до сих пор многие вопросы об их происхождении и свойствах остаются открытыми. Научный интерес к ГЮ имеет две основные причины. Первая – это отсутствие подобных планет в нашей Солнечной системе, что бросает открытый вызов всем космогоническим теориям. Вторая – характеристики атмосфер экзопланет в настоящее время могут быть получены главным образом для транзитных ГЮ путём исследования их абсорбционных спектров. Планеты этого типа легко наблюдаемы по сравнению с другими, поскольку они имеют большой размер, а их транзиты могут наблюдаться при значительно больших углах наклона орбитальной плоскости. Сравнительно недавно были получены данные о наличии по крайней мере у некоторых ГЮ протяжённых газовых оболочек, простирающихся далеко за пределы их полостей Роша. В статье основное внимание уделено результатам теоретических исследований и численного моделирования динамики оболочек ГЮ. Также обсуждаются вопросы экспериментальной проверки полученных результатов и предсказаний с использованием планируемых российских космических телескопов “Спектр-УФ” (международное название WSO-UV) и “Миллиметрон”.

Ананенко В.М., Голяков А.Д., Калабин П.В. «Аналитическое определение параметров движения центра масс некооперируемого орбитального объекта на основе измерительной информации бортовых средств космического робота на компланарной орбите» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 3, с. 7-15 (2019)

Представлено аналитическое решение задачи определения параметров движения центра масс орбитального объекта по результатам измерений, проводимых с помощью оптической системы космического робота, который находится на орбите, компланарной орбите орбитального объекта. В качестве исходных параметров, которые измеряются бортовой оптической системой космического робота, выбраны угловое положение линии визирования «космический робот – орбитальный объект» и угловая скорость этой линии в подвижной орбитальной системе координат космического робота, которые, наряду с известными параметрами орбиты космического робота, используются для решение задачи определения параметров движения центра масс орбитального объекта. При решении данной задачи введены допущения о центральном гравитационном поле Земли, компланарности орбит космического робота и орбитального объекта, отсутствии влияния атмосферы, притяжения Луны и давления солнечного ветра на движение космического робота и орбитального объекта, отсутствии погрешностей результатов измерений бортовой оптической системы космического робота. Получены аналитические выражения для определения неизвестных параметров движения центра масс орбитального объекта. Представленные результаты могут быть использованы для разработки методов, позволяющих автономно определять параметры орбиты неизвестных орбитальных объектов с использованием бортовых оптических средств космического робота.

Голяков А.Д., Ричняк А.М., Калабин П.В. «Сравнительное оценивание точности методов автономной навигации малых космических аппаратов при групповом полёте» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 29-40 (2019)

Представлены результаты сравнительного оценивания точности методов автономной навигации малых космических аппаратов, выполняющих групповой полёт. Для проведения исследований выбраны «зенитный» метод и метод навигации по орбитальным ориентирам, которые основаны на измерениях углового положения Земли и орбитального ориентира относительно навигационных звёзд. При исследованиях введены допущения о центральном гравитационном поле Земли, нормальном законе распределения погрешностей бортовых навигационных измерений с известными постоянными дисперсиями. Исследования выполнены с использованием теории аналитического оценивания точности методов автономной навигации космических аппаратов, с помощью которой удаётся получить ковариационную матрицу погрешностей искомого вектора навигационных параметров и оценить потенциальные (предельно достижимые) характеристики точности применяемых методов навигации. В качестве показателя точности метода навигации МКА выбран безразмерный коэффициент погрешностей навигации, который связан с элементами главной диагонали ковариационной матрицы, характеризует прецизионные свойства метода, носит интегральный характер, не зависит от объёма и погрешностей результатов навигационных измерений. Критерий целесообразности применения метода определения параметров движения центра масс космического аппарата основан на сравнении коэффициентов погрешностей навигации. Представленные результаты позволяют обоснованно подойти к выбору метода автономной навигации и состава бортового комплекса управления малых космических аппаратов, выполняющих групповой полёт.

Ананенко В.М., Голяков А.Д., Калабин П.В. «Метод предварительного решения задачи навигации космического робота по бортовым астрономическим измерениям с использованием фильтра Баттерворта» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 19, № 2, с. 7-18 (2020)

Представлен метод предварительного решения задачи навигации космического робота по результатам измерений, проводимых с помощью его бортовых оптико-электронных средств. В качестве исходных данных навигационной задачи выступают направляющие косинусы вектора ориентации космического робота в абсолютной геоцентрической экваториальной системе координат с привязкой ко времени в течение одного витка. Получены аналитические выражения для определения неизвестных параметров движения центра масс космического робота в виде кеплеровских элементов орбиты. Показано, что для определения прямого восхождения восходящего узла, наклонения и большой полуоси орбиты космического робота используется информация об ориентации его радиуса-вектора в различные моменты времени, а для определения аргумента перигея, момента прохождения перигея и эксцентриситета орбиты используется угловая орбитальная скорость космического робота, которая определяется по результатам оценивания скорости изменения ориентации его радиуса-вектора во времени. Представленные результаты могут быть использованы при разработке программного обеспечения систем навигации, позволяющих автономно определять параметры орбиты космического робота с помощью бортовых оптико-электронных датчиков при отсутствии априорной информации о параметрах опорной орбиты или сигналов от спутниковых радионавигационных систем.

Калашников И.Ю., Додин А.В., Ильичев И.В., Крауз В.И., Чечеткин В.М. «О причинах коллимированного распространения астрофизических и лабораторных джетов» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 476-486 (2021)

Использование Z-пинчевых установок позволяет проводить хорошо управляемые и диагностируемые лабораторные эксперименты по исследованию лабораторных джетов, имеющих скейлинговые параметры, близкие к параметрам джетов молодых звезд. Это дает возможность наблюдать процессы, недоступные для астрономических наблюдений. Такие эксперименты проводятся на установке ПФ-3 (плазменный фокус, НИЦ “Курчатовский институт”), в которой испущенный плазменный выброс распространяется по пролетной камере сквозь окружающую среду на расстояние одного метра. В работе представлены результаты экспериментов с гелием, в которых наблюдался последовательный выход двух выбросов. Анализ этих результатов позволяет предположить, что после прохождения первого сверхзвукового выброса за ним образуется область с низкой концентрацией, так называемый вакуумный след, благодаря которому последующий выброс практически не испытывает сопротивления окружающей среды и распространяется коллимированно. Представленное в работе численное моделирование распространения двух выбросов подтверждает эту точку зрения. Используя масштабирующие законы и соответствующее численное моделирование астрофизических выбросов, показано, что этот эффект может также иметь значение и для джетов молодых звезд. DOI: 10.31857/S0004629921060049

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.

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.

Каленова В.И., Морозов В.М. «Стабилизация положения относительного равновесия спутника при помощи магнитных и лоренцевых моментов» Космические исследования, 59, № 5, с. 393-407 (2021)

Рассматривается стабилизация относительного равновесия спутника на круговой орбите при наличии электродинамической системы управления ориентацией спутника, использующей одновременно управляющие моменты магнитных и лоренцевых сил. Показано, что линеаризованная система уравнений движения относится к специальному классу линейных нестационарных систем, приводимых к стационарным. На основе приведенной стационарной системы исследована управляемость и построены работоспособные оптимальные алгоритмы стабилизации. Проведено подробное моделирование предложенных алгоритмов для орбит различного наклонения, подтверждающее эффективность разработанной методики.

Калинин Е.В., Филиппов М.В., Махмутов В.С., Максумов О.С., Стожков Ю.И., Квашнин А.А., Измайлов Г.Н., Озолин В.В. «Исследование характеристик детектора терагерцового излучения для научной аппаратуры “Солнце-Терагерц”» Космические исследования, 59, № 1, с. 3-8 (2021)

Приводится краткое описание отдельных элементов, которые могут быть включены в состав научной аппаратуры “Солнце-Терагерц”, предназначенной для проведения впервые внеатмосферного эксперимента на борту международной космической станции. Его целью является измерение терагерцового электромагнитного излучения как от спокойного Солнца, так и во время протекания активных процессов на Солнце (солнечные вспышки, выбросы корональной массы и т.д.), что необходимо для установления физической природы солнечной активности и солнечных вспышек. В качестве приемников терагерцового излучения рассмотрена возможность использования оптоакустических преобразователей (ячеек Голея), чувствительность, стабильность и время отклика которых определены в ходе предварительных лабораторных исследований в наземных условиях.

Базилевская Г.А., Дюсембекова А.С., Калинин М.С., Крайнев М.Б., Махмутов В.С., Свиржевская А.К., Свиржевский Н.С., Стожков Ю.И., Тулеков Е.А. «Сравнение результатов по высыпаниям высокоэнергичных электронов в стратосфере и на спутниках» Космические исследования, 59, № 1, с. 28-34 (2021)

Высыпания высокоэнергичных электронов (ВВЭ) в атмосферу являются одним из механизмов опустошения внешнего радиационного пояса Земли. Высыпающиеся электроны генерируют тормозное излучение, которое проникает в стратосферу и регистрируется детекторами на баллонах. Однако эти наблюдения могут осуществляться только когда баллон находится на высотах больше ∼20 км. Околоземные спутники POES постоянно регистрируют потоки высыпающихся электронов в конусе потерь, но они слишком быстро перемещаются в пространстве. В работе выполнено сопоставление ВВЭ по наблюдениям в стратосфере и на спутниках в течение 2003 г. и получены оценки числа случаев ВВЭ в Апатитах в предположении, что радиозонд непрерывно находился на высоте больше 26 км.

Калинин М.С., Базилевская Г.А., Крайнев М.Б., Свиржевская А.К., Свиржевский Н.С. «Структура гелиосферного магнитного поля и модуляция галактических космических лучей» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1506-1508 (2021)

Рассмотрено влияние трехкомпонентности гелиосферного магнитного поля на модуляцию галактических космических лучей. Радиальная и долготная компоненты модели связаны известным соотношением Паркера, а широтная компонента пропорциональна радиальной и возникает при отклонении зависимости радиальной компоненты от закона обратных квадратов. Модель апробирована в задаче модуляции галактических протонов.

Крайнев М.Б., Калинин М.С., Аслам М., Нгобени М.Д., Потгитер М.С. «О солнечных минимумах 20/21–24/25 и зависимости максимальной интенсивности галактических космических лучей от гелиосферных факторов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1509-1512 (2021)

Рассмотрены фазы минимума цикла солнечной активности по пятнам на Солнце, в гелиосфере и в интенсивности галактических космических лучей (ГКЛ). Определены моменты максимальной интенсивности ГКЛ в минимумах последних пяти циклах (включая текущий), соответствующие основные гелиосферные факторы и связи между ними. Рассчитана и проанализирована зависимость спектра протонов ГКЛ около Земли от гелиосферных факторов на их линейном тренде в минимумах 21/22, 22/23, 23/24 (1987, 1997, 2009 гг.) с акцентом на поведении энергии кроссовера для последовательных минимумов.

Калинин Ю.К., Репин А.Ю., Хотенко Е.Н. «Прикладная геофизика ионосферы и фактическое применение технологии искусственного интеллекта» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 21-29 (2021)

Рассматривается смысловая связь между различными разделами прикладной ионосферной геофизики и технологиями, соотносимыми к так называемому искусственному интеллекту. В ионосферной геофизике предлагается рассматривать две ветви – фундаментальную и прикладную с выделением в последней технической ионосферной геофизики. Среди технологий искусственного интеллекта рассматриваются варианты, в которых возможны создание программ для ЭВМ с выходом на потребителя – либо оператора, либо автономно действующего устройства

Калинина В.И., Смирнов И.П., Хилько А.И., Малеханов А.И. «Сравнительный анализ помехоустойчивости алгоритмов реконструкции геоакустических параметров морского дна методом когерентного зондирования» Акустический журнал, 67, № 4, с. 395-412 (2021)

На основе разработанной ранее численной модели проводится сравнительный анализ эффективности алгоритмов реконструкции геоакустических параметров слоистой структуры морского дна при использовании зондирующих сигналов в виде синхронизированной последовательности взаимно-когерентных сложных сигналов. Алгоритмы отличаются способом построения многопараметрической целевой функции, нахождение экстремума которой обеспечивает оценку искомых параметров. В качестве таких функций используются среднеквадратичная норма невязки, функционалы обобщенных методов MUSIC и нейроноподобной свертки. Методом стохастического моделирования исследуется устойчивость полученных оценок (в терминах среднего смещения и дисперсии отклонений от истинного значения) в зависимости от величины отношения сигнал/шум на входе приемников. Показано, что рассмотренные алгоритмы обнаруживают существенно различную помехоустойчивость, которая, в свою очередь, оказывается зависящей от того, какой именно параметр подлежит оценке. Ключевые слова: слоисто-неоднородное морское дно, геоакустические параметры, сейсмоакустическое зондирование, когерентные сигналы, оценка параметров, целевая функция, алгоритмы оценивания, стохастическое моделирование. DOI: 10.31857/S0320791921040031

Исакова П.Б., Павлюченков Я.Н., Калиничева Е.С., Шематович В.И. «Сравнительный анализ задачи об истечении атмосфер экзопланет» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 443-452 (2021)

Задача о моделировании истечений атмосфер планет важна для понимания эволюции экзопланетных систем и интерпретации их наблюдений. Современные теоретические модели атмосфер экзопланет становятся все более детальными и многокомпонентными, что затрудняет вхождение в эту область новых исследователей. В статье впервые представлены результаты тестирования газодинамического метода, входящего в состав разработанной ранее авторами аэрономической модели. Проведенные тесты свидетельствуют о корректности метода, что подтверждает возможность его использования. Для моделирования планетного ветра предложена новая гидродинамическая модель с феноменологической функцией нагрева УФ-излучением звезды. Общая картина течения в представленной модели хорошо согласуется с результатами, полученными в более детальных аэрономических моделях. Предложенная модель может быть использована для методических целей и для тестирования газодинамических модулей самосогласованных химико-динамических моделей планетного ветра. DOI: 10.31857/S0004629921060037

Манукин А.Б., Казанцева О.С., Калинников И.И., Матюнин В.П., Саякина Н.Ф., Тоньшев А.К., Черногорова Н.А. «Сейсмометр для наблюдений на Марсе» Космические исследования, 59, № 5, с. 418-427 (2021)

Приведены результаты разработки и создания трехкомпонентного сейсмометра для измерений на Марсе. В низкочастотной и квазистатической области спектра прибор также выполняет функции наклономера и гравиметра. Приведено описание чувствительного элемента – одноосного датчика. В прибор входят три таких датчика, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны. Пробная масса в каждом датчике удерживается с помощью механической и магнитной жесткости, а собственная частота осциллятора – около 5 Гц. Рассмотрены вопросы предельной чувствительности, определяемой собственными равновесными тепловыми флуктуациями. Приведены способы решения технических проблем – доставки блока чувствительных элементов под защитным кожухом на поверхность Марса, установки прибора по гравитационной вертикали и результаты эталонирования методом наклонов, показавшие, что характеристики прибора близки к запланированным. Чувствительность по амплитуде колебаний основания прибора в окрестности 1 Гц, обусловленная шумами емкостного преобразователя малых перемещений пробной массы в электрический сигнал, составила ∼3·10^–10 м.

Шляхин Д.А., Кальмова М.А. «Нестационарная задача термоэлектроупругости для длинного пьезокерамического цилиндра» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 167-180 (2021)

Построено новое замкнутое решение связанной нестационарной задачи термоэлектроупругости для длинного пьезокерамического радиально поляризованного цилиндра. Рассматривается случай действия на его внутренней цилиндрической поверхности нестационарной нагрузки в виде функции изменения температуры при заданном законе конвекционного теплообмена на внешней лицевой стенке (граничные условия теплопроводности 1-го и 3-го родов). Электродированные поверхности цилиндра подключены к измерительному прибору с большим входным сопротивлением (электрический холостой ход). Исследуется задача, в которой скорость изменения температурной нагрузки не оказывает влияние на инерционные характеристики упругой системы, что позволяет включить в исходные линейные расчетные соотношения уравнения равновесия, электростатики и теплопроводности относительно радиальной компоненты вектора перемещений, электрического потенциала, а также функции изменения температурного поля. В расчетах используется гиперболическая LS-теория теплопроводности. Решение задачи осуществляется с помощью обобщенного метода биортогонального конечного интегрального преобразования, основанного на многокомпонентном соотношении собственных вектор-функций двух однородных краевых задач. Структурный алгоритм данного подхода позволяет выделить сопряженный оператор, без которого невозможно осуществить решение несамосопряженных линейных задач математической физики. Построенные расчетные соотношения дают возможность определить напряженно-деформированное состояние, термоэлектрические поля, индуцируемые в пьезокерамическом элементе при произвольном температурном внешнем воздействии. Подключение электроупругой системы к измерительному прибору позволяет измерить электрическое напряжение. Анализ численных результатов позволяет, во-первых, установить скорость изменения температурной нагрузки, при которой необходимо использовать гиперболическую теорию теплопроводности и, во-вторых, определить физические характеристики пьезокерамического материала для случая, когда скорость изменения объема тела приводит к перераспределению температурного поля. Разработанный алгоритм расчета может быть использован при проектировании нерезонансных пьезоэлектрических датчиков температуры.

Анфиногентов С.А., Кальтман Т.И., Ступишин А.Г., Накаряков В.М., Лукичева М.А. «Диагностика плазменных струй в короне Солнца» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 3-11 (2021)

Рассматривается диагностика плазменных струй в короне Солнца по данным современных космических и наземных телескопов, наблюдающих Солнце в крайнем ультрафиолетовом (КУФ) и микроволновом диапазонах. Обсуждаются наблюдательные параметры КУФ- и радиоизлучения в событиях, связанных с плазменными струями, в зависимости от механизма образования, условий излучения и эволюции струй. Показаны возможности изучения солнечной короны, предоставляемые исследованием плазменных струй по наблюдениям одновременно в различных диапазонах. Для ряда струй измерены их первичные параметры и приведены предварительные результаты статистической обработки полученных данных. Подробно рассмотрены микроволновые наблюдения нескольких отдельных событий, выполненные с помощью наземных инструментов РАТАН-600, СРГ и радиогелиографа Нобеяма. Показаны диагностические возможности указанных инструментов при исследовании корональных струй. Для анализа трехмерной структуры коронального магнитного поля использованы данные SDO/HMI, по которым выполнена реконструкция поля в нижней короне. Полученная информация сопоставляется с результатами диагностики магнитного поля в основании короны по данным РАТАН-600. Целью разрабатываемых методов является определение физических механизмов, ответственных за генерацию, коллимацию и динамику плазменных струй в атмосфере Солнца

Камалутдинов А.М., Нуриев А.Н. «Гидродинамическое демпфирование колебаний балок вблизи экрана» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 61-75 (2021)

Проводится исследование гидродинамического воздействия на длинные тонкие балки, совершающие изгибные резонансные колебания в жидкости вблизи плоской жесткой поверхности (экрана). Используется модель квазиплоского взаимодействия между жидкостью и балкой, согласно которой гидродинамическое воздействие, оказываемое на каждое сечение балки, можно считать результатом его плоского обтекания. Движение жидкости в плоскостях ортогональных оси балки моделируется с помощью нестационарной системы уравнений Навье–Стокса, решение которой проводится численно на основе метода конечных объемов. Решения строятся в широком диапазоне изменения управляющих параметров колебательного процесса: безразмерной частоты, амплитуды колебаний и расстояния до экрана. Полученные зависимости для гидродинамических сил используются для оценки влияния эффекта экрана на колебания консолей с реальными физическими параметрами.

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.

Канев Н.Г., Миронов М.А. «Резонансное поглощение гравитационных волн» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 82-88 (2021)

Решена задача о поглощении гравитационной волны, распространяющейся по поверхности несжимаемой жидкости, малым по сравнению с длиной волны резонатором. Найдены резонансные, т.е. максимально возможные, сечения поглощения резонаторов разных типов для свободной поверхности жидкости. Показано, что резонансное сечение поглощения зависит только от длины волны. Также рассмотрена задача о поглощении гравитационной волны, распространяющейся в канале. Показано, что совместное использование монопольного и дипольного резонаторов обеспечивает полное поглощение энергии волны в канале, ширина которого не превышает длину волны.

Капорцева К.Б., Шугай Ю.С. «Использование DBM модели для прогноза прихода корональных выбросов массы к Земле» Космические исследования, 59, № 4, с. 315-326 (2021)

Анализируются результаты моделирования распространения корональных выбросов массы (КВМ) за период 2010–2011 гг., полученные с использованием входных данных из разных источников: каталогов КВМ SEEDS и CACTus, и прогнозов скорости квазистационарных потоков солнечного ветра, в качестве среды, по которой распространяются КВМ. В качестве модели квазистационарных потоков солнечного ветра используется модель прогноза скорости солнечного ветра Центра прогноза космической погоды НИИЯФ МГУ, работающая в режиме реального времени. Прогноз КВМ осуществляется с помощью Simple Drag-Based Model. Было проведено сравнение, полученных в ходе моделирования времени прихода МКВМ и их скоростей с данными из открытых каталогов МКВМ: каталога МКВМ Ричардсона и Кейн и GMU CME List. На основе сравнения сделан вывод, что более точный прогноз на фазе роста 24-го цикла солнечной активности получен на данных о параметрах КВМ из базы CACTus. Полученные ошибки прогнозирования параметров МКВМ сравнимы с ошибками других существующих моделей.

Пенских Ю.В., Лунюшкин С.Б., Капустин В.Э. «Геомагнитный метод автоматической диагностики границ авроральных овалов в двух полушариях Земли» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 63-76 (2021)

Разработанный авторами наземный автоматический метод определения границ аврорального овала (АО) _{Лунюшкин, Пенских, 2019} модифицирован и расширен на Южное полушарие. Входные данные метода: крупномасштабные распределения эквивалентной токовой функции и плотности продольных токов, рассчитываемые в полярных ионосферах двух полушарий в приближении однородной проводимости на основе техники инверсии магнитограмм (ТИМ) и базы геомагнитных данных мировой сети станций проекта SuperMAG. Программа, реализующая метод, обрабатывает большие объемы временных рядов входных данных и выдает координаты основных границ АО обоих полушарий: границы обращения ионосферной конвекции, полярные и экваториальные границы АО, линии максимумов плотности продольных токов и авроральных электроструй. Автоматический метод сокращает время обработки заданного объема данных на 2–3 порядка (до минут и часов) по сравнению с ручным методом, требующим недель и месяцев работы оператора, при этом оба метода сопоставимы по точности. Геомагнитный автоматический метод апробирован для диагностики границ АО в ходе изолированной суббури 27.08.2001, для которой подтверждена ожидаемая синхронная динамика полярных шапок в двух полушариях. Показано, что найденные границы АО качественно соответствуют одновременным снимкам овала полярных сияний со спутника IMAGE, а также результатам моделей OVATION и APM; граница обращения ионосферной конвекции, определенная геомагнитным методом в двух полушариях, согласуется с картами электрического потенциала ионосферы по модели SuperDARN-RG96.

Аристова Е.Н., Караваева Н.И. «Бикомпактные схемы для численного решения модельной задачи нестационарного переноса нейтронов HOLO алгоритмами» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 3-26 (2021)

Предложены бикомпактные схемы для HOLO алгоритмов решения нестационарного линейного уравнения переноса. Схемы апробированы на модельной задаче переноса нейтронов (нестационарного обобщения задачи Рида). HOLO алгоритмы строятся на основе совместного решения кинетического уравнения высокого порядка – HO (high order) (в данной работе это уравнение переноса) и кинетических уравнений низкого порядка – LO (low order) (системы уравнений квазидиффузии). Для построения схем для HO и LO части производится дискретизация уравнений по пространству с четвертым порядком аппроксимации на двухточечном шаблоне. Высокий порядок аппроксимации достигается за счет расширения списка неизвестных и включения в него не только узловых значений, но и интегральных средних по ячейке. Полученные полудискретные схемы интегрируются по времени методом Рунге-Кутты третьего порядка аппроксимации, но могут быть проинтегрированы методом любого другого, в том числе более высокого порядка аппроксимации. Проведена монотонизация полученной разностной схемы для HOLO алгоритма. Порядок сходимости в тестах для задачи Рида падает до первого, так как решение не является гладким.

Карапетян А.В., Чаплыгина М.П. «Бифуркационный анализ системы трех связанных тел в однородном гравитационном поле» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 6, с. 40-47 (2020)

Обсуждается задача о движении трех связанных твердых тел в однородном поле сил тяжести (обобщение задачи о движении гироскопа в кардановом подвесе). Найдены все стационарные движения системы, условия их устойчивости и ветвления. Результаты представлены в виде бифуркационных диаграмм.

Ищук И.Н., Громов Ю.Ю., Карасев П.И. «Развитие интеллектуальных методов распознавания объектов на земной поверхности на основе тепловых томограмм и нейросетевых технологий» Авиакосмическое приборостроение, 25, № 7, с. 23-35 (2021)

Представлена описательная часть существующих нейронных сетей широкого применения для решения различных задач по обнаружению и распознаванию объектов на основе обработки полученных изображений. Также представлены результаты обработки изображений алгоритмами нейронных сетей в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн с оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата, полученные в результате суточного натурного эксперимента. Ключевые слова: кластеризация, методы распознавания, сегментация, нечеткость, изображения. DOI: 10.25791/aviakosmos.7.2021.1230

Каратунов М.О., Баранов А.А., Голиков А.Р. «Оценка вероятности столкновения околоземных космических объектов с учетом формы и ориентации» Космические исследования, 59, № 5, с. 385-392 (2021)

Предлагается метод оценки вероятности столкновения двух наблюдаемых космических объектов в околоземном космическом пространстве. Решение основано на методе статистического моделирования, что позволило учесть форму и ориентацию сближающихся объектов. Разработанный метод предусматривает автоматическую остановку вычислений при достижении требуемой точности и достоверности решения. Приводится анализ существующих подходов к оценке вероятности столкновения. Произведен расчет для реального сближения аппаратов CHINASAT-20 и SHIJIAN-17.

Карлович Т.Б., Сухоцкий А.Б., Данильчик Е.С. «Конвективная неустойчивость воздушных потоков в вытяжной шахте над четырехрядным оребренным пучком» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-мат. навук), 57, № 2, с. 242-254 (2021)

Рассмотрены разнонаправленные квазипериодические воздушные течения в вытяжной шахте над четырехрядным горизонтальным пучком, состоящим из биметаллических ребристых труб, которые служат для отвода теплоты в теплообменных аппаратах. Проведено моделирование движения воздуха на основе уравнений для термогравитационной конвекции, включающей тепловую и гидродинамическую задачи для свободно-конвективного течения вязкой жидкости в приближении Буссинеска. Предложена интерпретация квазипериодических воздушных течений в шахте на основе конвекции Рэлея–Бенара, в результате которой в жидкости или газе формируются правильные структуры, называемые ячейками Рэлея–Бенара. Ячейки Рэлея–Бенара появляются при переходе из устойчивого состояния системы в неустойчивое в результате действия возмущений скорости и температуры. Рассмотрены возможные двумерные (конвективные валы) и трехмерные (прямоугольные ячейки) структуры, формирующиеся в шахте для различных подведенных электрических мощностей к пучку оребренных труб. Для оценки числа возникающих структур рассчитаны критические числа Рэлея, характеризующие критические градиенты температур и критические движения в системе. Для двух экспериментов проведено сравнение экспериментальных чисел Рэлея с их критическими значениями. Также обсуждаются отличия условий проведения эксперимента от используемых в расчетах идеальных граничных условий и частичном разрушении квазипериодических структур вследствие этого.

Карпов А.В., Новиков В.В. «К задаче об устойчивости тонких упругих оболочек» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 166-168 (2021)

Карпов И.А., Гребенников А.С., Ким А.А. «Применение параметрического моделирования случайных процессов для определения потерь в линейных колебательных системах» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 889-894 (2021)

Предложен новый метод определения потерь в акустических средах, основанный на параметрическом моделировании измеренных случайных вибрационных или акустических колебаний. Метод апробирован в лабораторном эксперименте, показана его работоспособность и перспективность.

Переслегин С.В., Левченко Д.Г., Карпов И.О. «Вибрационная волна на поверхности воды: параметрическое возбуждение и радиолокационное наблюдение» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 39-53 (2021)

Задача о возбуждении волн на поверхности воды от неподвижного осциллирующего подводного источника рассматривается в связи с проблемой дистанционного обнаружения таких источников. Показано, что затухание импульса низкочастотного источника с глубиной может в значительной степени компенсироваться усилением параметрически возбуждаемой поверхностной волны гравитационно-капиллярного (ГК) диапазона, причём ширина области возбуждения возрастает при увеличении амплитуды вибрационной мембраны. Согласно имеющейся модели, учёт вязкости приводит к оценке порога возбуждения порядка ξ₀∼10^–2 см по амплитуде поверхностной (возбуждающей) волны, и этот порог максимален в центре ГК области, при длине возбуждаемой ГК волны λ₀=1.74 см. Сама же область возбуждения перемещается по спектру в соответствии с частотой вибратора, и наиболее эффективен случай удвоенной частоты вибратора по отношению к частоте возбуждаемой волны F₀=13.5 Гц. Полученные модельные результаты важны для задач, связанных с радиолокацией морской поверхности. Для их проверки создана лабораторная экспериментальная установка и проведены измерения рассеяния электромагнитных волн сантиметрового диапазона от области кольцевых бегущих волн, возбуждаемых вокруг пятна над вибрирующей мембраной, где возникают стоячие волны («рябь Фарадея»). Осциллограммы и спектры на выходе фазового детектора радара, работающего в режиме диффузно-резонансного (брэгговского) рассеяния, были получены и сравнивались для двух типов вибраторов – приповерхностного и донного, и эти исследования будут продолжены. Продемонстрированы перспективы использования изучаемого эффекта для обнаружения источников низкочастотных волн сейсмического происхождения и их радиолокационного мониторинга.

Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «Скалярно-векторная структура и кинематические характеристики звукового поля в инфразвуковом диапазоне частот» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 3, с. 71-85 (2021)

Приведена классификация известных решений граничной задачи Пекериса, полученных в различных модельных постановках, и дана их сравнительная оценка. Для верификации различных модельных решений выполнено экспериментальное исследование энергетической и пространственной структуры звукового поля в условиях мелкого моря в инфразвуковом диапазоне частот 2–20 Гц, заведомо меньших первой критической частоты модельного волновода Пекериса. Анализируются результаты экспериментальных исследований звуковых полей с использованием комбинированных приёмников, образующих вертикально ориентированную 3-элементную антенну. По результатам анализа вертикальной структуры звукового поля был сделан вывод о том, что звуковое поле на предельно низких частотах инфразвукового диапазона сформировано неоднородными волнами Рэлея–Шолте, регулярной и обобщённой. С увеличением частоты уменьшается глубина проникновения звуковой волны в донное полупространство и возрастает роль неоднородных волн волновода Пекериса, возбуждаемых комплексным угловым спектром источника. Такие волны появляются как гибридные, но только при обобщённом описании звукового поля в несамосопряжённой модельной постановке. Анализируются кинематические характеристики звукового поля при уточнённом определении групповой скорости как скорости переноса энергии. Обсуждаются механизмы существенного замедления скорости переноса энергии в волноводе на низких частотах.

Касаткин Б.А., Касаткин С.Б. «Скалярно-векторная структура и кинематические характеристики звукового поля в инфразвуковом диапазоне частот» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 3, с. 71-85 (2021)

Приведена классификация известных решений граничной задачи Пекериса, полученных в различных модельных постановках, и дана их сравнительная оценка. Для верификации различных модельных решений выполнено экспериментальное исследование энергетической и пространственной структуры звукового поля в условиях мелкого моря в инфразвуковом диапазоне частот 2–20 Гц, заведомо меньших первой критической частоты модельного волновода Пекериса. Анализируются результаты экспериментальных исследований звуковых полей с использованием комбинированных приёмников, образующих вертикально ориентированную 3-элементную антенну. По результатам анализа вертикальной структуры звукового поля был сделан вывод о том, что звуковое поле на предельно низких частотах инфразвукового диапазона сформировано неоднородными волнами Рэлея–Шолте, регулярной и обобщённой. С увеличением частоты уменьшается глубина проникновения звуковой волны в донное полупространство и возрастает роль неоднородных волн волновода Пекериса, возбуждаемых комплексным угловым спектром источника. Такие волны появляются как гибридные, но только при обобщённом описании звукового поля в несамосопряжённой модельной постановке. Анализируются кинематические характеристики звукового поля при уточнённом определении групповой скорости как скорости переноса энергии. Обсуждаются механизмы существенного замедления скорости переноса энергии в волноводе на низких частотах.

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.

Качмар В.В., Мошкина К.Г., Борзосеков В.Д., Скворцова Н.Н., Сорокин А.А. «Подготовка поверхности металлов прямым пьезоэлектрическим разрядом для микроволновых имитационных испытаний с лунной пылью» Прикладная физика и математика, № 6, с. 11-19 (2021)

Рассмотрен процесс предварительной подготовки образцов нержавеющей стали и алюминия для имитационных экспериментов с реголитом. Половина образцов каждого металла была обработана низкотемпературной плазмой. Проведен сравнительный анализ микрофотографий поверхности обработанных и необработанных образцов металлических пластин и ее элементного состава. Ключевые слова: лунный реголит, гиротрон, низкотемпературная плазма, нержавеющая сталь, алюминий. DOI: 10.25791/pfim.03.2021.1198

Горбачев И.А., Смирнов А.В., Шамсутдинова Е.С., Кашин В.В., Юдин С.Г., Анисимкин В.И., Колесов В.В., Кузнецова И.Е. «Исследование структурных и пьезоэлектрических свойств пленок пвдф, полученных методом Ленгмюра–Блоджетт» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 777-782 (2021)

Представлены результаты исследования акустических свойств пленок поливинилиденфторида (ПВДФ) различной толщины, полученных с помощью технологии Ленгмюра–Блоджетт. Методом атомно-силовой микроскопии было изучено влияние количества мономолекулярных слоев (10, 20 и 40 слоев) и термической обработки на морфологию полученных пленок. Для пленок толщиной 40 слоев продемонстрировано наличие пьезосвойств. Показано, что при получении ленгмюровских пьезоактивных пленок ПВДФ можно не проводить их дополнительную поляризацию.

Калинин Е.В., Филиппов М.В., Махмутов В.С., Максумов О.С., Стожков Ю.И., Квашнин А.А., Измайлов Г.Н., Озолин В.В. «Исследование характеристик детектора терагерцового излучения для научной аппаратуры “Солнце-Терагерц”» Космические исследования, 59, № 1, с. 3-8 (2021)

Приводится краткое описание отдельных элементов, которые могут быть включены в состав научной аппаратуры “Солнце-Терагерц”, предназначенной для проведения впервые внеатмосферного эксперимента на борту международной космической станции. Его целью является измерение терагерцового электромагнитного излучения как от спокойного Солнца, так и во время протекания активных процессов на Солнце (солнечные вспышки, выбросы корональной массы и т.д.), что необходимо для установления физической природы солнечной активности и солнечных вспышек. В качестве приемников терагерцового излучения рассмотрена возможность использования оптоакустических преобразователей (ячеек Голея), чувствительность, стабильность и время отклика которых определены в ходе предварительных лабораторных исследований в наземных условиях.

Спиридонов А.А., Кезик А.Г., Саечников В.А., Черный В.Е., Ушаков Д.В. «Определение орбиты неизвестного сверхмалого космического аппарата на основе модели кругового возмущенного движения и измерений доплеровского сдвига частоты» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 97-103 (2020)

В работе исследовано определение орбиты неизвестного сверхмалого космического аппарата на основе доплеровских измерений частоты телеметрического сигнала на нескольких орбитах с ограниченным числом данных на одном пролете. Прием и обработка радиосигналов телеметрии осуществлялась наземной станцией Белорусского государственного университета в диапазоне радиолюбительских частот 435–445 МГц с интервалом 6 мин по два – три пакета за один пролет с промежутками времени между приемами телеметрии на соседних витках в диапазоне от 94 до 102 мин. В модели возмущенного кругового движения проведена обработка радиосигналов малого спутника и определены параметры его орбиты. На основе вероятностной оценки угла места и доплеровского сдвига частоты неизвестного сверхмалого космического аппарата по 10 и 20 измерениям определен набор орбитальных параметров (T, i, u, ω) для расчетного времени приема сигналов телеметрии. Для антенных систем спрогнозирована динамика изменения угла места, азимута и доплеровского сдвига частоты радиосигналов телеметрии для следующих пролетов сверхмалого космического аппарата. На основе полученных параметров университетская наземная станция успешно приняла и декодировала пакеты телеметрии неизвестного сверхмалого космического аппарата. С помощью базы данных орбитальных параметров NORAD идентифицирован китайский наноспутник формата Cubesat (6U) LUOJIA-1 01 (номер 43485 в системе NORAD). Абсолютные погрешности прогноза высоты и азимута не превышали 3o, а абсолютная погрешность определения доплеровского сдвига частоты не превышала 250 Гц, что достаточно для успешного приема телеметрических радиосигналов и их декодирования.

Есипов И.Б., Кенигсбергер Г.В., Попов О.Е., Поддубняк В.Я., Михеев В.И. «Пространственное деление акустического сигнала в береговом клине» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 901-906 (2021)

Представлены результаты экспериментального исследования горизонтальной рефракции при распространении акустических сигналов в береговом клине. Обнаружено, что в присутствии поверхностного волнения акустический сигнал модулируется по интенсивности и по времени прихода, а при отражении сигналов от дна и морской поверхности возникают дополнительные направления, по которым приходит сигнал от удаленного излучателя. Показано, что при определенных условиях возникает пространственное деление сигнала одного и того же типа прихода.

Крючков А.Н., Ермилов М.А., Берестовицкий Э.Г., Кизилов П. «Экспериментальное и численное моделирование гидродинамического шума проточных частей гидроагрегатов» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 1, № 1, с. 12-16 (2014)

Исследованы акустические параметры излучения гидродинамического шума перфорированными втулками-рассекателями выходного потока клапана. Экспериментально и численно исследовано влияние формы проточной части отверстий перфорации на интенсивность шума потока жидкости. Изучены акустические характеристики различных форм каналов: диффузора, конфузора и цилиндра. Показано, что рациональной с точки зрения ГДШ формой отверстия является цилиндр.

Карпов И.А., Гребенников А.С., Ким А.А. «Применение параметрического моделирования случайных процессов для определения потерь в линейных колебательных системах» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 889-894 (2021)

Предложен новый метод определения потерь в акустических средах, основанный на параметрическом моделировании измеренных случайных вибрационных или акустических колебаний. Метод апробирован в лабораторном эксперименте, показана его работоспособность и перспективность.

Курашкин К.В., Мишакин В.В., Кириков С.В., Гончар А.В., Клюшников В.А. «Изменение текстурно-зависимого акустического двулучепреломления в α-Fe и γ-Fe поликристаллах, вызванное пластической деформацией» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 24, № 3, с. 76-81 (2021)

Исследовалась эволюция кристаллографической текстуры и связанного с ней изменения акустического двулучепреломления в процессе пластической деформации при одноосном растяжении металлического сплава. Результаты компьютерного моделирования для ортотропных α-Fe и γ-Fe поликристаллов сравниваются с экспериментальными данными для различных сталей. Установлено, что приращение акустического двулучепреломления сдвиговых упругих волн, вызванное изменением упругих свойств вследствие пластической деформации, является положительным для поликристалла α-Fe с ОЦК-решеткой и отрицательным для поликристалла γ-Fe с ГЦК-решеткой. Делается вывод, что этот эффект связан с различием между ОЦК- и ГЦК-решетками, имеющими разные плоскости скольжения и направления скольжения. Установлено, что рассеяние исходной ортотропной текстуры и критическое напряжение сдвига также влияют на изменение эффективных упругих свойств и, соответственно, на количественный прирост акустического двулучепреломления. Указанные факторы следует учитывать при оценке повреждения металлического сплава методом акустического двулучепреломления. Ключевые слова: пластическая деформация, поликристалл, акустическое двулучепреломление, кристаллографическая текстура, компьютерное моделирование

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.

Иванова А.С., Кириллов А.Н. «Численное моделирование периодического процесса, сохраняющего видовую структуру биосообщества» Математическое моделирование, 33, № 6, с. 59-72 (2021)

Рассматривается модель, описывающая взаимодействие хищников и жертв на некотором участке. Причем популяция жертв не покидает участок, а популяция хищников мигрирует с участка при недостаточном количестве пищевого ресурса. Присутствие или отсутствие популяции хищников на участке определяется значением функции, имеющей смысл пищевой привлекательности участка для популяции хищников. Исследуемая модель представляет собой систему трех дифференциальных уравнений, два из которых описывают динамику численностей хищников и жертв, одно – динамику пищевой привлекательности участка. Решается задача сохранения видовой структуры биосообщества участка за счет изъятия особей. Под видовой структурой биосообщества понимается совокупность видов и типов взаимодействий между ними. Представлена модель периодического процесса внешнего воздействия, сохраняющего видовую структуру биосообщества. Разработан численный метод и создана программа, реализующие построенную модель. Приведены результаты тестирования программы.

Губенко В.Н., Андреев В.Е., Кириллович И.А., Губенко Т.В., Павельев А.А. «Вариации параметров радиоволн в высокоширотной ионосфере земли на трассах спутник-спутник во время геомагнитной бури 22–23.VI.2015» Космические исследования, 59, № 3, с. 191-195 (2021)

Проанализированы результаты около 100 радиозатменных сеансов зондирования высокоширотной (>65°N) нижней ионосферы северного полушария Земли, которые были проведены 22–23.VI.2015 на несущей GPS-частоте 1545.42 МГц (диапазон  @L1) в эксперименте FORMOSAT-3/COSMIC. Корональные выбросы плазмы, дошедшие до Земли в этот период, спровоцировали магнитную бурю класса G4 (сильный геомагнитный шторм, планетарный Kp-индекс равен 8), которая в свою очередь вызвала значительные ионосферные флуктуации радиоволн на трассах зондирования: навигационные (GPS) спутники – низкоорбитальные (FORMOSAT-3/COSMIC спутники

Буслаева А.И., Кирсанова М.С., Пунанова А.Ф. «Этинил вокруг областей HII S255 и S257» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 487-496 (2021)

Представлены результаты наблюдений линий излучения этинила (C₂H) в направлениях на области HII S255 и S257 и молекулярное облако между ними. Получены радиальные профили яркости линий, лучевой концентрации и обилия молекул C₂H. Показано, что в направлениях на области HII радиальный профиль обилия этинила имеет практически плоскую форму, но падает в направлении молекулярного облака, примерно в пять раз. Вместе с тем обнаружено, что обилие этинила максимально в направлении на точечные источники в молекулярном облаке – звезды с эмиссионными линиями или рентгеновским излучением. Профили линий согласуются с предположением о наличии у обеих областей HII передней и задней нейтральных стенок, которые движутся друг относительно друга. DOI: 10.31857/S000462992106002

Кислицын А.А., Орлов Ю.Н. «Модель эволюции распределений степеней вершин графов социальных сетей» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 3-21 (2021)

Исследуются распределения степеней вершин сетевого графа, образованного дружескими связями социальной сети «ВКонтакте». Вершины социальных графов многомерны, поскольку пользователь описывается многими параметрами, основными из которых, указываемыми при регистрации, являются пол, возраст, регион проживания. Цель исследования состоит в разработке модели, позволяющей приближенно описать структуру связей графа на основе анализа эмпирических частот связей между вершинами. Выяснилось, что распределение вершин социального графа по степеням сильно зависит от того, какому параметру отвечает вершина. Так, распределение региональных связей без учета пола и возраста близко к равномерному, а распределение возрастных связей без учета пола и региона имеет треугольный вид. В результате «городской» граф имеет большое полносвязное ядро и разреженную периферию, а «возрастной» граф – полносвязные сообщества из 5–7 вершин, слабо связанных одно с другим. В работе построены модельные распределения степеней многомерных вершин сетевого графа и изучена зависимость плотности графа от ранга параметров вершин. Рассмотрены также различные способы кластеризации вершин с целью получения полносвязного графа и представлена модель эволюции матриц смежности.

Быков А.С., Китанов М.Ю., Майзель А.Б., Никишов С.Ю. «Планирование работ по внедрению методов активного подавления шума и вибрации в судостроении» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 4, с. 17-22 (2018)

Изложены основные положения теории построения систем активного гашения шума и вибрации при использовании адаптивного алгоритма подавления. Приведен обзор некоторых успешных зарубежных образцов подобных систем, используемых в различных областях промышленности. Сформулированы основные требования к перспективным системам активного подавления, создание которых будет востребовано в судостроении.

Кичигин Г.Н. «Об ускорении частиц в постоянном магнитном поле и перпендикулярном ему электрическом поле, нарастающем во времени» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 24-29 (2021)

Рассматривается задача ускорения частиц в постоянном однородном магнитном поле В и перпендикулярном ему однородном медленно растущем электрическом поле E. В предположении линейного нарастания электрического поля до максимальной величины Em=В найдены приближенные аналитические соотношения, определяющие зависимость скорости частицы от времени ускорения. Показано, что частицы за все время нарастания электрического поля ускоряются до некоторой конечной энергии, величина которой определяется темпом нарастания электрического поля. Установлено, что чем он меньше, тем больше предельная энергия. В случае Em/В

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

Курбатова Г.И., Клемешев В.А. «Математический аппарат обнаружения места утечки в газопроводах» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 27-41 (2021)

Предложен метод, позволяющий по данным измерений давления и расхода на выходе из газопровода рассчитать размер и координаты аварийной утечки газа, возникшей в результате разгерметизации газопровода. Метод основан на математической модели неизотермического установившегося течения смеси газов по газопроводу постоянного сечения. Метод является модификацией метода идентификации места утечки газа в скважине. Метод позволяет с высокой точностью рассчитать координаты утечки в широком диапазоне изменений расхода, давления и температуры газа на входе. В расчёте начального приближения использована характерная для широкого круга задач линейная зависимость координаты места утечки газа от давления на выходе. В работе приведены примеры расчёта координаты места утечки в газопроводах предложенным итерационным методом, продемонстрирована его сходимость. Приведен пример влияния погрешности задания давления на выходе на погрешность расчёта координаты места утечки. Предложенный математический аппарат обнаружения места утечки газа обобщается на обнаружение места утечки газа в скважинах и в морских газопроводах сверхвысокого давления.

Клещёв А.А. «Дифракция звука на упругой сфероидальной оболочке» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 97-114 (2020)

Объект и цель научной работы. В обзоре получены решения и выполнены расчеты характеристик отражения и рассеяния звука идеальными и упругими телами различных форм (аналитических и неаналитических), находящихся либо у границы раздела сред, либо в подводном звуковом канале, либо в плоском волноводе с твердым упругим дном. Материалы и методы. При изучении гармонических сигналов используется метод нормальных волн, опирающийся на фазовую скорость распространения сигналов, а для импульсных сигналов, связанных с переносом энергии, применяется метод действительных и мнимых источников и рассеивателей, основанный на групповой скорости распространения. Основные результаты. Выполнен расчет рассеянного звукового поля для идеальных сфероидов (вытянутых и сжатых), находящихся у границы раздела «жидкость–идеальная среда». Вычислен спектр рассеянного импульсного сигнала для тела, помещенного в звуковой канал. Найдены первые отраженные импульсы для идеального сфероида, находящегося в плоском волноводе с анизотропным дном. Заключение. При изучении дифракционных характеристик тел, находящихся у границы раздела сред, оказалось, что основной вклад в рассеянное поле дает не взаимодействие рассеивателей (действительных и мнимых), а интерференция рассеянных полей. Показано, что на больших дистанциях главенствующую роль играют спектральные характеристики самого канала. При использовании импульсных звуковых сигналов в плоском волноводе нужно применять метод действительных и мнимых источников и рассеивателей, опирающийся на групповую скорость распространения звука.

Чернега Н.В., Кудрявцева А.Д., Самойлович М.И., Шевчук А.С., Клещева С.М. «Низкочастотное вынужденное комбинационное рассеяние в наноструктурах» Автометрия, 48, № 3, с. 39-45 (2012)

Обнаружен новый тип вынужденного рассеяния света – вынужденное низкочастотное комбинационное рассеяние (ВНКР), возникающее в результате взаимодействия лазерных импульсов с акустическими колебаниями элементов структуры наноструктурированных материалов. Показано, что ВНКР образуется в средах с различным составом, с разной степенью упорядоченности и с различной морфологией. Измерены частотные сдвиги компонент ВНКР. Предложен ряд практических приложений эффекта, в частности создание с его помощью бигармонической накачки. Ключевые слова: лазер, вынужденные рассеяния, гиперзвук, наноструктуры, бигармоническая накачка

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.

Климов П.А., Сигаева К.Ф., Шаракин С.А. «Метод полетной калибровки орбитального телескопа космических лучей ТУС» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1165-1168 (2021)

Предложен и реализован метод полетной калибровки фотоприемника ТУС, основанный на анализе флуктуаций стационарного сигнала. Метод проверен на лабораторном макете. Получены новые оценки коэффициентов усиления большинства каналов ТУС и проанализированы произошедшие изменения.

Першин С.М., Брысев А.П., Гришин М.Я., Леднёв В.Н., Бункин А.Ф., Клопотов Р.В. «Реконструкция нелинейного профиля давления ультразвукового пучка в воде по сигналам лидара комбинационного рассеяния» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 863-868 (2021)

Выполнена лидарная реконструкция нелинейного профиля давления в фокусе ультразвукового пучка, излученного в воду на частоте 2.0 МГц и имеющего ударный фронт с амплитудой 50 МПа. Это оказалось возможным за счет установленной связи между степенью деформации полосы валентных колебаний О–Н в спектре комбинационного рассеяния света в воде, амплитудой упругого рассеяния и давлением в точке зондирования. Профиль, полученный с помощью лидара, хорошо соответствует профилю, измеренному PVDF-гидрофоном.

Босняков И.С., Клюев Н.А. «Эффективность решения одномерного уравнения Хопфа разрывным методом Галеркина схемами ADER и Рунге–Кутта» Математическое моделирование, 33, № 7, с. 109-120 (2021)

Рассматриваются схемы Галеркина с разрывными функциями, построенные на базисах с полиномами Лежандра степени K=2,3. Схемы записываются для решения одномерного уравнения Хопфа. Нестационарное решение получается применением алгоритмов ADER и Рунге–Кутта. Подтверждается заявленный высокий порядок точности численных подходов. Исследуется вычислительная эффективность метода ADER в сравнении с традиционным подходом. В качестве тестов используются задачи, имеющие аналитическое решение (линейное решение и бегущая полуволна), а также задача с турбулентностью Бюргерса. Результаты данной работы могут быть использованы для ускорения трехмерных алгоритмов на базе схемы Галёркина.

Курашкин К.В., Мишакин В.В., Кириков С.В., Гончар А.В., Клюшников В.А. «Изменение текстурно-зависимого акустического двулучепреломления в α-Fe и γ-Fe поликристаллах, вызванное пластической деформацией» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 24, № 3, с. 76-81 (2021)

Исследовалась эволюция кристаллографической текстуры и связанного с ней изменения акустического двулучепреломления в процессе пластической деформации при одноосном растяжении металлического сплава. Результаты компьютерного моделирования для ортотропных α-Fe и γ-Fe поликристаллов сравниваются с экспериментальными данными для различных сталей. Установлено, что приращение акустического двулучепреломления сдвиговых упругих волн, вызванное изменением упругих свойств вследствие пластической деформации, является положительным для поликристалла α-Fe с ОЦК-решеткой и отрицательным для поликристалла γ-Fe с ГЦК-решеткой. Делается вывод, что этот эффект связан с различием между ОЦК- и ГЦК-решетками, имеющими разные плоскости скольжения и направления скольжения. Установлено, что рассеяние исходной ортотропной текстуры и критическое напряжение сдвига также влияют на изменение эффективных упругих свойств и, соответственно, на количественный прирост акустического двулучепреломления. Указанные факторы следует учитывать при оценке повреждения металлического сплава методом акустического двулучепреломления. Ключевые слова: пластическая деформация, поликристалл, акустическое двулучепреломление, кристаллографическая текстура, компьютерное моделирование

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.

Кнуренко С.П., Петров И.С. «Исследование характеристик космических лучей предельных энергий радиометодом на частоте 30–35 МГц на Якутской установке» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1169-1172 (2021)

Приводятся результаты исследования ливней предельных энергий E≥1018 эВ, с помощью радиоантенн в диапазоне частот 30–35 МГц на Якутской установке. Описываются методы определения основных характеристик космических лучей: энергии широкого атмосферного ливня, глубины максимума X_max, углов прихода по измерениям радиоизлучения. Для ливней с энергией E≥1019 эВ было найдено их расположение на карте неба в галактических координатах с целью поиска источников космических лучей предельных энергий.

Янке В.Г., Белов А.В., Гущина Р.Т., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Трефилова Л.А., Кобелев П.Г. «Экспериментальный спектр вариаций космических лучей на орбите Земли по данным AMS-02» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1351-1354 (2021)

По данным прямых измерений магнитного спектрометра AMS-02 экспериментально найден спектр вариаций космических лучей для диапазона жесткостей наиболее чувствительного к наземным нейтронным мониторам.

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.

Метельский И.И., Ковалев В.Ф., Быченков В.Ю. «Нелинейное поглощение лазерного излучения при релятивистском плазменном резонансе в неоднородной плазме» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 160, № 2, с. 283-301 (2021)

DOI: 10.31857/S0044451021080125

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.

Ковалевский В.Н., Мысин А.В., Дамбаев Ж.Г., Михайлов В.А. «Экологическая безопасность при взрывании накладных зарядов взрывчатых веществ» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 4, с. 40-50 (2020)

Взрывное дробление негабаритных блоков всегда создает экологическую напряженность. Работа посвящена оценке действующих ударных воздушных волн (УВВ) при взрыве накладных зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Проведены расчеты параметров УВВ при взрыве открытых зарядов ВВ с параметрами, близкими к принятым при производстве вторичного дробления на щебеночных карьерах. Выполнена оценка различных факторов на ударную воздушную волну, формируемую при взрыве зарядов дробления негабаритных блоков. Сравнение значений избыточного давления на фронте со значением допустимого уровня воздействия показывает, что применение короткозамедленного взрывания не всегда обеспечивает безопасность проведения взрыва по фактору ударной воздушной волны. Показано, что минимальное значение соответствует направлению вдоль ряда зарядов против направления распространения детонации и достигается при раздельном приходе ударных волн от каждой группы зарядов.

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.

Ковачев С.А., Крылов А.А. «Оценка сейсмической опасности для трассы подводного газопровода в акватории пролива Невельского» Вестник Мурманского государственного технического университета (МГТУ), 24, № 1, с. 14-34 (2021)

Наличие сейсмической угрозы многократно усиливает экологическую опасность, особенно это касается нефтегазовых добывающих и транспортных сооружений в акваториях. Нормативные карты общего сейсмического районирования акваторий внутренних и окраинных морей России в настоящее время отсутствуют, тем более практически нет карт детального сейсмического районирования и сейсмического микрорайонирования для отдельных участков акваторий. С учетом того что началось интенсивное освоение морских месторождений нефти и газа и Северного морского пути, разработка таких карт становится весьма актуальной научно-практической задачей. Оценка сейсмической опасности для трассы подводного перехода трубопровода в акватории пролива Невельского выполнена Институтом океанологии им. П.П. Ширшова РАН в 2008 г. Исходные сейсмические воздействия вычислены с использованием вероятностного анализа сейсмической опасности на основе пяти моделей зон возможных очагов землетрясений и трех типов моделей затухания пиковых и спектральных ускорений. Результаты выполненных расчетов, включая деаггрегацию, показывают, что исходная сейсмичность района трассы перехода газопровода через пролив Невельского для периода повторения Т=1 000 лет ниже, чем указывается на карте ОСР-2016-В, на которой восточное окончание трассы перехода через пролив характеризуется исходной сейсмичностью 9 баллов. Учет грунтовых условий (сейсмическое микрорайонирование) выполнен тремя разными методами: методом сейсмических жесткостей, расчетным методом и методом, учитывающим мощность четвертичных отложений. Настоящие исследования показывают, что сейсмические воздействия меняются вдоль трассы трубопровода от материка до о. Сахалин от 8,4 до 8,9 балла шкалы MSK-64 для периода повторяемости сейсмических сотрясений T=1 000 лет и от 9,3 до 9,7 балла для T=5 000 лет.

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.

Козелов Б.В., Дашкевич Ж.В., Иванов В.Е. «Исследование лучистых структур в полярных сияниях триангуляционными методами: 1. Высотный профиль объемной интенсивности свечения» Космические исследования, 59, № 4, с. 267-274 (2021)

Представлена методика восстановления высотных профилей объемной интенсивности свечения и оценки поперечных размеров лучистых структур в полярных сияниях по данным триангуляционных наблюдений. Особенностью экспериментальных данных является использование камер, регистрирующих излучение в широком сине-зеленом спектральном интервале длин волн (380–580 нм) и небольшое расстояние между камерами (4.12 км). Восстановлены высотные профили объемной интенсивности излучения для примеров полярных сияний с ярко выраженной лучистой структурой.

Дашкевич Ж.В., Иванов В.Е., Козелов Б.В. «Исследование лучистых структур в полярных сияниях триангуляционными методами: 2. Энергетические спектры высыпающихся электронов» Космические исследования, 59, № 5, с. 355-360 (2021)

Обоснована возможность оценки энергетических спектров потоков высыпающихся электронов, формирующих лучистые структуры в полярных сияниях, по данным триангуляционных наблюдений аппаратурой, регистрирующей излучение в широком интервале длин волн (380–580 нм). Представлена методика расчета высотных профилей энерговыделения из высотных профилей объемной интенсивности излучения, регистрируемого приемной аппаратурой. Восстановлены энергетические спектры потоков высыпающихся электронов, ответственных за формирование лучистых структур в полярных сияниях. Показано, что энергетические спектры потока высыпающихся электронов можно аппроксимировать суммой двух электронных потоков, имеющих степенной энергетический спектр и максвелловское распределение по энергиям. Высказано предположение о том, что лучистые структуры в полярных сияниях формируются благодаря сбросу в ионосферу электронов, имеющих степенное распределение по энергиям.

Куличкова Е.А., Козлов В.А., Тюменцев Г.А. «О подходе к определению мероприятий по повышению технико-экономической эффективности проведения акустических испытаний» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 5, № 3, с. 37-40 (2019)

Судовая трубопроводная арматура при проектировании и производстве подвергается разнообразным проверкам, в том числе и таким специфическим видам испытаний как акустические, необходимые для определения уровня шума, создаваемого изделием. При ужесточении требований, предъявляемым к перспективным объектам морской техники, повышаются требования к точности проводимых испытаний судовой трубопроводной арматуры, как источника акустического шума. С учетом того, что основное стендовое оборудование проектировалось и строилось более 30 лет назад, когда влияние внешних факторов (таких как воздействие вибрации, вызванное возросшей транспортной загруженностью и развитие метро) было не столь значительно, необходима комплексная проработка подходов, позволяющая повысить точность испытаний на имеющемся стендовом оборудовании, с учетом возросшего уровня внешних помех.

Козлов В.Е. «Учет скоростной сжимаемости однопараметрическими моделями турбулентности» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 25-33 (2021)

Протестированы однопараметрические модели турбулентности Спаларта и Аллмараса (SA) и Секундова и др. (Nut-92), для следующих двух сжимаемых плоских течений: турбулентный пограничный слой пластины при нулевом градиенте давления и слой смешения. Использовалось приближение пограничного слоя (BL) к системе уравнений Рейнольдса (RANS). Полученные BL-результаты сравниваются с известными RANS-результатами и с результатами прямого численного моделирования (DNS). Предложенная модифицированная модель Nut-92m точнее предсказывает характеристики турбулентного пограничного слоя пластины при нулевом градиенте давления, чем модели Nut-92 и SA.

Козлов В.И. «О вероятной смене статуса текущего неординарного сбоя 11-летней цикличности солнца с локального на глобальный» Космические исследования, 59, № 2, с. 92-101 (2021)

Обнаруженное по галактическим космическим лучам (ГКЛ) аномальное увеличение площади солнечного цикла 23 явилось предвестником сбоя 11-летней цикличности: в соответствии с гипотезой автора об инварианте 22-летнего цикла, вслед за увеличением площади 23 цикла последовало уменьшение площади (энергоемкости) следующего 24 цикла. Уменьшение энергоемкости сопровождается уменьшением (относительной вариации) светимости Солнца, которая в 24-цикле уменьшилась до уровня среднего значения трех предыдущих циклов, т.е. практически вдвое. При сохранении инварианта 22-летнего цикла следует ожидать восстановления 11-летней цикличности в 25-м цикле. При нарушении инварианта 22-летнего цикла, уровень радиационного фона ГКЛ в максимуме предстоящего 25 цикла (с 2024 на 2025 гг.) должен быть не ниже уровня фонового излучения в максимуме 24 цикла (2014 г.). В этом случае, состояние неординарного сбоя 23-24-25 циклов изменится с локального на глобальный.

Козлов В.И. «Загоризонтное обнаружение мощного источника активности на Солнце по эффекту "гало" в космических лучах» Космические исследования, 59, № 5, с. 361-372 (2021)

В окрестности фронта ударной волны галактические космические лучи фокусируются в анизотропные “пучки” частиц. Подобные пучки коррелированных частиц – эффект “гало” в космических лучах, являются, по сути, предвестниками ударной волны. Наиболее ярко эффект “гало” в космических лучах проявляется при выявлении источника активности выходящего или заходящего за край солнечного диска. Задачу загоризонтного обнаружения в реальном времени мощного залимбового источника активности на Солнце мы решаем дистанционным методом диагностики околоземного космического пространства (http://www.forshock.ru/pred.html) посредством созданной роботизированной экспертной системы Cyber-FORSHOCK, на базе существующей мировой сети (высокоширотных) нейтронных мониторов (http://www.nmdb.eu). В данном случае, планета Земля, вместе с работающими на прием космической радиации высокоширотными станциями космических лучей (порядка ∼10), представляет собой единый “прибор”.

Цветкова В.О., Абалакин И.В., Бобков В.Г., Жданова Н.С., Козубская Т.К., Кудрявцева Л.Н. «Моделирование обтекания винта на адаптивной неструктурированной сетке с использованием метода погруженных границ» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 59-82 (2021)

Представлена методика моделирования обтекания вязким сжимаемым газом подвижного тела на односвязной неструктурированной сетке, что возможно при использовании метода погруженных границ, и особенности ее применения для расчета течения около вращающегося винта. Важной частью методики является адаптация подвижной, сохраняющей свою топологию сетки к поверхности обтекаемого тела. Положение и форма тела задаются интерполяционной решеткой, на которой хранится расстояние до поверхности тела, а также нормали к поверхности. Методика применяется для расчета обтекания вращающегося в потоке винта. Задача рассматривается в двумерной постановке. Форма винта имеет участки высокой кривизны, которые требуют специального подхода при адаптации к границам. Приведены результаты расчета задачи обтекания вращающегося винта, а также ряда вспомогательных задач, рассмотренных в целях верификации разработанной методики.

Козубская Т.К. «Тематический выпуск "Вычислительный эксперимент в аэроакустике"» Математическое моделирование, 33, № 7, с. 3-4 (2021)

Настоящий тематический выпуск включает статьи, посвящённые вычислительному эксперименту в аэроакустике и нестационарной аэродинамике. В представленных работах рассматриваются как обеспечивающие вычислительный эксперимент математические модели, численные методы и программные комплексы, так и полученные с его помощью результаты решения широкого круга прикладных задач, связанных с моделированием нестационарных турбулентных течений и генерируемых ими акустических полей. Объединяет статьи тематического выпуска также их ориентация на приложения авиационной промышленности. Следует отметить, что все статьи выпуска прошли тщательное рецензирование согласно принятым в журнале правилам, в качестве экспертов привлекались известные специалисты в области вычислительной газовой динамики и аэроакустики. Все включенные в выпуск статьи подготовлены по материалам докладов, планировавшихся к представлению на Восьмой российской конференции «Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике», которая должна была пройти в сентябре 2020 года и, к сожалению, была отменена в связи с пандемией коронавируса. Конференции «Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике» проходят, начиная с 2006 года, с регулярностью один раз в два года в городе Светлогорске Калининградской области. Инициатором проведения конференций и её организатором является Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. Девятая конференции данной серии состоится в Светлогорске во второй половине сентября 2022 года, а несостоявшаяся вовремя Восьмая конференция будет проходить с 20 по 25 сентября 2021 г. в городе Геленджике в составе Всероссийского аэроакустического форума. Со всей имеющейся информацией о ближайших конференциях можно ознакомиться на постоянно обновляемом сайте http://ceaa.imamod.ru.

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Михалев Е.С., Одина Н.И., Ширгина Н.В. «Исследования упругих свойств полимера PLA статическими и ультразвуковыми методами» Акустический журнал, 67, № 4, с. 387-394 (2021)

Приведены результаты экспериментальных исследований упругих свойств полимера PLA (полилактида), широко применяющегося в технологии 3D печати. Измерены зависимости механического напряжения от величины статической деформации, обнаружена гистерезисная зависимость. Оценены значения модуля Юнга на линейных участках нагрузки и разгрузки образца. Установлено, что периодические нагрузки разгрузки образца приводят к его упрочнению в области упругих деформаций. Получено уравнение, связывающее изменение скорости акустических волн в тонком стержне с величиной его статической деформации, пригодное для описания исследуемого образца PLA. Обнаружена линейная зависимость относительного изменения скорости упругих волн в образце от величины его статической деформации. По результатам измерений определены коэффициенты упругости третьего порядка и рассчитан нелинейный акустический параметр в полимере PLA. Ключевые слова: скорость ультразвуковых волн, полимер PLA, коэффициент упругости третьего порядка, нелинейный упругий параметр. DOI: 10.31857/S0320791921040067

Колбин А.И., Борисов Н.В., Москвитин А.С., Аитов В.Н., Котов С.С. «MLS120126:042313+212951 – новая затменная катаклизмическая переменная в пробеле периодов» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 493-504 (2021)

Синер А.А., Шуваев Н.В., Колегов Р.Н. «Разработка численной методики оценки характеристик акустических резонансных процессов в проточной части газотурбинного двигателя» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 62, с. 12-19 (2020)

Обеспечение безопасности полетов является важнейшей задачей, которая решается в процессе проектирования авиационного двигателя и самолета. Наиболее сложными являются физические процессы, происходящие внутри авиационного двигателя, в особенности в его газогенераторе: камере сгорания, компрессоре высокого давления и турбине высокого давления. Нестационарное течение газа в проточной части авиационного двигателя является очень сложным, оно плохо поддается моделированию, поскольку течение характеризуется широким диапазоном временных и пространственных масштабов. Нестационарное течение в компрессоре высокого давления может вызвать помпаж и поломку компрессора и всего двигателя в целом. Наряду с отрывными течениями, вызывающими помпаж, в проточной части могут происходить резонансные явления, связанные с распространением по проточной части двигателя мощных звуковых волн, которые при наложении прямой и отраженной волн создают очень мощную стоячую волну, воздействующую на конструкцию. При определенной комбинации условий, совпадении собственных частот колебания воздушного объема и твердого тела, такие резонансные процессы в проточной части газотурбинного двигателя могут приводить к серьезным поломкам, таким как поломка рабочих и спрямляющих лопаток, разрушение корпусов и др. Основной трудностью является то, что выявить подобные процессы на этапе проектирования и доводки проблематично, поскольку нет подходящих математических моделей, а для экспериментальной проверки требуется выдержать особые условия работы узла, которые заранее неизвестны. Данная работа посвящена созданию расчетной методики, которая позволит в будущем диагностировать резонансные явления на этапе проектирования и тем самым существенно снизит затраты на проектирование, испытание и изготовление авиационного двигателя. Предлагаемая методика основана на нестационарных уравнениях Навье–Стокса для сжимаемого газа.

Горбачев И.А., Смирнов А.В., Шамсутдинова Е.С., Кашин В.В., Юдин С.Г., Анисимкин В.И., Колесов В.В., Кузнецова И.Е. «Исследование структурных и пьезоэлектрических свойств пленок пвдф, полученных методом Ленгмюра–Блоджетт» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 777-782 (2021)

Представлены результаты исследования акустических свойств пленок поливинилиденфторида (ПВДФ) различной толщины, полученных с помощью технологии Ленгмюра–Блоджетт. Методом атомно-силовой микроскопии было изучено влияние количества мономолекулярных слоев (10, 20 и 40 слоев) и термической обработки на морфологию полученных пленок. Для пленок толщиной 40 слоев продемонстрировано наличие пьезосвойств. Показано, что при получении ленгмюровских пьезоактивных пленок ПВДФ можно не проводить их дополнительную поляризацию.

Носов М.А., Колесов С.В., Большакова А.В., Нурисламова Г.Н. «О влиянии выбора нодальной плоскости на оценку энергии цунами» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 108-113 (2020)

С использованием данных о механизмах очагов землетрясений Бюллетеня Международного Сейсмологического центра (ISC) исследовано влияние выбора нодальной плоскости на оценку потенциальной энергии начального возвышения в очаге цунами. Показано, что для большинства сейсмических событий оценка энергии слабо зависит от выбора нодальной плоскости. Но в отдельных редких случаях оценки энергии могут различаться значительно – до одного порядка. Как правило, такие значительные различия свойственны сильным мелкофокусным землетрясениям, т.е. именно тем сейсмическим событиям, которые способны эффективно возбуждать волны цунами. Установлено, что во всех случаях, когда отношение длины площадки разрыва к глубине очага невелико, выбор нодальной плоскости практически не влияет на оценку энергии.

Александров А.В., Дородницын Л.В., Дубень А.П., Колюхин Д.Р. «Генерация анизотропных турбулентных полей скорости на основе рандомизированного спектрального метода» Математическое моделирование, 33, № 7, с. 35-46 (2021)

Предлагается методика генерации синтетических полей турбулентных пульсаций скорости, основанная на рандомизированном спектральном методе. Генерируемые поля обладают нулевой дивергенцией и заданными свойствами анизотропии и пространственной неоднородности. Расчет канонической задачи о развитом турбулентном течении в канале, использующий сгенерированные турбулентные поля, демонстрирует хорошее совпадение результатов с данными прямого численного моделирования.

Иконникова Н.П., Шенаврин В.И., Комиссарова Г.В., Бурлак М.А., Шапошников И.А., Белинский А.А., Есипов В.Ф., Татарников А.М., Додин А.В., Желтоухов С.Г. «Многоцветная фотометрия и особенности спектра кандидата в post-AGB объекты AU Лисички (IRAS 20160+2734)» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 505-524 (2021)

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

Коннова Е.О., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Использование графических ускорителей при моделировании нелинейных ультразвуковых пучков на основе уравнения Вестервельта» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 811-816 (2021)

Рассмотрена задача ускорения алгоритмов расчета эффектов дифракции, нелинейности и поглощения при моделировании высокоинтенсивных ультразвуковых пучков на основе нелинейного уравнения Вестервельта. Проведено сравнение результатов расчетов, проведенных с использованием графических ускорителей, с результатами вычислений на центральном процессоре, а также анализ скорости выполнения алгоритмов в зависимости от параметров входных данных.

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.

Константинов М.Ю., Селиванов А.Б. «О возможности определения массы астероида по движению искусственного тела вблизи поверхности астероида» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 2, с. 56 (2021)

Герасимов Ю.В., Константинов М.Ю., Селиванов А.Б. «О возможности экстренного разрушения астероида набором ударников» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 2, с. 56-57 (2021)

Данилов А.Д., Константинова А.В. «Детальный анализ поведения критической частоты слоя F2 перед магнитными бурями. 3. Зависимость от интенсивности бури» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 24-29 (2021)

На основании данных станции Juliusruh проведен анализ поведения критической частоты слоя F2, foF2, в течение трех дней, предшествующих магнитной буре. Рассмотрены 272 бури за период с 1976 по 2010 гг. и найдено 2682 события (отклонения foF2 от спокойных условий). Получено, что указанные отклонения демонстрируют хорошо выраженную зависимость от интенсивности предстоящей магнитной бури. Проведен детальный анализ этой зависимости для всех событий вместе и для отдельных типов отклонений: положительных, отрицательных, полученных сравнением с разными данными для спокойных условий, а также имеющих различную амплитуду. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами по станции Slough, опубликованными авторами ранее, и позволяют считать, что найденные отклонения не являются случайными флуктуациями foF2, но связаны с предстоящей магнитной бурей, т.е. являются ее предвестниками.

Данилов А.Д., Константинова А.В. «Детальный анализ поведения критической частоты слоя F2 перед магнитными бурями. 4. Зависимость от солнечной активности» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 3-8 (2021)

На основании данных станции Juliusruh проведен анализ поведения критической частоты слоя F2, foF2, в течение трех дней, предшествующих магнитной буре. Рассмотрены 272 бури за период с 1976 по 2010 гг. и найдено 2682 события (отклонения foF2 от спокойных условий). Получено, что указанные отклонения демонстрируют хорошо выраженную зависимость от солнечной активности. Проведен детальный анализ этой зависимости для всех событий вместе и для отдельных типов отклонений: положительных, отрицательных, полученных сравнением с разными данными для спокойных условий, а также имеющих различную амплитуду. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами по станции Slough, опубликованными авторами ранее, и позволяют считать, что найденные отклонения не являются случайными флуктуациями foF2, но связаны с предстоящей магнитной бурей, т.е. являются ее предвестниками.

Данилов А.Д., Константинова А.В. «Детальный анализ поведения критической частоты слоя F2 перед магнитными бурями. 5. Зависимость от местного времени начала бури» Гелиогеофизические исследования, № 30, с. 14-20 (2021)

На основании данных станции Juliusruh проведен анализ поведения критической частоты слоя F2, foF2, в течение трех дней, предшествующих магнитной буре. Рассмотрены 272 бури за период с 1976 по 2010 гг. и найдено 2682 события (отклонения foF2 от спокойных условий). Получено, что указанные отклонения демонстрируют наличие интервалов LT SO, в которых вероятность появления максимальна. Проведен детальный анализ этих интервалов для всех событий вместе и для отдельных типов отклонений: положительных, отрицательных, полученных сравнением с разными данными для спокойных условий, а также имеющих различную амплитуду. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами по станции Slough как опубликованными авторами ранее, так и полученными в ходе дальнейшего анализа, и позволяют считать, что найденные отклонения не являются случайными флуктуациями foF2, но связаны с предстоящей магнитной бурей, т.е. являются ее предвестниками.

Копытенко Ю.А., Петрова А.А., Гурьев И.С., Лабецкий П.В., Латышева О.В. «Анализ информативности магнитного поля Земли в околоземном космическом пространстве» Космические исследования, 59, № 3, с. 177-190 (2021)

Представлены результаты исследования информативности аномалий модуля и компонент магнитного поля Земли в околоземном космическом пространстве в интервале высот от 300 до 800 км. Магнитные аномалии вычислены по трехмерной компонентной модели магнитного поля Земли СПбФ ИЗМИРАН. Для сопоставления с эмпирическими данными, полученными космическими аппаратами CHAMP и Swarm, произведены расчеты магнитных аномалий и их градиентов по компонентной модели для высот 400 и 450 км. С целью выявления особенностей строения литосферы магнитоактивных зон, наблюдаемых в околоземном пространстве, построены глубинные разрезы по магнитным аномалиям, аномалиям силы тяжести и сейсмологическим данным. Результаты исследования магнитных аномалий околоземного пространства имеют научное, практическое и прикладное значение для решения поисковых геолого-геофизических задач и вопросов навигации космических аппаратов.

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.

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Копьев В.А., Фараносов Г.А., Моралев И.А., Казанский П.Н. «Управление волнами неустойчивости в невозбужденной турбулентной струе с помощью плазменных актуаторов в узкой полосе частот» Акустический журнал, 67, № 4, с. 431-439 (2021)

Волны неустойчивости, развивающиеся в слое смешения турбулентной струи, во многих случаях являются источниками шумообразования (высокоскоростные струи, струи вблизи крыла самолета и др.). В работе экспериментально исследована возможность активного управления волнами неустойчивости в невозбужденной дозвуковой турбулентной струе. Система управления с обратной связью состоит из микрофонов ближнего поля, с которых снимается опорный сигнал, плазменного актуатора на основе высокочастотного диэлектрического барьерного разряда, а также модуля обработки данных. Показано, что в зависимости от настроек системы возмущения давления в ближнем поле турбулентной струи, связанные с осесимметричными волнами неустойчивости, могут ослабляться или усиливаться в заданной узкой полосе частот. Ключевые слова: турбулентная струя, волны неустойчивости, активное управление, управление шумом. DOI: 10.31857/S0320791921040055

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Копьев В.А., Фараносов Г.А., Моралев И.А., Казанский П.Н. «Управление волнами неустойчивости в невозбужденной турбулентной струе с помощью плазменных актуаторов в узкой полосе частот» Акустический журнал, 67, № 4, с. 431-439 (2021)

Волны неустойчивости, развивающиеся в слое смешения турбулентной струи, во многих случаях являются источниками шумообразования (высокоскоростные струи, струи вблизи крыла самолета и др.). В работе экспериментально исследована возможность активного управления волнами неустойчивости в невозбужденной дозвуковой турбулентной струе. Система управления с обратной связью состоит из микрофонов ближнего поля, с которых снимается опорный сигнал, плазменного актуатора на основе высокочастотного диэлектрического барьерного разряда, а также модуля обработки данных. Показано, что в зависимости от настроек системы возмущения давления в ближнем поле турбулентной струи, связанные с осесимметричными волнами неустойчивости, могут ослабляться или усиливаться в заданной узкой полосе частот. Ключевые слова: турбулентная струя, волны неустойчивости, активное управление, управление шумом. DOI: 10.31857/S0320791921040055

Сафронова М.А., Ширяев А.Д., Коренбаум В.И. «Анализ гармоник свистящих звуков в шумах форсированного выдоха человека» Акустический журнал, 67, № 4, с. 454-464 (2021)

Спектральные гармоники свистящих звуков форсированного выдоха (СФВ), соответствующие целочисленному ряду, обнаружены над трахеей у 19 из 28 обследованных добровольцев. Проведен анализ состава, соотношения и распределения по поверхности грудной клетки спектральных гармоник СФВ, записанных 11-ю акустическими датчиками по поверхности грудной клетки, на выборках здоровых лиц (n=9) и больных респираторными заболеваниями (n=10). Наиболее вероятной причиной возникновения гармоник СФВ признана нелинейность в источнике их формирования, а предполагаемым механизмом – взаимодействие турбулентных вихрей воздушного потока с упругой стенкой центральных дыхательных путей бронхиального дерева человека. Ключевые слова: шум, форсированной выдох, свистящие звуки, гармоники, статистический анализ, механизмы, нелинейность. DOI: 10.31857/S0320791921040122

Мордвинцев К.П., Гогин А.Г., Корнеева Е.М. «Устойчивость подводного трубопровода при воздействии течения и волн» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 22, № 1, с. 113-121 (2021)

Трубопроводы пользуются повышенным спросом за счет экономичности, безопасности и экологичности транспортировки. Их протяженность может насчитывать многие сотни и тысячи километров. Большое распространение получили морские трубопроводы. Их строительство должно соответствовать требованиям нормативной документации. Однако даже это не может гарантировать отсутствие проблем в процессе эксплуатации. В работе собраны материалы различных исследований, связанных с проблемой всплытия подводных трубопроводов. Подводные трубопроводы подвержены вертикальным подвижкам (всплытию). Во избежание подобной ситуации используется метод балластировки трубопровода. Эта статья содержит информацию, показывающую, какие исследования уже проводились, какие выводы были сделаны и показывает направления для дальнейших изысканий. В данной работе рассматривается балластировка пригрузочными мешками. Выполняются вычисления, требуемые для правильного подбора веса мешков, описываются возможные причины всплытия. Данная работа будет полезна проектировщикам подводных морских трубопроводов.

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Михалев Е.С., Одина Н.И., Ширгина Н.В. «Исследования упругих свойств полимера PLA статическими и ультразвуковыми методами» Акустический журнал, 67, № 4, с. 387-394 (2021)

Приведены результаты экспериментальных исследований упругих свойств полимера PLA (полилактида), широко применяющегося в технологии 3D печати. Измерены зависимости механического напряжения от величины статической деформации, обнаружена гистерезисная зависимость. Оценены значения модуля Юнга на линейных участках нагрузки и разгрузки образца. Установлено, что периодические нагрузки разгрузки образца приводят к его упрочнению в области упругих деформаций. Получено уравнение, связывающее изменение скорости акустических волн в тонком стержне с величиной его статической деформации, пригодное для описания исследуемого образца PLA. Обнаружена линейная зависимость относительного изменения скорости упругих волн в образце от величины его статической деформации. По результатам измерений определены коэффициенты упругости третьего порядка и рассчитан нелинейный акустический параметр в полимере PLA. Ключевые слова: скорость ультразвуковых волн, полимер PLA, коэффициент упругости третьего порядка, нелинейный упругий параметр. DOI: 10.31857/S0320791921040067

Глушков В.Л., Королев П.А., Фомин И.В., Червон С.В. «Методы построения ОТО-подобных космологических моделей на основе скалярно-тензорной гравитации» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 33-37 (2021)

Сафронов А.А., Коротеев А.А., Филатов Н.И., Бондарева Н.В. «Быстрые растущие волны в струе вязкой жидкости, инициированные колебаниями концевой капли» Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 255-263 (2021)

Описаны закономерности формирования волн в струе вязкой жидкости, инициированных ее внезапным разрывом. Установлена возможность существования быстрых растущих возмущений в струе. Выявлена циклическая закономерность зависимости расстояния между образовавшимися каплями. Обоснована определяющая роль эффектов, связанных с действием силы вязкого трения, на формирование быстрых растущих волн.

Корчагин Н.Н., Нейман В.Г., Родионов А.А., Мирабель А.П. «Океан, атмосфера, Земля и Космос в трудах выдающегося ученого и организатора науки Андрея Сергеевича Монина» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 3, с. 130-134 (2021)

Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л., Дядькин А.А., Михайлов М.В., Рыбак С.П., Даньков Б.Н., Косенко А.П. «Двухэтапная RANS-DDES модель и результаты расчета нестационарных воздействий на возвращаемый аппарат и двигательный отсек космического корабля при их аварийном разделении» Математическое моделирование, 33, № 7, с. 121-138 (2021)

Представлены двухэтапная RANS-DDES модель и результаты расчетов турбулентного транс- и сверхзвукового обтекания пилотируемого космического корабля при аварийном отделении возвращаемого аппарата после включения двигательной установки системы аварийного спасения экипажа на начальном этапе полета. Основное внимание уделяется определению нестационарных аэродинамических и акустических воздействий на возвращаемый аппарат и на обтекатель двигательного отсека. Показано, что эти воздействия достигают максимальных значений на поверхности обтекателя в области, где с ней взаимодействуют турбулентные структуры сдвигового слоя, отрывающегося от кромки теплозащитного экрана возвращаемого аппарата. Кроме того, обнаружено, что при трансзвуковых режимах полета на начальной стадии разведения в зазоре, образующемся между возвращаемым аппаратом и двигательным отсеком, возникают автоколебания аэроакустической природы.

Косцов Э.Г., Скурлатов А.И., Щербаченко А.М. «Оптико-электронная система для исследования наноперемещений подвижных элементов MEMS» Автометрия, 54, № 4, с. 92-100 (2018)

Рассматривается экспериментальная конструкция оптико-электронной системы для бесконтактного измерения микро- и наноперемещений подвижных элементов MEMS. Основу устройства составляет гетеродинный интерферометр со стабилизированным по частоте He-Ne-лазером и акустооптическим модулятором лазерного излучения. При воздействии на структуру MEMS импульсов напряжения с амплитудой до 1 В экспериментально достигнуто разрешение по перемещению подвижного элемента менее 1 нм, при этом амплитуда перемещения линейно зависит от управляющего напряжения с чувствительностью 100–200 нм/В. Установлено, что на кривой местоположение элемента – управляющее напряжение эффект гистерезиса не проявляется. Ключевые слова: оптико-электронная система, гетеродинный лазерный интерферометр, акустооптический модулятор лазерного излучения, подвижный элемент MEMS

Герасимов С.И., Ерофеев В.И., Косяк Е.Г. «Постановка экспериментов для анализа возмущений головной ударной волны за счет присутствия частиц в сверхзвуковом потоке» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 1, с. 34-46 (2021)

DOI: 10.18698/1812-3368-2021-1-34-46. Ключевые слова: многофазный неравновесный поток, головной скачок, сверхзвуковое течение, аэродинамическое сопротивление

Гуськов А.Е., Косяков Д.В., Багирова А.В., Блинов П.Ю. «Факторы цитируемости обзоров» Вестник Российской академии наук (РАН), 90, № 12, с. 1128-1140 (2020)

Обзорные публикации имеют важное значение для устойчивого развития научных исследований, о чём говорят более высокие показатели их цитируемости по сравнению с другими типами публикаций. В статье проанализирована литература по типизации обзоров, дана характеристика роли обзоров в общем потоке научных публикаций, в том числе по направлениям науки, аккумулированы гипотезы о факторах, влияющих на цитируемость научных публикаций в целом и обзоры в частности. Для подтверждения гипотез и определения степени влияния отдельных факторов проведён корреляционный и регрессионный анализ отобранного массива научных обзоров. В результате показано влияние десяти факторов. Наиболее значимые из них – рейтинг журнала, возраст статьи, размер списка литературы, язык, на котором написан обзор, средний индекс Хирша авторов. Ключевые слова: обзоры, цитирование, факторы цитируемости, библиометрия, импакт-фактор.

Котельникова Л.М., Николаев Д.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Определение упругих свойств твердотельного шара по результатам рассеяния на нем акустического пучка» Акустический журнал, 67, № 4, с. 371-386 (2021)

При использовании упругих сферических рассеивателей в задачах акустики необходимо знать их основные упругие параметры, характеризующие внутренние резонансы. В настоящей работе показано, что скорости продольных и поперечных волн в твердотельном шаре могут быть определены из характеристик рассеяния ультразвукового пучка. В качестве рассеивателей рассмотрены шары из стали, стекла и нейлона миллиметровых размеров, погруженные в воду. При проведении экспериментов акустическое поле создавалось плоским пьезоэлектрическим излучателем мегагерцового диапазона частот, работающим в импульсном режиме. Путем сравнения экспериментальных данных и численных расчетов для амплитуды рассеянного поля были определены скорости и оценены коэффициенты поглощения упругих волн в материале шаров. Ключевые слова: рассеяние акустических волн, упругий рассеиватель, эксперимент. DOI: 10.31857/S0320791921040079

Колбин А.И., Борисов Н.В., Москвитин А.С., Аитов В.Н., Котов С.С. «MLS120126:042313+212951 – новая затменная катаклизмическая переменная в пробеле периодов» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 493-504 (2021)

Кузьмин А.В., Журавлев С.В., Котонаева Н.Г., Лапшин В.Б. «Эксперименты по регистрации ионосферных параметров и выделению опасных явлений в ионосфере при использовании ионозонда с заданными характеристиками волнового фронта» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 38-49 (2021)

Разработан программно-аппаратный комплекс зондирования ионосферы в декаметровом диапазоне радиоволн, позволяющий генерировать волновой фронт сложной структуры, в том числе с орбитальным моментом импульса. Экспериментальные исследования с использованием комплекса показали наличие в составе спектра принятого сигнала дополнительных частот. Прием отраженных сигналов от мелкомасштабных и крупномасштабных неоднородностей ионосферы, образованных в спорадическом слое Es, показал наличие в составе отраженного сигнала спектральных составляющих со смещением по отношению к несущей частоте. В случае излучения полоской электромагнитной волны такие эффекты не наблюдались.

Кравцова М.В., Сдобнов В.Е. «Наземное возрастание интенсивности космических лучей на фазе спада 24 солнечного цикла: спектры и анизотропия» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1194-1197 (2021)

По данным наземных и спутниковых наблюдений интенсивности космических лучей на мировой сети станций методом спектрографической глобальной съемки исследованы вариации жесткостного спектра и анизотропия в период наземного возрастания интенсивности космических лучей 10 сентября 2017 г. Показано, что ускорение протонов в период этого события наблюдалось до жесткости ∼5–7 ГВ.

Базилевская Г.А., Дюсембекова А.С., Калинин М.С., Крайнев М.Б., Махмутов В.С., Свиржевская А.К., Свиржевский Н.С., Стожков Ю.И., Тулеков Е.А. «Сравнение результатов по высыпаниям высокоэнергичных электронов в стратосфере и на спутниках» Космические исследования, 59, № 1, с. 28-34 (2021)

Высыпания высокоэнергичных электронов (ВВЭ) в атмосферу являются одним из механизмов опустошения внешнего радиационного пояса Земли. Высыпающиеся электроны генерируют тормозное излучение, которое проникает в стратосферу и регистрируется детекторами на баллонах. Однако эти наблюдения могут осуществляться только когда баллон находится на высотах больше ∼20 км. Околоземные спутники POES постоянно регистрируют потоки высыпающихся электронов в конусе потерь, но они слишком быстро перемещаются в пространстве. В работе выполнено сопоставление ВВЭ по наблюдениям в стратосфере и на спутниках в течение 2003 г. и получены оценки числа случаев ВВЭ в Апатитах в предположении, что радиозонд непрерывно находился на высоте больше 26 км.

Калинин М.С., Базилевская Г.А., Крайнев М.Б., Свиржевская А.К., Свиржевский Н.С. «Структура гелиосферного магнитного поля и модуляция галактических космических лучей» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1506-1508 (2021)

Рассмотрено влияние трехкомпонентности гелиосферного магнитного поля на модуляцию галактических космических лучей. Радиальная и долготная компоненты модели связаны известным соотношением Паркера, а широтная компонента пропорциональна радиальной и возникает при отклонении зависимости радиальной компоненты от закона обратных квадратов. Модель апробирована в задаче модуляции галактических протонов.

Крайнев М.Б., Калинин М.С., Аслам М., Нгобени М.Д., Потгитер М.С. «О солнечных минимумах 20/21–24/25 и зависимости максимальной интенсивности галактических космических лучей от гелиосферных факторов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1509-1512 (2021)

Рассмотрены фазы минимума цикла солнечной активности по пятнам на Солнце, в гелиосфере и в интенсивности галактических космических лучей (ГКЛ). Определены моменты максимальной интенсивности ГКЛ в минимумах последних пяти циклах (включая текущий), соответствующие основные гелиосферные факторы и связи между ними. Рассчитана и проанализирована зависимость спектра протонов ГКЛ около Земли от гелиосферных факторов на их линейном тренде в минимумах 21/22, 22/23, 23/24 (1987, 1997, 2009 гг.) с акцентом на поведении энергии кроссовера для последовательных минимумов.

Крапивин В.Ф., Солдатов В.Ю., Потапов И.И. «Анализ последствий воздействия аэропортов на природную среду и человека» Экологические системы и приборы, № 3, с. 28-36 (2021)

Дан анализ информации о процессах воздействия аэропортов и авиационных полетов на природную окружающую среду. Приведены данные об этом воздействии. Отдельно рассмотрены воздействия авиации на качество атмосферы, оценены процессы поступления загрязнителей в водную среду и почву. Обсуждены вопросы шума и электро-магнитного загрязнения. Отмечается, что структура процессов образования и преобразования поля загрязнения в зоне аэропорта во многом зависит от сочетания метеорологической обстановки и режимов приземления. Рассмотрены вопросы воздействия на гидросферу и почву в прилегающих к аэропортам зонах. Приведен перечень возможных последствий для здоровья населения, проживающего в зоне влияния аэропорта. Ключевые слова: авиация; аэропорт; окружающая среда; вода; почва; шум; атмосфера; электромагнитное излучение; загрязнители. DOI: 10.25791/esip.03.2021.1216

Добровославский А.В., Красильников П.С. «Об эволюции орбит в фотогравитационной круговой задаче трех тел. Внутренняя задача» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 5, с. 369-380 (2021)

Красильщиков М.Н., Кружков Д.М. «К вопросу об автономном уточнении параметров вращения Земли на борту космических аппаратов. Анализ возможностей развиваемой информационной технологии» Космические исследования, 59, № 5, с. 408-417 (2021)

Изложены результаты анализа влияния широкого спектра неконтролируемых факторов на точность оценок параметров вращения Земли (ПВЗ), формируемых на борту КА на основе развитой авторами информационной технологии. Предлагаемая информационная технология основана на обработке методом наименьших квадратов (МНК) дальностей до наземных станций, положение которых известно с геодезической точностью. Анализ включает рассмотрение следующих факторов, влияющих на точность и достоверность получаемых оценок: погрешностей измерений упомянутых выше дальностей, ошибок эфемерид КА, ограничений на условия проведения измерений и организацию сеансов связи КА с наземными станциями, условий доступности КА для проведения сеансов измерений, непрогнозируемой эволюции ПВЗ, вариантов используемой в рамках МНК модели динамики компонент вектора ПВЗ. Результаты анализа, полученные путем моделирования процедуры уточнения ПВЗ с использованием предлагаемой технологии, позволили сформулировать качественные и количественные рекомендации по оптимизации on-line экспериментов, реализуемых в перспективе бортовыми алгоритмами КА, выполняющими описанные в технологии процедуры.

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

Калашников И.Ю., Додин А.В., Ильичев И.В., Крауз В.И., Чечеткин В.М. «О причинах коллимированного распространения астрофизических и лабораторных джетов» Астрономический журнал, 98, № 6, с. 476-486 (2021)

Использование Z-пинчевых установок позволяет проводить хорошо управляемые и диагностируемые лабораторные эксперименты по исследованию лабораторных джетов, имеющих скейлинговые параметры, близкие к параметрам джетов молодых звезд. Это дает возможность наблюдать процессы, недоступные для астрономических наблюдений. Такие эксперименты проводятся на установке ПФ-3 (плазменный фокус, НИЦ “Курчатовский институт”), в которой испущенный плазменный выброс распространяется по пролетной камере сквозь окружающую среду на расстояние одного метра. В работе представлены результаты экспериментов с гелием, в которых наблюдался последовательный выход двух выбросов. Анализ этих результатов позволяет предположить, что после прохождения первого сверхзвукового выброса за ним образуется область с низкой концентрацией, так называемый вакуумный след, благодаря которому последующий выброс практически не испытывает сопротивления окружающей среды и распространяется коллимированно. Представленное в работе численное моделирование распространения двух выбросов подтверждает эту точку зрения. Используя масштабирующие законы и соответствующее численное моделирование астрофизических выбросов, показано, что этот эффект может также иметь значение и для джетов молодых звезд. DOI: 10.31857/S0004629921060049

Петросян С.А., Николаев Д.А., Цысарь С.А., Свет В.Д., Цеханович А.И., Кренделёва А.Д., Сапожников О.А. «Звуковидение в жидкости через твердотельную акустическую линзу с коррекцией аберраций» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 842-848 (2021)

Представлены результаты исследования метода звуковидения в жидкости с помощью комбинации акустической линзы и двумерной фазированной антенной решетки с возможностью коррекции вносимых линзой аберраций за счет обработки фазовой информации. Представлены результаты теоретического моделирования и экспериментального исследования по визуализации объектов, расположенных в воде.

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)

Асфандияров Ш.А., Крит Т.Б., Андреев В.Г. «Ультразвуковой доплеровский метод для измерения упругости скелетных мышц» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 823-828 (2021)

Представлены результаты применения ультразвукового (УЗ) доплеровского метода для измерения упругости скелетных мышц, залегающих на небольшой глубине (2–4 см) от поверхности кожи. Метод основан на вычислении скорости сдвиговых волн, возбуждаемых вибратором на поверхности кожи на частотах 150–250 Гц. Рассчитанное распределение сдвиговых смещений в упругом фантоме методом конечных элементов сравнивалось с результатами измерений с помощью миниатюрного акселерометра. Сдвиговый модуль упругого фантома, измеренный предложенным методом, соответствовал значениям, полученным из статических измерений.

Андрусенко С.Л., Кричевский Д.П., Манчурян Г.Д., Руденко В.Н. «Оптимизация параметров Евро-азиатской сета гравитационных детекторов» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 130-133 (2021)

Крохмаль А.А., Сапожников О.А., Кудан Е.В., Грядунова А.А., Цысарь С.А., Петров С.В., Перейра Ф., Хесуани Ю.Д., Миронов В.А., Парфенов В.А. «Создание полых цилиндрических конструктов из тканевых сфероидов с помощью акустической радиационной силы» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 883-888 (2021)

Предложен и экспериментально апробирован метод фабрикации трубчатых конструктов из тканевых сфероидов (сферических конгломератов клеток диаметром около 200 мкм) в питательной среде с помощью акустической радиационной силы. Источником акустического поля являлся полый пьезокерамический цилиндр с резонансной частотой 800 кГц. Удержание сформированной структуры в течение суток при температуре 37°C привело к слиянию сфероидов в сплошной трубчатый жизнеспособный тканевый конструкт.

Красильщиков М.Н., Кружков Д.М. «К вопросу об автономном уточнении параметров вращения Земли на борту космических аппаратов. Анализ возможностей развиваемой информационной технологии» Космические исследования, 59, № 5, с. 408-417 (2021)

Изложены результаты анализа влияния широкого спектра неконтролируемых факторов на точность оценок параметров вращения Земли (ПВЗ), формируемых на борту КА на основе развитой авторами информационной технологии. Предлагаемая информационная технология основана на обработке методом наименьших квадратов (МНК) дальностей до наземных станций, положение которых известно с геодезической точностью. Анализ включает рассмотрение следующих факторов, влияющих на точность и достоверность получаемых оценок: погрешностей измерений упомянутых выше дальностей, ошибок эфемерид КА, ограничений на условия проведения измерений и организацию сеансов связи КА с наземными станциями, условий доступности КА для проведения сеансов измерений, непрогнозируемой эволюции ПВЗ, вариантов используемой в рамках МНК модели динамики компонент вектора ПВЗ. Результаты анализа, полученные путем моделирования процедуры уточнения ПВЗ с использованием предлагаемой технологии, позволили сформулировать качественные и количественные рекомендации по оптимизации on-line экспериментов, реализуемых в перспективе бортовыми алгоритмами КА, выполняющими описанные в технологии процедуры.

Болдарев А.С., Гасилов В.А., Круковский А.Ю., Повещенко Ю.А. «Методика решения задач магнитной гидродинамики в квазилагранжевых переменных» Математическое моделирование, 33, № 6, с. 17-30 (2021)

Представлен метод численного решения одномерных задач магнитной гидродинамики (МГД) с учетом объемных потерь либо источников массы. Исходная система уравнений МГД записывается в квазилагранжевых переменных, определяемых по начальному распределению вещества. Построено семейство неявных полностью консервативных разностных схем. Апробация разработанной методики выполнена путем вычислительных экспериментов на задачах, для которых существуют автомодельные решения. Компьютерная 1D модель на основе квазилагранжевого подхода может быть полезна как средство экономных оценочных расчетов с частичным учетом эффектов, обусловленных двумерным или трехмерным движением вещества.

Ковачев С.А., Крылов А.А. «Оценка сейсмической опасности для трассы подводного газопровода в акватории пролива Невельского» Вестник Мурманского государственного технического университета (МГТУ), 24, № 1, с. 14-34 (2021)

Наличие сейсмической угрозы многократно усиливает экологическую опасность, особенно это касается нефтегазовых добывающих и транспортных сооружений в акваториях. Нормативные карты общего сейсмического районирования акваторий внутренних и окраинных морей России в настоящее время отсутствуют, тем более практически нет карт детального сейсмического районирования и сейсмического микрорайонирования для отдельных участков акваторий. С учетом того что началось интенсивное освоение морских месторождений нефти и газа и Северного морского пути, разработка таких карт становится весьма актуальной научно-практической задачей. Оценка сейсмической опасности для трассы подводного перехода трубопровода в акватории пролива Невельского выполнена Институтом океанологии им. П.П. Ширшова РАН в 2008 г. Исходные сейсмические воздействия вычислены с использованием вероятностного анализа сейсмической опасности на основе пяти моделей зон возможных очагов землетрясений и трех типов моделей затухания пиковых и спектральных ускорений. Результаты выполненных расчетов, включая деаггрегацию, показывают, что исходная сейсмичность района трассы перехода газопровода через пролив Невельского для периода повторения Т=1 000 лет ниже, чем указывается на карте ОСР-2016-В, на которой восточное окончание трассы перехода через пролив характеризуется исходной сейсмичностью 9 баллов. Учет грунтовых условий (сейсмическое микрорайонирование) выполнен тремя разными методами: методом сейсмических жесткостей, расчетным методом и методом, учитывающим мощность четвертичных отложений. Настоящие исследования показывают, что сейсмические воздействия меняются вдоль трассы трубопровода от материка до о. Сахалин от 8,4 до 8,9 балла шкалы MSK-64 для периода повторяемости сейсмических сотрясений T=1 000 лет и от 9,3 до 9,7 балла для T=5 000 лет.

Крючков А.Н., Ермилов М.А., Берестовицкий Э.Г., Кизилов П. «Экспериментальное и численное моделирование гидродинамического шума проточных частей гидроагрегатов» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 1, № 1, с. 12-16 (2014)

Исследованы акустические параметры излучения гидродинамического шума перфорированными втулками-рассекателями выходного потока клапана. Экспериментально и численно исследовано влияние формы проточной части отверстий перфорации на интенсивность шума потока жидкости. Изучены акустические характеристики различных форм каналов: диффузора, конфузора и цилиндра. Показано, что рациональной с точки зрения ГДШ формой отверстия является цилиндр.

Макарьянц Г.М., Крючков К.А., Сафин А., Крючков А.Н., Фесина М., Малкин И. «Подавление высокочастотного шума выхлопной системы легкового автомобиля» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 1, № 1, с. 6-11 (2014)

Исследован высокочастотный шум каталитического коллектора выхлопной системы легкового автомобиля. Анализ показал, что источником шума является вибрация каталитического коллектора выхлопной системы двигателя. Для определения причин повышенного шумоизлучения коллектора создана стендовая установка на которой исследован акустический и вибрационный отклик коллектора на широкополосное динамическое возбуждение. Определён спектр акустической мощности шума, излучаемого коллектором и распределение виброскорости по его поверхности. Обнаружено, что в диапазоне частот от 2,5 до 4,0 кГц поверхность каталитического коллектора обладает высокой акустической проводимостью. Была разработана конструкция демпфера вибрации поверхности коллектора из материал МР. Основным его преимуществом является сохранение работоспособности в условиях высоких температур, наблюдаемых на выходе из двигателя. Использование демпфера позволило снизить структурный шум, излучаемый каталитическим коллектором.

Крючков А.Н., Плотников С.М., Сундуков Е.В., Сундуков А.Е. «Имитационная модель колебаний пары «солнечная шестерня–сателлиты» планетарного редуктора турбовинтового двигателя при наличии дефектов боковых поверхностей зубьев» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 87-95 (2019)

Дефекты планетарных редукторов турбовинтовых двигателей часто являются источниками возбуждения высокочастотных колебаний, вызывающих поломки элементов конструкции компрессоров. Вибрационное состояние данных редукторов представляет собой широкополосный процесс с наличием большого количества составляющих колебаний, что существенно усложняет поиск информативных диагностических признаков дефектов. Для упрощения процедуры идентификации вибрации, вызванной дефектами зубчатых зацеплений, предложена имитационная модель вибрационного состояния узла дифференциального редуктора турбовинтового двигателя. Модель учитывает кинематику и конструкцию редуктора, определяет структуру его вибрационного состояния при наличии дефектов на боковых поверхностях зубьев. На примере часто встречающегося дефекта в виде износа зубьев пары «солнечная шестерня–сателлиты» показана адекватность модели фактическому вибрационному состоянию механизма.

Макарьянц Г.М., Крючков К.А., Сафин А., Крючков А.Н., Фесина М., Малкин И. «Подавление высокочастотного шума выхлопной системы легкового автомобиля» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 1, № 1, с. 6-11 (2014)

Исследован высокочастотный шум каталитического коллектора выхлопной системы легкового автомобиля. Анализ показал, что источником шума является вибрация каталитического коллектора выхлопной системы двигателя. Для определения причин повышенного шумоизлучения коллектора создана стендовая установка на которой исследован акустический и вибрационный отклик коллектора на широкополосное динамическое возбуждение. Определён спектр акустической мощности шума, излучаемого коллектором и распределение виброскорости по его поверхности. Обнаружено, что в диапазоне частот от 2,5 до 4,0 кГц поверхность каталитического коллектора обладает высокой акустической проводимостью. Была разработана конструкция демпфера вибрации поверхности коллектора из материал МР. Основным его преимуществом является сохранение работоспособности в условиях высоких температур, наблюдаемых на выходе из двигателя. Использование демпфера позволило снизить структурный шум, излучаемый каталитическим коллектором.

Крякунова О.Н., Белов А.В., Абунин А.А., Николаевский Н.Ф., Абунина М.А., Байдельдинов У.С., Султангазинов С.К., Сейфуллина Б.Б., Цепакина И.Л. «Поведение высокоэнергичных магнитосферных электронов в 22–24 циклах солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1177-1179 (2021)

Рассмотрено поведение высокоэнергичных магнитосферных электронов с энергией >2 МэВ на геостационарной орбите в 22–24 циклах солнечной активности. Показано, что наибольшее количество электронных возрастаний происходит на фазе спада солнечной активности, когда наблюдается большее количество геоэффективных корональных дыр. Обнаружено, что в целом по данным 2003–2015 гг. наблюдается соответствие поведения количества электронных возрастаний и площади геоэффективных корональных дыр.

Крохмаль А.А., Сапожников О.А., Кудан Е.В., Грядунова А.А., Цысарь С.А., Петров С.В., Перейра Ф., Хесуани Ю.Д., Миронов В.А., Парфенов В.А. «Создание полых цилиндрических конструктов из тканевых сфероидов с помощью акустической радиационной силы» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 883-888 (2021)

Предложен и экспериментально апробирован метод фабрикации трубчатых конструктов из тканевых сфероидов (сферических конгломератов клеток диаметром около 200 мкм) в питательной среде с помощью акустической радиационной силы. Источником акустического поля являлся полый пьезокерамический цилиндр с резонансной частотой 800 кГц. Удержание сформированной структуры в течение суток при температуре 37°C привело к слиянию сфероидов в сплошной трубчатый жизнеспособный тканевый конструкт.

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

Чернега Н.В., Кудрявцева А.Д., Самойлович М.И., Шевчук А.С., Клещева С.М. «Низкочастотное вынужденное комбинационное рассеяние в наноструктурах» Автометрия, 48, № 3, с. 39-45 (2012)

Обнаружен новый тип вынужденного рассеяния света – вынужденное низкочастотное комбинационное рассеяние (ВНКР), возникающее в результате взаимодействия лазерных импульсов с акустическими колебаниями элементов структуры наноструктурированных материалов. Показано, что ВНКР образуется в средах с различным составом, с разной степенью упорядоченности и с различной морфологией. Измерены частотные сдвиги компонент ВНКР. Предложен ряд практических приложений эффекта, в частности создание с его помощью бигармонической накачки. Ключевые слова: лазер, вынужденные рассеяния, гиперзвук, наноструктуры, бигармоническая накачка

Цветкова В.О., Абалакин И.В., Бобков В.Г., Жданова Н.С., Козубская Т.К., Кудрявцева Л.Н. «Моделирование обтекания винта на адаптивной неструктурированной сетке с использованием метода погруженных границ» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 59-82 (2021)

Представлена методика моделирования обтекания вязким сжимаемым газом подвижного тела на односвязной неструктурированной сетке, что возможно при использовании метода погруженных границ, и особенности ее применения для расчета течения около вращающегося винта. Важной частью методики является адаптация подвижной, сохраняющей свою топологию сетки к поверхности обтекаемого тела. Положение и форма тела задаются интерполяционной решеткой, на которой хранится расстояние до поверхности тела, а также нормали к поверхности. Методика применяется для расчета обтекания вращающегося в потоке винта. Задача рассматривается в двумерной постановке. Форма винта имеет участки высокой кривизны, которые требуют специального подхода при адаптации к границам. Приведены результаты расчета задачи обтекания вращающегося винта, а также ряда вспомогательных задач, рассмотренных в целях верификации разработанной методики.

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.

Попов П.А., Кузнецов А.В., Иголкин А.А., Муртазин В.М. «Модельный и конечно-элементный подходы в исследовании звукоизоляции отсеков космического модуля» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 1, с. 21-26 (2018)

При проектировании ракетно-космической техники решается проблема прогнозирования акустического воздействия на элементы конструкции ракеты-носителя (РН) и полезной нагрузки. Источниками такого воздействия являются, работающие на старте двигатели и набегающий поток воздуха, воздействующий на РН при старте и на активном участке полёта в земной атмосфере. Однако, решение указанной проблемы, осложняется невозможностью проведения испытаний в стендовых условиях. Проверка адекватности выбора метода проектирования проводится лишь при запуске РН. Поэтому важной задачей является разработка методики расчёта минимальной звукоизоляции на основе физических параметров материала и геометрических параметров конструкции. Расчёт указанных параметров проводился по моделям конструкций, в связи с чем предлагаемый подход был назван модельным. Проведено моделирование методом конечных элементов при упрощении исходной конструкции до аналогичной по жёсткости. Было выполнено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

Кузнецов В.В. «Ударно-волновая модель образования взрывной воронки и других источников взрывных выбросов метана» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 21, № 1, с. 117-130 (2018)

Предлагается модель образования взрывной воронки на Ямале и выброса метана на острове Беннетта. Причина подобных явлений состоит в воздействии ударной волны на объем залежей газогидратов в вечной мерзлоте. Газогидраты разрушаются при прохождении через них ударной волны землетрясения или льдотрясения (icequake), частых в зонах концентрации газогидратов. Для возникновения взрывной воронки или «вулкана» на острове Беннетта может понадобиться несколько следующих друг за другом землетрясений (ударных волн).

Кузнецов В.В. «Об одной особенности скоростей распространения P и S-волн во внутреннем G-ядре» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 34, № 2, с. 71-80 (2021)

Приводится объяснение причины, почему скорости P- и S-волн во внутреннем ядре Земли не возрастают по мере приближения к центру ядра, как им положено при увеличении плотности и внешнего давления. Причина может состоять только в том, что вещество внутреннего ядра Земли находится в состоянии квантовой сцепленности, которое возникло при образовании Земли. Оно исчезнет сразу после того, как закончится период Брюнеса, при этом прекратится существование геомагнитного поля.

Кузнецов Г.Н., Пудовкин А.А., Субботкин А.О. «Уравнения для расчета амплитудно- и фазочастотных характеристик векторно-скалярного приемника типа "триполь" с временной задержкой сигнала монополя» Акустический журнал, 67, № 4, с. 440-449 (2021)

Получены общие уравнения для расчета амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик векторно-скалярного приемника типа “триполь” с временной задержкой сигнала монополя, образованного из ненаправленных приемников звукового давления с произвольными характеристиками. Выведены аналитические выражения для основных электроакустических характеристик триполя. Показано, что введение частотно-зависимого усиления в сигнал “диполя” позволяет расширить в 1.5 раза частотный диапазон эффективного однонаправленного приема триполя с характеристикой направленности, близкой к “кардиоиде”. Выполнен анализ предельных значений частотного диапазона эффективного однонаправленного приема. Расчетные характеристики направленности хорошо согласуются с экспериментальными. Ключевые слова: акустика, векторно-скалярный приемник, триполь, однонаправленный прием, сравнение рассчитанной и экспериментально измеренной кардиоиды. DOI: 10.31857/S0320791921040080

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. «Интерференционная структура шумового поля движущегося источника в высокочастотном диапазоне» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 907-912 (2021)

Представлены результаты высокочастотного эксперимента по локализации движущегося шумового источника с использованием одиночного векторно-скалярного приемника. Использовалась частотно-временная обработка, согласованная с интерференционной картиной, формируемой источником. Восстановлены временные зависимости пеленга, скорости, удаленности и глубины. Дано теоретическое объяснение экспериментальным данным.

Аверина Л.И., Кузнецов Д.С. «Микрофонные решетки с адаптивным формирователем луча» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 1, с. 5-15 (2021)

Проанализирована возможность применения микрофонных решеток для пространственной фильтрации принимаемой смеси целевого речевого сигнала и акустической помехи. Продемонстрирована возможность использования различных адаптивных формирователей луча в динамической и априори неизвестной помеховой обстановке. Представлена схема реализации микрофонной решетки на базе микроконтроллера SAME70 и пары MEMS микрофонов. Проведен натурный эксперимент с последующей обработкой полученных данных. Ключевые слова: линейная микрофонная решетка, пространственная фильтрация, адаптивный формирователь луча, линейные ограничения, PDM, CIC дециматор.

Кузнецов М.М., Кулешова Ю.Д. «Аналитическая оценка наибольшего значения эффекта высокоскоростного перехлеста в ударной волне» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 2, с. 41-51 (2021)

Целью данной работы является получение аналитической оценки наибольшего значения эффекта высокоскоростного перехлёста в ударной волне. Основное состояние рассматриваемой ударно-сжатой бинарной газовой смеси является сильно диспергированным по концентрациям лёгкого (значительное преобладание) и тяжёлого компонентов. Процедура и методы. В работе использовались аналитические методы теоретической физики и, в первую очередь, высшей алгебры и математического анализа, позволяющие, ввиду их большой универсальности, установить границы максимального значения рассматриваемого эффекта. Сделать это численными методами было бы значительно труднее. Результаты. Получены аналитические оценки, позволяющие, в первую очередь, определить принципиальные условия существования высокоскоростного эффекта. Кроме того, дана аналитическая оценка наибольшего значения этого эффекта. Теоретическая и/или практическая значимость. Полученные результаты существенны для воспроизведения эффекта высокоскоростного перехлёста в оптимальных условиях его наибольшей интенсивности.

Соболевский Н.М., Латышева Л.Н., Кузнецов Н.В., Панасюк М.И., Подзолко М.В. «Моделирование потоков частиц и поглощенной дозы за защитой от космических лучей с использованием транспортного кода SHIELD» Космические исследования, 59, № 4, с. 306-314 (2021)

Разработана специальная версия транспортного кода SHIELD, предназначенная для задач радиационной защиты в космосе. Выполнен расчет потоков первичных и вторичных частиц и мощности поглощенной дозы в водном фантоме за различной защитой под воздействием галактических космических лучей (ГКЛ) с использованием модели ГКЛ, разработанной НИИЯФ МГУ. Кратко описана архитектура кода SHIELD, включая модели ядерных реакций. Тормозные способности dE/dX(E) вычисляются в интервале энергий 10 кэВ/нуклон–100 ГэВ/нуклон. Расчет выполнен в сферической геометрии, что позволяет в простой постановке задачи, сравнить потоки частиц разных типов в фантоме, а также оценить вклад в дозу разных компонент ГКЛ в зависимости от параметров защиты.

Яковлева О.Е., Кушнаренко Г.П., Кузнецова Г.М. «Поведение электронной концентрации в ионосфере над Норильском в период спада солнечной активности» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 77-80 (2021)

Представлены результаты аппроксимации массива значений электронной концентрации Ne, полученных с помощью дигизонда в годы спада солнечной активности (2003–2006 гг.) на высокоширотной ст. Норильск (69.40° N, 88.10° E). Расчеты выполнены по авторской полуэмпирической модели с использованием новых коэффициентов, рассчитанных конкретно для ст. Норильск. Получены высотные изменения годовых вариаций дневной Ne на высотах слоя F1 ионосферы (120–200 км). Аппроксимация экспериментальных данных вполне удовлетворительно описывает Ne на указанных высотах. Тем не менее наблюдаются периоды, когда существуют достаточно отчетливые отклонения модельных величин от эксперимента. Присутствие в эти периоды значительных геомагнитных возмущений, возможно, является одной из причин таких отклонений.

Кушнаренко Г.П., Яковлева О.Е., Кузнецова Г.М. «Признаки аномального поведения ионосферы в 2003–2014 гг. на высотах слоя F1 над Иркутском» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 81-87 (2021)

Обнаружено аномальное повышение электронной концентрации Ne в зимние месяцы над Иркутском в отдельные годы периода 2003–2014 гг. Эффект проявился при сравнении экспериментальных значений, полученных с помощью Иркутского дигизонда, с модельными расчетами на высотах слоя F1 (120–200 км). Были найдены две аномальные временные зоны. Первая включает в себя 2003– 2006 гг. и прилегает к периоду минимума солнечной активности. В этой зоне 2003 г. – год максимального проявления зимнего повышения Ne по всему периоду исследований. Вторая аномальная зона – 2012, 2013, 2014 гг. – включает в себя год максимума солнечной активности. Мы исследовали возможные причины, влияющие на изменение Ne зимой на высотах слоя F1 во все рассматриваемые годы. Обнаружено, что основным фактором, вызывающим зимние аномальные повышения Ne, являются значительные геомагнитные возмущения в отмеченные временные зоны.

Горбачев И.А., Смирнов А.В., Шамсутдинова Е.С., Кашин В.В., Юдин С.Г., Анисимкин В.И., Колесов В.В., Кузнецова И.Е. «Исследование структурных и пьезоэлектрических свойств пленок пвдф, полученных методом Ленгмюра–Блоджетт» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 777-782 (2021)

Представлены результаты исследования акустических свойств пленок поливинилиденфторида (ПВДФ) различной толщины, полученных с помощью технологии Ленгмюра–Блоджетт. Методом атомно-силовой микроскопии было изучено влияние количества мономолекулярных слоев (10, 20 и 40 слоев) и термической обработки на морфологию полученных пленок. Для пленок толщиной 40 слоев продемонстрировано наличие пьезосвойств. Показано, что при получении ленгмюровских пьезоактивных пленок ПВДФ можно не проводить их дополнительную поляризацию.

Суханов Д.Я., Кузовова А. «Применение модели взаимодействующих частиц с обращением времени для восстановления источников акустических волн» Вестник Воронежского государственного университета (ВГУ). Серия Физика. Математика, № 2, с. 17-31 (2021)

Предложен метод решения обратной задачи восстановления источников акустических волн, по измерениям поля на некоторой поверхности на основе метода динамики частиц. В работе рассматривается представления среды в виде множества частиц в кубической объемно-центрированной кристаллической решетке. Рассматривается только ближний порядок взаимодействия частиц. В рассматриваемой решетке каждая частица имеет 14 соседей. Рассматривается случай линейной зависимости силы притяжения частиц от расстояния, однако, без существенных изменений, возможно моделирование любой нелинейной зависимости. Данный подход позволяет рассматривать неоднородные среды с широкой вариацией плотности и скорости звука в рамках одной модели. В отличие от методов основанных на решении волнового уравнения, предлагаемая модель позволяет учитывать нелинейные эффекты и исследовать макроскопическую динамику объектов под действием акустических колебаний. Численно показана возможность визуализации двух сферических источников акустических волн в воде, несмотря на наличие поперечных волн в рассматриваемой модели твёрдого тела, их влияние пренебрежимо мало в рассматриваемом случае. Проведена экспериментальная проверка предложенного метода для визуализации ультразвуковых излучателей в воде и восстановления изображения колебаний звукоизлучающего объекта на частотах 30 кГц, 63 кГц, 80 кГц и 100 кГц. Ключевые слова: акустика, обращение времени, множество частиц, кубическая объемно-центрированная кристаллическая решетка, звукоизлучающий объект, сферический источник.

Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С. «Передача информации через случайно-неоднородную океаническую среду» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 54-64 (2021)

Рассмотрены физико-математические принципы формирования голограммы в океанической среде на фоне интенсивных внутренних волн, вызывающих взаимодействие мод. В основе представленного исследования лежит анализ частотно-временной интерференционной картины (интерферограммы), формируемой широкополосным источником звука и ее двумерное фурье-преобразование (голограмма). В работе получена связь структуры интерферограммы и голограммы с характеристиками невозмущенного и рассеянного полей. Спектральная плотность голограммы концентрируется в двух непересекающихся областях, соответствующих рассеянному и невозмущенному полям. Фильтрация этих областей дает возможность передавать неискаженную информацию через неоднородную океаническую среду. Представлены и проанализированы результаты численного моделирования интерферограмм и голограмм в присутствии интенсивных внутренних волн. Оценена относительная ошибка восстановления интерферограммы невозмущенного поля. Предложен подход адаптации полученных результатов к задаче передачи неискаженной информации на фоне океанических неоднородностей.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. «Интерференционная структура шумового поля движущегося источника в высокочастотном диапазоне» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 907-912 (2021)

Представлены результаты высокочастотного эксперимента по локализации движущегося шумового источника с использованием одиночного векторно-скалярного приемника. Использовалась частотно-временная обработка, согласованная с интерференционной картиной, формируемой источником. Восстановлены временные зависимости пеленга, скорости, удаленности и глубины. Дано теоретическое объяснение экспериментальным данным.

Кузьмин А.В., Журавлев С.В., Котонаева Н.Г., Лапшин В.Б. «Эксперименты по регистрации ионосферных параметров и выделению опасных явлений в ионосфере при использовании ионозонда с заданными характеристиками волнового фронта» Гелиогеофизические исследования, № 29, с. 38-49 (2021)

Разработан программно-аппаратный комплекс зондирования ионосферы в декаметровом диапазоне радиоволн, позволяющий генерировать волновой фронт сложной структуры, в том числе с орбитальным моментом импульса. Экспериментальные исследования с использованием комплекса показали наличие в составе спектра принятого сигнала дополнительных частот. Прием отраженных сигналов от мелкомасштабных и крупномасштабных неоднородностей ионосферы, образованных в спорадическом слое Es, показал наличие в составе отраженного сигнала спектральных составляющих со смещением по отношению к несущей частоте. В случае излучения полоской электромагнитной волны такие эффекты не наблюдались.

Кулагина Т.П., Смирнов Л.П., Андрианова З.С. «Вибрационно-акустическое воздействие на жидкофазную реакцию с кинетической неустойчивостью при ассоциации реагентов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1128-1131 (2021)

Проведено моделирование низкочастотного механического воздействия на реакцию с кинетической неустойчивостью при ассоциации реагента. Установлена связь собственной частоты осцилляций с параметрами реакции и показано, что выбор амплитуды и частоты воздействия позволяет управлять скоростью реакции, изменять форму, частоту и амплитуду осцилляций концентраций реагентов.

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.

Кузнецов М.М., Кулешова Ю.Д. «Аналитическая оценка наибольшего значения эффекта высокоскоростного перехлеста в ударной волне» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 2, с. 41-51 (2021)

Целью данной работы является получение аналитической оценки наибольшего значения эффекта высокоскоростного перехлёста в ударной волне. Основное состояние рассматриваемой ударно-сжатой бинарной газовой смеси является сильно диспергированным по концентрациям лёгкого (значительное преобладание) и тяжёлого компонентов. Процедура и методы. В работе использовались аналитические методы теоретической физики и, в первую очередь, высшей алгебры и математического анализа, позволяющие, ввиду их большой универсальности, установить границы максимального значения рассматриваемого эффекта. Сделать это численными методами было бы значительно труднее. Результаты. Получены аналитические оценки, позволяющие, в первую очередь, определить принципиальные условия существования высокоскоростного эффекта. Кроме того, дана аналитическая оценка наибольшего значения этого эффекта. Теоретическая и/или практическая значимость. Полученные результаты существенны для воспроизведения эффекта высокоскоростного перехлёста в оптимальных условиях его наибольшей интенсивности.

Куличкова Е.А., Козлов В.А., Тюменцев Г.А. «О подходе к определению мероприятий по повышению технико-экономической эффективности проведения акустических испытаний» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 5, № 3, с. 37-40 (2019)

Судовая трубопроводная арматура при проектировании и производстве подвергается разнообразным проверкам, в том числе и таким специфическим видам испытаний как акустические, необходимые для определения уровня шума, создаваемого изделием. При ужесточении требований, предъявляемым к перспективным объектам морской техники, повышаются требования к точности проводимых испытаний судовой трубопроводной арматуры, как источника акустического шума. С учетом того, что основное стендовое оборудование проектировалось и строилось более 30 лет назад, когда влияние внешних факторов (таких как воздействие вибрации, вызванное возросшей транспортной загруженностью и развитие метро) было не столь значительно, необходима комплексная проработка подходов, позволяющая повысить точность испытаний на имеющемся стендовом оборудовании, с учетом возросшего уровня внешних помех.

Балакший В.И., Купрейчик М.И., Манцевич С.Н., Пожар В.Э. «Акустооптические устройства на основе двуосных кристаллов ромбической сингонии» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 788-793 (2021)

Представлен детальный анализ акустооптического эффекта в двуосных кристаллах на примере кристаллов ромбической сингонии тетратиоарсената таллия и йодноватой кислоты. Определены оптимальные срезы кристаллов для таких акустооптических устройств, как дефлекторы и фильтры. Показана перспективность применения кристалла тетратиоарсената таллия для создания высокоэффективных акустооптических дефлекторов, а также квази-коллинеарных фильтров в ближнем и среднем инфракрасных диапазонах. Установлено, что спектральное разрешение акустооптических фильтров на основе такого варианта дифракции оказывается сопоставимым с разрешением квази-коллинеарных фильтров при равной длине акустооптического взаимодействия.

Курашкин К.В., Мишакин В.В., Кириков С.В., Гончар А.В., Клюшников В.А. «Изменение текстурно-зависимого акустического двулучепреломления в α-Fe и γ-Fe поликристаллах, вызванное пластической деформацией» Физическая мезомеханика: Международный журнал, 24, № 3, с. 76-81 (2021)

Исследовалась эволюция кристаллографической текстуры и связанного с ней изменения акустического двулучепреломления в процессе пластической деформации при одноосном растяжении металлического сплава. Результаты компьютерного моделирования для ортотропных α-Fe и γ-Fe поликристаллов сравниваются с экспериментальными данными для различных сталей. Установлено, что приращение акустического двулучепреломления сдвиговых упругих волн, вызванное изменением упругих свойств вследствие пластической деформации, является положительным для поликристалла α-Fe с ОЦК-решеткой и отрицательным для поликристалла γ-Fe с ГЦК-решеткой. Делается вывод, что этот эффект связан с различием между ОЦК- и ГЦК-решетками, имеющими разные плоскости скольжения и направления скольжения. Установлено, что рассеяние исходной ортотропной текстуры и критическое напряжение сдвига также влияют на изменение эффективных упругих свойств и, соответственно, на количественный прирост акустического двулучепреломления. Указанные факторы следует учитывать при оценке повреждения металлического сплава методом акустического двулучепреломления. Ключевые слова: пластическая деформация, поликристалл, акустическое двулучепреломление, кристаллографическая текстура, компьютерное моделирование

Курбатова Г.И., Клемешев В.А. «Математический аппарат обнаружения места утечки в газопроводах» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 27-41 (2021)

Предложен метод, позволяющий по данным измерений давления и расхода на выходе из газопровода рассчитать размер и координаты аварийной утечки газа, возникшей в результате разгерметизации газопровода. Метод основан на математической модели неизотермического установившегося течения смеси газов по газопроводу постоянного сечения. Метод является модификацией метода идентификации места утечки газа в скважине. Метод позволяет с высокой точностью рассчитать координаты утечки в широком диапазоне изменений расхода, давления и температуры газа на входе. В расчёте начального приближения использована характерная для широкого круга задач линейная зависимость координаты места утечки газа от давления на выходе. В работе приведены примеры расчёта координаты места утечки в газопроводах предложенным итерационным методом, продемонстрирована его сходимость. Приведен пример влияния погрешности задания давления на выходе на погрешность расчёта координаты места утечки. Предложенный математический аппарат обнаружения места утечки газа обобщается на обнаружение места утечки газа в скважинах и в морских газопроводах сверхвысокого давления.

Курц В.В., Ануфриев И.Е., Труфанов Д.О. «Модель автомобильного трафика с несколькими лидерами» Математическое моделирование, 33, № 5, с. 35-46 (2021)

Предложена новая микроскопическая модель автомобильного трафика, которая в явном виде учитывает время реакции водителя, а при вычислении ускорения принимаются во внимание сразу несколько впереди идущих транспортных средств. Данная модель основана на модели оптимальной скорости. Учёт времени запаздывания и взаимодействий сразу с несколькими лидерами позволяет воспроизвести динамику автомобилей с большей степенью правдоподобности. Выполнен анализ потоковой устойчивости стационарных решений. Ряд численных экспериментов подтверждает корректность полученных условий устойчивости. Исследован вопрос о влиянии количества лидеров на степень устойчивости транспортного потока, а также на пространственно-временные характеристики stop-and-go волн.

Шестакова Е.А., Иевлев В.О., Янбаев Р.М., Курылев Д.В. «Синтез слабонагруженной обшивки летательных аппаратов» Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева, 76, № 4, с. 11 (2020)

Впервые применен метод 3D-выращивания стрингеров напрямую из алюминиевых сплавов на поверхности обшивки летательного аппарата. Экспериментально подтверждена эффективность метода механической обработки посредством парных дисковых фрез стрингеров обшивки, синтезированных 3D-выращиванием. Ключевые слова: тонкостенные детали, алюминиевый сплав, послойная 3D-печать, обшивка летательных аппаратов, фрезерование, силы резания, колебания стенки.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. «Интерференционная структура шумового поля движущегося источника в высокочастотном диапазоне» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 907-912 (2021)

Представлены результаты высокочастотного эксперимента по локализации движущегося шумового источника с использованием одиночного векторно-скалярного приемника. Использовалась частотно-временная обработка, согласованная с интерференционной картиной, формируемой источником. Восстановлены временные зависимости пеленга, скорости, удаленности и глубины. Дано теоретическое объяснение экспериментальным данным.

Яковлева О.Е., Кушнаренко Г.П., Кузнецова Г.М. «Поведение электронной концентрации в ионосфере над Норильском в период спада солнечной активности» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 77-80 (2021)

Представлены результаты аппроксимации массива значений электронной концентрации Ne, полученных с помощью дигизонда в годы спада солнечной активности (2003–2006 гг.) на высокоширотной ст. Норильск (69.40° N, 88.10° E). Расчеты выполнены по авторской полуэмпирической модели с использованием новых коэффициентов, рассчитанных конкретно для ст. Норильск. Получены высотные изменения годовых вариаций дневной Ne на высотах слоя F1 ионосферы (120–200 км). Аппроксимация экспериментальных данных вполне удовлетворительно описывает Ne на указанных высотах. Тем не менее наблюдаются периоды, когда существуют достаточно отчетливые отклонения модельных величин от эксперимента. Присутствие в эти периоды значительных геомагнитных возмущений, возможно, является одной из причин таких отклонений.

Кушнаренко Г.П., Яковлева О.Е., Кузнецова Г.М. «Признаки аномального поведения ионосферы в 2003–2014 гг. на высотах слоя F1 над Иркутском» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 81-87 (2021)

Обнаружено аномальное повышение электронной концентрации Ne в зимние месяцы над Иркутском в отдельные годы периода 2003–2014 гг. Эффект проявился при сравнении экспериментальных значений, полученных с помощью Иркутского дигизонда, с модельными расчетами на высотах слоя F1 (120–200 км). Были найдены две аномальные временные зоны. Первая включает в себя 2003– 2006 гг. и прилегает к периоду минимума солнечной активности. В этой зоне 2003 г. – год максимального проявления зимнего повышения Ne по всему периоду исследований. Вторая аномальная зона – 2012, 2013, 2014 гг. – включает в себя год максимума солнечной активности. Мы исследовали возможные причины, влияющие на изменение Ne зимой на высотах слоя F1 во все рассматриваемые годы. Обнаружено, что основным фактором, вызывающим зимние аномальные повышения Ne, являются значительные геомагнитные возмущения в отмеченные временные зоны.