Сабитов К.Б., Фадеева О.В. «Начально-граничная задача для уравнения вынужденных колебаний консольной балки» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 25, № 1, с. 51-66 (2021)

Изучена начально-граничная задача для уравнения вынужденных колебаний консольно закрепленной балки. Такое линейное дифференциальное уравнение четвертого порядка описывает изгибные поперечные колебания однородной балки при воздействии внешней силы при отсутствии вращательного движения при изгибе. Методом разделения переменных построена система собственных функций одномерной спектральной задачи, которая является ортогональной и полной в пространстве квадратично-суммируемых функций. Единственность решения начально-граничной задачи доказана двумя способами – с применением интеграла энергии и с использованием свойства полноты системы собственных функций. Решение задачи вначале найдено при отсутствии внешней силы и однородных граничных условиях, а затем рассмотрен общий случай при наличии внешней силы и неоднородных граничных условиях. В обоих случаях решение задачи построено в виде суммы ряда Фурье. Получены оценки коэффициентов этих рядов и системы собственных функций. На основании установленных оценок найдены достаточные условия на начальные функции, выполнение которых обеспечивает равномерную сходимость построенных рядов в классе регулярных решений уравнения колебаний балки, т.е. доказаны теоремы существования решения поставленной начально-граничной задачи. Установлена устойчивость решений начально-граничной задачи в зависимости от начальных данных и правой части рассматриваемого уравнения в классах квадратично-суммируемых и непрерывных функций.

Савченко А.В., Савченко В.В. «Масштабно-инвариантная модификация COSH-расстояния для измерения искажений речевого сигнала в режиме реального времени» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 64, № 6, с. 350-361 (2021)

Рассмотрена новая мера искажений звуков речи диктора, инвариантная к коэффициенту усиления речевого сигнала в канале связи. Исследованы ее свойства в сравнении с наиболее близкими из аналогов. Доказан ряд теоретических положений. Показано, что новая мера объединяет в себе преимущества симметричной формы расстояния Итакуры в отношении помехоустойчивости автоматической обработки речи, с одной стороны, и COSH-расстояния в отношении чувствительности к искажениям речевого сигнала, с другой. С использованием авторского программного обеспечения поставлен и проведен эксперимент. Даны оценки зависимости новой меры от отношения сигнал–шум. Показано, что в логарифмическом отображении данная зависимость имеет близкий к линейному характер. Полученные результаты предназначены для использования при разработке новых, и модернизации существующих систем и технологий цифровой обработки сигналов и анализа качества речи в условиях действия шума.

Савченко А.В., Савченко В.В. «Масштабно-инвариантная модификация COSH-расстояния для измерения искажений речевого сигнала в режиме реального времени» Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 64, № 6, с. 350-361 (2021)

Рассмотрена новая мера искажений звуков речи диктора, инвариантная к коэффициенту усиления речевого сигнала в канале связи. Исследованы ее свойства в сравнении с наиболее близкими из аналогов. Доказан ряд теоретических положений. Показано, что новая мера объединяет в себе преимущества симметричной формы расстояния Итакуры в отношении помехоустойчивости автоматической обработки речи, с одной стороны, и COSH-расстояния в отношении чувствительности к искажениям речевого сигнала, с другой. С использованием авторского программного обеспечения поставлен и проведен эксперимент. Даны оценки зависимости новой меры от отношения сигнал–шум. Показано, что в логарифмическом отображении данная зависимость имеет близкий к линейному характер. Полученные результаты предназначены для использования при разработке новых, и модернизации существующих систем и технологий цифровой обработки сигналов и анализа качества речи в условиях действия шума.

Садовников А.В., Никитов С.А. «Энергоэффективные устройства обработки информационных сигналов на принципах магнонной стрейнтроники: исследование методом мандельштам-бриллюэновской спектроскопии» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 766-770 (2021)

Методами мандельштам-бриллюэновской спектроскопии магнитных материалов с пространственным и частотным разрешением показана возможность управления спин-волноводными режимами распространения сигнала деформации в латеральных массивах магнонно-кристаллических структур с пьезоэлектрическим слоем. Продемонстрирована возможность управления дипольной спин-волновой связью в латеральном массиве ферромагнитных полосок с помощью создания локальных деформаций в области локализации спин-волновых возбуждений. Показано, что при изменении абсолютной величины и знака электрического поля оказывается возможным эффективное управление свойствами распространяющихся спиновых волн и пространственным распределением интенсивности динамической намагниченности в латеральной структуре на частотах, находящихся в спектре поверхностных магнитостатических волн.

Садовникова В.А. «Структурные функции, отвечающие нульзвуковым возбуждениям» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 10, с. 1482-1486 (2021)

Рассмотрен отклик симметричной, нейтронной и асимметричной по изоспину ядерной материи на малое изовекторное внешнее поле V₀(ξ,κ). Показано, как отклик и структурные функции связаны с построенными ранее решениями дисперсионного нульзвукового уравнения в материи: ξ_si(κ), i=n,p,np.

Струминский А.Б., Григорьева И.Ю., Логачев Ю.И., Садовский А.М. «Солнечные электроны и протоны во вспышках с выраженной импульсной фазой» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1180-1184 (2021)

Рассмотрены вспышки с ярко выраженной импульсной фазой, а именно X9.7 (S18W63) 06.11.1997, X6.9 (N17W69) 09.08.2011 и X1.1 (S13W59) 06.07.2012, сопровождавшиеся быстрыми корональными выбросами, потоками релятивистских электронов и протонов >100 МэВ в межпланетном пространстве с подобными временными профилями. Интенсивности электронов и протонов не коррелировали с ускорениями и скоростями корональных выбросов, максимальными потоками нетеплового солнечного излучения. По-видимому, частицы ускорялись стохастически во многих элементарных актах, длительностью меньше самой вспышки, и захватывались вблизи ударного фронта. Потоки частиц определялись условиями их выхода в межпланетное пространство на постэруптивной фазе.

Попов А.Л., Садовский С.А. «О соответствии теоретических моделей продольных колебаний стержня экспериментальным данным» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 8, № 2, с. 270-281 (2021)

Известен ряд теоретических моделей для описания продольных колебаний стержня. Наиболее простая и распространенная модель основана на волновом уравнении. Менее распространенной является модель, учитывающая поперечное смещение (поправка Релея). Более совершенной считается модель Бишопа, учитывающая как поперечное смещение, так и деформацию сдвига. Казалось бы, чем совершеннее теоретическая модель, тем она лучше должна согласовываться с экспериментальными данными. Тем не менее при сравнении с реально определенным экспериментальным спектром продольных колебаний стержня на большой базе собственных частот оказывается, что это не совсем так. Причем в относительном проигрыше оказывается наиболее сложная модель Бишопа. Проведены сопоставления для длинного цилиндрического стержня, также затронуты вопросы уточнения скорости продольных волн и коэффициента Пуассона материала стержня с помощью экспериментально найденных частот. Ключевые слова: стержень, продольные колебания, волновое уравнение, поправка Релея, поправка Бишопа

Попов А.Л., Садовский С.А. «О соответствии теоретических моделей продольных колебаний стержня с кольцевыми дефектами экспериментальным данным» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 25, № 1, с. 97-110 (2021)

Рассматривается ряд теоретических моделей для описания продольных колебаний стержня. Наиболее простая и распространенная основана на волновом уравнении. Далее идет модель, учитывающая поперечное смещение (поправка Рэлея). Более совершенной считается модель Бишопа, учитывающая как поперечное смещение, так и деформацию сдвига. Казалось бы, чем совершеннее теоретическая модель, тем она лучше должна согласовываться с экспериментальными данными. Тем не менее при сравнении с реально определенным экспериментальным спектром продольных колебаний стержня на большой базе собственных частот оказывается, что это не совсем так. Причем в относительном проигрыше оказывается наиболее сложная модель Бишопа. Сопоставления проведены для стержня с малыми кольцевыми проточками, моделирующими поверхностные дефекты, который рассматривается как ступенчатый стержень. Затронуты также вопросы уточнения с помощью экспериментально найденных частот скорости продольных волн и коэффициента Пуассона материала стержня. Ключевые слова: ступенчатый стержень, продольные колебания, волновое уравнение, поправка Рэлея, поправка Бишопа, экспериментальные данные, сравнение

Садрисламов А.У. «Резонансные эффекты колебаний газового пузырька в невязкой и ньютоновской средах» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 5, с. 66-70 (2020)

Построена линейная математическая модель вынужденных колебаний пузырька газа в вязкой ньютоновской жидкости. Найдена собственная частота колебаний газового пузырька. Проведен численный анализ резонансных эффектов колебаний газового пузырька в данной среде, а также выполнено сравнение полученных результатов с имеющимися классическими для невязкой среды.

Искаков Б.А., Безноско Д., Жуков В.В., Садыков Т.Х., Салихов Н.М., Таутаев Е.М., Щепетов А.Л. «Геоакустическая эмиссия при прохождении через земную кору высокоэнергетических мюонов космического происхождения» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 1, с. 5-11 (2021)

Нерешенной проблемой традиционной сейсмологии на сегодняшний день остается выделение из потока регистрируемой многочисленными сейсмическими датчиками информации строго определенного сигнала о приближении конкретного во времени и пространстве катастрофического землетрясения. Такой сигнал обычно теряется на постоянном фоне от большого числа других событий. На рубеже 1980–1990-х гг. учеными из Физического института и Института физики Земли была разработана предварительная концепция нового перспективного направления в сейсмологии. Для прогноза землетрясений используются сигналы от упругих колебаний в акустическом диапазоне частот, которые сигналы могут генерироваться под воздействием ионизации. Ионизация образуется в момент прохождения мюонов высокой энергии через сейсмически напряженную среду в глубинных слоях земной коры. Есть надежда, что этот метод может стать одним из способов прогнозирования землетрясении в будущем. Ключевые слова: акустическая эмиссия; мюоны; сейсмология; Земля; космические лучи; микрофон.

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.

Сажин М.В., Сафонова М.В., Семенцов В.Н. «Применение рельсотрона Арцимовича для возвращения с Луны» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 3, с. 50-53 (2021)

Рассматриваются нетрадиционные метода доставки полезных грузов с Луны на Землю. Обсуждается две схемы – при помощи космического лифта и разгонного устройства – рельсотрона Арцимовича. Оценивается энергия, необходимая для вывода полезного груза на низкую лунную орбиту, а также в точку либрации L₁ системы Земля–Луна. Делается вывод о том, что рельсотрон является более выгодным методом, чем космический лифт, а также традиционная реактивная техника.

Сазонникова Н.А., Мордасов В.И., Гребнев Д.Н. «Лазерно-вибрационная дефектосокопия многослойных сотовых оболочек с использованием эффекта обратной связи в полупроводниковых лазерах» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 2, № 1, с. 28-37 (2015)

Композиционные материалы, обладающие уникальным комплексом физико-механических характеристик, все шире применяются в аэрокосмической промыщленности. Поскольку традиционные способы выявления дефектов не всегда оказываются достаточно производительными и чувствительными, актуальной задачей является разработка методов и средств контроля изделий из композиционных материалов. Целесообразно использовать методы виброакустической диагностики, которая позволяет не только обнаружить дефекты, но и распознавать их. Для исключения дрейфа рабочих характеристик измерительной системы и повышения её чувствительности целесообразно совмещение функций источника излучения и приемника в одном элементе при использовании автодинной системы на основе полупроводникового лазера. Использование высших спектральных гармоник автодинного сигнала позволяет определять расстояния до объекта и амплитуду перемещений и вибраций.

Игнатов А.И., Сазонов В.В. «Исследование установившихся движений искусственного спутника Земли в режиме одноосной магнитной ориентации» Космические исследования, 59, № 2, с. 135-148 (2021)

Исследовано вращательное движение осесимметричного искусственного спутника с постоянным магнитом под действием механического момента, создаваемого влиянием на магнит магнитного поля Земли (МПЗ). Орбитальное движение спутника рассчитывается с учетом нецентральности гравитационного поля Земли и сопротивления атмосферы, собственный магнитный момент спутника параллелен оси симметрии. Построены установившиеся движения спутника, в которых эта ось составляет малый угол с вектором напряженности МПЗ. В качестве модели МПЗ используется модель IGRF. Показана возможность аппроксимации таких движений последовательностью периодических решений модифицированных уравнений движения. Установившиеся движения содержат две базисные частоты – орбитальную и угловую скорость вращения Земли. Периодические решения имеют орбитальный период, но спектр составленной из них аппроксимирующей последовательности практически совпадает со спектром исходного установившегося режима.

Беляев М.Ю., Матвеева Т.В., Монахов М.И., Рулев Д.Н., Сазонов В.В. «Реконструкция вращательного движения кораблей прогресс в режиме одноосной солнечной ориентации по данным измерений тока солнечных батарей» Космические исследования, 59, № 2, с. 149-164 (2021)

Реконструировано неуправляемое вращательное движение транспортных грузовых кораблей Прогресс М-24М и М-25М в режиме одноосной солнечной ориентации (так называемая закрутка на Солнце). Начальные условия движения в этом режиме – закрутка корабля с угловой скоростью 2.2–2.4 град/с вокруг нормали к плоскости солнечных батарей, направленной на Солнце. Продолжительность режима – несколько орбитальных витков. Реконструкция выполнена с помощью интегральной статистической методики по телеметрическим значениям тока, снимаемого с его солнечных батарей. В результате определяется вращательное движение корабля относительно направления Земля–Солнце. Проведено исследование спектра колебаний тока во время закрутки, поясняющее возможность реконструкции на основании таких, на первый взгляд, малоинформативных данных.

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

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

Сазонов Вас.В. «Математическое моделирование работы солнечных батарей космического аппарата» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 87-107 (2021)

Рассматривается подход к математическому моделированию работы солнечных батарей орбитального космического аппарата, учитывающий возможное затенение поверхности солнечных батарей элементами конструкции внешней поверхности космического аппарата. В работе разбираются две модели функционирования солнечной батареи: первая – на основе решения диодного уравнения, вторая – учитывающая только площадь освещенной части солнечной батареи и угол падения солнечных лучей на ее плоскость. Отыскание освещенных участков солнечных батарей производится с использованием интерактивной геометрической модели внешней поверхности космического аппарата методом трассировки лучей. Проведено сравнение двух предложенных моделей, приводятся примеры, в которых каждая из моделей является предпочтительной. Сила тока, вырабатываемого солнечной батареей, вычисленная при помощи предложенной математической модели, сравнивается с данными, полученными при обработке телеметрической информации, полученной с борта Служебного модуля «Звезда» Международной космической станции.

Сазонов С.В. «Ультразвуковой диссипативный солитон в неравновесном парамагнитном кристалле» Письма в ЖЭТФ, 113, № 9, с. 612-619 (2021)

Исследовано распространение ультразвукового импульса гигагерцового диапазона в низкотемпературном кристалле, содержащем парамагнитные ионы с инверсной населенностью зеемановских подуровней резонансного спин-фононного перехода. В приближении быстрой фазовой релаксации для локальной относительной деформации импульса получено интегро-дифференциальное параболическое уравнение с нелинейным автономным источником и необратимыми потерями. Найдено и детально проанализировано точное аналитическое решение этого уравнения в виде диссипативного солитона с несимметричным временным профилем. Скорость солитона близка к линейной групповой скорости ультразвука. Показано, что такой солитон может сформироваться только при условии, что помимо потерь, обусловленных фазовой релаксацией спин-фононных переходов, присутствуют необратимые потери, которые вызваны процессами, не связанными со спин-фононными переходами.

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

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

Искаков Б.А., Безноско Д., Жуков В.В., Садыков Т.Х., Салихов Н.М., Таутаев Е.М., Щепетов А.Л. «Геоакустическая эмиссия при прохождении через земную кору высокоэнергетических мюонов космического происхождения» Вестник Пермского университета. Серия: Физика, № 1, с. 5-11 (2021)

Нерешенной проблемой традиционной сейсмологии на сегодняшний день остается выделение из потока регистрируемой многочисленными сейсмическими датчиками информации строго определенного сигнала о приближении конкретного во времени и пространстве катастрофического землетрясения. Такой сигнал обычно теряется на постоянном фоне от большого числа других событий. На рубеже 1980–1990-х гг. учеными из Физического института и Института физики Земли была разработана предварительная концепция нового перспективного направления в сейсмологии. Для прогноза землетрясений используются сигналы от упругих колебаний в акустическом диапазоне частот, которые сигналы могут генерироваться под воздействием ионизации. Ионизация образуется в момент прохождения мюонов высокой энергии через сейсмически напряженную среду в глубинных слоях земной коры. Есть надежда, что этот метод может стать одним из способов прогнозирования землетрясении в будущем. Ключевые слова: акустическая эмиссия; мюоны; сейсмология; Земля; космические лучи; микрофон.

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

Фадин И.А., Янов С.В., Самохвалов О.А. «Методика обоснования баллистической структуры орбитального сегмента системы мониторинга космического пространства» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 3, с. 155-165 (2019)

Активное использование космического пространства породило проблему его засорения верхними ступенями ракет-носителей, закончившими срок активного существования космическими аппаратами (КА) (так называемым космическим мусором), что представляет угрозу для активных КА. Наиболее действенным на современном этапе способом защиты КА от объектов космического мусора является выбор соответствующих параметров орбит, исключающих возможность столкновения. Для этого необходимо обладать информацией о параметрах движения космических объектов (КО). Задача определения параметров движения КО решается с использованием системы контроля космического пространства (СККП). Отечественная СККП в настоящее время располагает только средствами наземного базирования, расположенными на территории РФ и стран ближнего зарубежья, что не позволяет оперативно определять параметры движения космических объектов (КО) над западным и южным полушариями. Особую актуальность задача контроля КО имеет в области космического пространства, соответствующей низким околоземным орбитам (до высоты 2000 км), где уже имели место столкновения между КА, породившие большое количество обломков, которые, в свою очередь, представляют новую угрозу для российских КА. Для парирования перспективных угроз отечественной орбитальной группировке, связанных с возможным образованием новых обломков в результате столкновений или самопроизвольных разделений (например, в результате взрыва) существующих КО, требуется оперативно определять параметры движения вновь возникающих КО. Задачу оперативного контроля параметров движения КО предлагается решать путём создания орбитального сегмента (ОС) системы мониторинга космического пространства (СМКП). Созданию указанного сегмента должна предшествовать разработка научно-методического аппарата обоснования баллистической структуры ОС СМКП. Предлагаемая методика основана на решении оптимизационной задачи, в которой в качестве целевой функции используется зависимость потребного числа космических аппаратов-измерителей от качественных показателей мониторинга космического пространства.

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

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

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

Аникин А.А., Дьячкова М.В., Литвак М.Л., Митрофанов И.Г., Мокроусов М.И., Никифоров С.Ю., Санин А.Б. «Перспективный эксперимент с гамма-спектрометром на борту мобильного космического аппарата для изучения элементного состава вещества Луны, Марса и других небесных тел без атмосферы или с тонкой атмосферой» Космические исследования, 59, № 1, с. 44-50 (2021)

Предложена новая концепция космического эксперимента с гамма-спектрометром на борту мобильного космического аппарата для изучения состава вещества Луны, Марса и других небесных тел без атмосферы или с тонкой атмосферой на основе метода меченых заряженных частиц галактических космических лучей. Предложенная методика позволяет практически полностью исключить фон гамма-излучения от космического аппарата, на борту которого установлен прибор, и значительно повысить пространственное разрешение при изучении элементного состава вещества вдоль трассы движения мобильного космического аппарата.

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.

Николаев Д.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Определение и компенсация перекоса осей трехкоординатных систем позиционирования с помощью метода акустической голографии» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 854-862 (2021)

Для измерений акустических полей широко применяются автоматические системы позиционирования. На практике при механической сборке и эксплуатации ортогональность механических осей систем может нарушаться, что приводит к заметным ошибкам в определении структуры поля. Приводятся результаты исследования нового прецизионного способа измерения углов между механическими осями и коррекции вносимых ими ошибок с помощью метода акустической голографии.

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

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.

Сапунков Я.Г., Челноков Ю.Н. «Решение задачи оптимального вывода на орбиту космического аппарата с использованием реактивного ускорения и солнечного паруса в переменных Кустаанхеймо–Штифеля» Космические исследования, 59, № 4, с. 327-338 (2021)

Решена с помощью принципа максимума Понтрягина и переменных Кустаанхеймо–Штифеля пространственная задача оптимального вывода на заданную орбиту космического аппарата, управляемого с помощью солнечного паруса и ограниченного или импульсного реактивного ускорения центра масс КА. Минимизируемый функционал представляет собой линейную комбинацию с весовыми множителями двух критериев: времени и интегральной суммы величин импульсов реактивного ускорения центра масс КА, затраченных на процесс управления. Приведены первые интегралы уравнений задачи и формулы для определения приращений фазовых и сопряженных переменных под действием сообщаемого импульса реактивного ускорения. Получены численные решения задачи для ограниченного или импульсного ускорения при наличии солнечного паруса или при его отсутствии. Дана оценка влияния наличия солнечного паруса на длительность процесса, на суммарный импульс величины реактивного ускорения и на величину минимизируемого функционала. Рассмотрены случаи коррекции орбиты и случаи, когда элементы новой орбиты существенно отличаются от элементов начальной орбиты КА. Установлена оптимальность реактивного ускорения, ортогонального к плоскости оскулирующей орбиты КА, для рассмотренных малых значений отклонений угловых элементов орбиты от их начальных значений, т.е. оптимальность такого ускорения в рассмотренных примерах задачи коррекции угловых элементов орбиты КА.

Сасорова Е.В., Левин Б.В. «О связи вариаций скорости вращения Земли и ее сейсмической активности. Вступление Земли в новую фазу уменьшения угловой скорости вращения» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 20, № 4, с. 91-100 (2017)

Cейсмическая активность Земли демонстрирует отчетливую неравномерность (неоднородность) как в пространстве, так и во времени. Периоды усиления сейсмической активности (СА) сменяются периодами ее спада. Усиление СА в одном регионе может сопровождаться ее ослаблением в другом. В работе впервые сделана попытка определить влияние низкочастотных составляющих вариаций угловой скорости вращения Земли на динамику ее сейсмической активности. Анализ временных рядов плотности сейсмических событий и вариаций скорости вращения Земли длительностью около 300 лет показывает, что каждый этап уменьшения угловой скорости вращения (торможения) сопровождается увеличением плотности сейсмических событий, а этапы увеличения угловой скорости вращения (разгона) сопровождаются уменьшением плотности событий. В настоящее время Земля входит в начальную фазу нового процесса торможения, что может привести к усилению глобальной сейсмической активности.

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

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.

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

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

Сажин М.В., Сафонова М.В., Семенцов В.Н. «Применение рельсотрона Арцимовича для возвращения с Луны» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 3, с. 50-53 (2021)

Рассматриваются нетрадиционные метода доставки полезных грузов с Луны на Землю. Обсуждается две схемы – при помощи космического лифта и разгонного устройства – рельсотрона Арцимовича. Оценивается энергия, необходимая для вывода полезного груза на низкую лунную орбиту, а также в точку либрации L₁ системы Земля–Луна. Делается вывод о том, что рельсотрон является более выгодным методом, чем космический лифт, а также традиционная реактивная техника.

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.

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

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)

Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А., Рычков А.В., Сахнов Е.Н., Фещенко Я.В., Богати С.Р., Тетеркин А.В. «Актуальность применения подводных маркеров на основе нелинейных эффектов» Безопасность жизнедеятельности, № 8, с. 41-44 (2021)

Рассмотрены современные средства гидроакустического маркирования подводных объектов. Применение подводных маркеров (подводных маяков) повышает безопасность выполнения подводно-технических работ. Предложено использовать нелинейные эффекты для создания пассивного маркера-отражателя. Возможность работы такого маркера без источника питания позволяет сделать продолжительность его функционирования под водой практически неограниченной. Ключевые слова: гидроакустика, подводные маркеры

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.

Богомолов В.В., Богомолов А.В., Дементьев Ю.Н., Еремеев В.Е., Жарких Р.Н., Июдин А.Ф., Максимов И.А., Оседло В.И., Прохоров М.И., Свертилов С.И. «Научно-образовательный космический эксперимент на спутниках СириусСат-1, 2» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 125-134 (2020)

Представлены результаты научно-образовательного эксперимента, осуществленного в России на космических аппаратах СириусСат-1,2, выполненных в формате «кубсат 1U+». Работа над созданием этих спутников была начата в июле 2017 г. в ходе проектной смены образовательного центра «Сириус» (г. Сочи) с участием школьников. Техническую поддержку проекта в части полезной нагрузки, научных задач и подготовки данных осуществляет НИИЯФ МГУ, в части платформы спутника и наземного комплекса – частная российская космическая компания «Спутникс». Запуск двух аппаратов СириусСат-1,2 был произведен 15 авгyста 2018 г. космонавтами с МКС. Полезной нагрузкой СириусСат служит детектор на основе нескольких оптически соединенных сцинтилляторов, осуществляющий регистрацию заряженных частиц и γ-квантов в диапазоне энерговыделений 0.3–3 МэВ. Режим измерений предусматривает как ежесекундный мониторинг, так и подробный режим с фиксацией энергии каждой частицы или кванта, а также соответствующего момента времени с микросекундной точностью. С каждого спутника ежедневно поступает ∼100 кб научных данных, размещенных в открытом доступе на сервере космической погоды НИИЯФ МГУ. В полете проводится исследование вариаций потоков высыпающихся и квазизахваченных электронов внешнего радиационного пояса Земли и на границе Южно-Атлантической Аномалии, изучение динамики потоков частиц и гамма-квантов в зависимости от геомагнитных условий. Дополнительные возможности дает анализ прохождения областей захваченных и высыпающихся частиц двумя близко летящими спутниками.

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.

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.

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.

Стожков Ю.И., Махмутов В.С., Базилевская Г.А., Свиржевский Н.С., Свиржевская А.К., Филиппов М.В. «Модуляционные эффекты в космических лучах в период аномально низкой солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1359-1361 (2021)

Обсуждается долговременная вариация галактических космических лучей в положительных и отрицательных фазах 22-летнего солнечного магнитного цикла, в том числе в период аномально низкой солнечной активности 2008–2020 гг. В отрицательные фазы имеет место пересоединение магнитных силовых линий солнечного и галактического магнитных полей. В положительные фазы существует магнитный барьер между этими полями, который необходимо учитывать при описании модуляции галактических космических лучей.

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.

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.

Стожков Ю.И., Махмутов В.С., Базилевская Г.А., Свиржевский Н.С., Свиржевская А.К., Филиппов М.В. «Модуляционные эффекты в космических лучах в период аномально низкой солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1359-1361 (2021)

Обсуждается долговременная вариация галактических космических лучей в положительных и отрицательных фазах 22-летнего солнечного магнитного цикла, в том числе в период аномально низкой солнечной активности 2008–2020 гг. В отрицательные фазы имеет место пересоединение магнитных силовых линий солнечного и галактического магнитных полей. В положительные фазы существует магнитный барьер между этими полями, который необходимо учитывать при описании модуляции галактических космических лучей.

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.

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.

Мосин Д.А., Северенко А.В., Уртминцев И.А. «Методика выбора основных проектных параметров перспективного низкоорбитального малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли» Авиакосмическое приборостроение, 25, № 6, с. 3-12 (2021)

Предложена методика выбора основных проектных параметров малого космического аппарата, относящаяся к классу задач дискретной комбинаторики. Рассмотрены требования, определяющие облик малого космического аппарата. Определены основные проектные параметры, которые в наибольшей степени определяют проектный облик малого космического аппарата и гарантируют выполнение целевых функций. Предложено решение задачи выбора целевой аппаратуры и бортовых обеспечивающих систем минимальной массы малого космического аппарата. Ключевые слова: малый космический аппарат, требования, проектные параметры, целевая аппаратура, бортовая аппаратура. DOI: 10.25791/aviakosmos.6.2021.1221

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.

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)

Борзунов С.В., Семенов М.Е., Сельвесюк Н.И., Мелешенко П.А., Соловьев А.М. «Стохастическая модель гистерезисного преобразователя с доменной структурой» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 60-86 (2021)

Работа посвящена обобщению одной из самых «популярных» конструктивных моделей гистерезиса – преобразователя Прейзаха (континуальная система неидеальных реле, соединенных параллельно). Во многих прикладных задачах, связанных с моделированием гистерезисных эффектов, где априори предполагается доменная структура носителей гистерезисных свойств (многократное перемагничивание ферромагнитных составляющих электромагнитных систем, поляризация сегнетоэлектрика в зависимости от напряженности электрического поля, зависимость занятости от цены на монотоварных рынках и др.), приходится сталкиваться с необходимостью учитывать неопределенности в реакциях отдельных доменов на внешнее воздействие. В настоящей работе предложен инструментальный метод, позволяющий учитывать такие неопределенности посредством стохастических моделей элементарных носителей гистерезисных свойств. Рассмотрены основные свойства дискретной и континуальной систем реле, параметры которых трактуются как случайные величины, при этом выход системы реле представляется как случайный процесс. Исследована корректность определения, в частности, установлена независимость выхода (случайного процесса) от способа дискретизации в рамках предельного перехода от конечной к континуальной системе неидеальных реле, а также установлена управляемость и монотонность (в рамках соответствующего определения) стохастического аналога преобразователя Прейзаха.

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

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

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

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

Борзунов С.В., Семенов М.Е., Сельвесюк Н.И., Мелешенко П.А., Соловьев А.М. «Стохастическая модель гистерезисного преобразователя с доменной структурой» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 60-86 (2021)

Работа посвящена обобщению одной из самых «популярных» конструктивных моделей гистерезиса – преобразователя Прейзаха (континуальная система неидеальных реле, соединенных параллельно). Во многих прикладных задачах, связанных с моделированием гистерезисных эффектов, где априори предполагается доменная структура носителей гистерезисных свойств (многократное перемагничивание ферромагнитных составляющих электромагнитных систем, поляризация сегнетоэлектрика в зависимости от напряженности электрического поля, зависимость занятости от цены на монотоварных рынках и др.), приходится сталкиваться с необходимостью учитывать неопределенности в реакциях отдельных доменов на внешнее воздействие. В настоящей работе предложен инструментальный метод, позволяющий учитывать такие неопределенности посредством стохастических моделей элементарных носителей гистерезисных свойств. Рассмотрены основные свойства дискретной и континуальной систем реле, параметры которых трактуются как случайные величины, при этом выход системы реле представляется как случайный процесс. Исследована корректность определения, в частности, установлена независимость выхода (случайного процесса) от способа дискретизации в рамках предельного перехода от конечной к континуальной системе неидеальных реле, а также установлена управляемость и монотонность (в рамках соответствующего определения) стохастического аналога преобразователя Прейзаха.

Сажин М.В., Сафонова М.В., Семенцов В.Н. «Применение рельсотрона Арцимовича для возвращения с Луны» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 3, с. 50-53 (2021)

Рассматриваются нетрадиционные метода доставки полезных грузов с Луны на Землю. Обсуждается две схемы – при помощи космического лифта и разгонного устройства – рельсотрона Арцимовича. Оценивается энергия, необходимая для вывода полезного груза на низкую лунную орбиту, а также в точку либрации L₁ системы Земля–Луна. Делается вывод о том, что рельсотрон является более выгодным методом, чем космический лифт, а также традиционная реактивная техника.

Семеренко А.В. «Ультразвуковой дефектоскоп HARFANG WAVE. Что нового?» Территория NDT. Международный журнал по неразрушающему контролю, № 2, с. 4 (2021)

Обновленная версия ультразвукового дефектоскопа HARFANG WAVE позволяет пользователю создавать, редактировать и просматривать интерактивные отчеты по проведению контроля непосредственно на дисплее прибора на рабочем месте (см. рисунок). Процедура создания отчета проста. При обнаружении дефекта оператор сохраняет в памяти прибора скриншоты и при завершении работы, используя специальные возможности дефектоскопа, генерирует отчет. При этом в него вносятся комментарии и дается описание дефектов. Оператор может добавлять в отчет данные о компании, дефектоскописте, название объекта контроля, тип калибровочного блока, критерии отбраковки. Информация, относящаяся к настройке дефектоскопа, заполняется автоматически. Тем не менее некоторые параметры могут быть скорректированы, позволяя учесть непредвиденные обстоятельства, возникшие во время контроля. Отчет генерируется в формате pdf. Его можно просмотреть на дисплее и сразу с прибора отправить по электронной почте, используя WiFi, для согласования руководителю, эксперту или заказчику. Преимущества предлагаемой технологии создания отчетов прямо на рабочем месте заключаются в следующем: 1) уменьшается несоответствие между результатами, полученными при контроле, и данными, внесенными в отчет, так как еще не забыты детали контроля; 2) оператор может подтвердить или пересмотреть результаты, проведя повторный контроль в сомнительных случаях; 3) увеличивается производительность контроля, так как уменьшается время на подготовку отчета и остается больше времени на проведение контроля; 4) за счет упрощения процедуры отправки отчета по электронной почте ускоряется взаимодействие между исполнителем и заказчиком. При этом отпадает необходимость использования компьютера

Семиколенов А.В. «Моделирование давления идеального газа на плоскую поверхность с небольшим углублением» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 168-171 (2021)

Бублик С.А., Семин М.А. «Численное моделирование фильтрации смеси пар–вода–нефть при паротепловом воздействии на пласт» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 108-128 (2021)

Представлена математическая модель и алгоритм численного моделирования фильтрации трехфазной смеси пар–вода–нефть в пористом пласте при паротепловом воздействии на него. Рассматривается двумерная постановка задачи, конвективный и диффузионный механизмы тепло- и массопереноса смеси. Физические свойства пласта принимаются однородными и изотропными, явный учет трещиноватости пласта не производится. Свойства пара и воды считаются не зависящими от термодинамических параметров системы. Физические свойства нефти также не зависят от термодинамических параметров системы за исключением динамической вязкости, которая является функцией температуры. Для описания изменения паро-, водо- и нефтенасыщенности используются нестационарные балансовые соотношения для каждой фазы. Из этих соотношений и закона фильтрации Дарси получено уравнение пьезопроводности для расчета распределения давления. Расчет температуры смеси осуществляется с помощью уравнения теплопроводности в рамках гипотезы о квазиравновесном тепловом состоянии всех рассматриваемых фаз и единой температуре. В модели также учитываются фазовые переходы между паром и водой. Для этого используется модель W.H. Lee. Пространственная дискретизация полученных уравнений осуществлялась методом конечных объёмов, а дискретизация по времени – с помощью прямой схемы Эйлера. Поскольку используемые балансовые уравнения являются нелинейными, то для их численного решения применен метод Ньютона. С помощью построенной численной схемы проведено моделирование фильтрации трехфазной смеси пар-вода-нефть через пористый пласт в условиях парогравитационного дренирования. В ходе анализа результатов моделирования показаны особенности предложенного численного метода, возникающие при учёте фазового перехода между паром и водой.

Сенкевич Ю.И., Гапеев М.И. «Среда визуального проектирования макетов обработки и анализа сигналов акустической и электромагнитной эмиссий» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 22, № 2, с. 71-84 (2018)

Представлена прикладная технология визуального проектирования, и создания настраиваемой программно-аппаратной среды исследования сигналов электромагнитной и акустической эмиссии. Технология обеспечивает доступный и интуитивно понятный режим компьютерного проектирования на базе законченных аппаратных и программных модулей, подключаемых к рабочей среде через универсальный интерфейс. Технология включает все этапы разработки и испытания инструментальных средств от схематичного представления идеи проведения эксперимента до физического воплощения действующего макета методом блочной виртуальной сборки посредством полуавтоматического согласования интерфейсов подключенных аппаратных и программных модулей. Внедрение данной среды позволит сотрудникам научных лабораторий избежать необходимости изучения и использования трудоемких сред и языков программирования, используемых специфических устройств и приборов этих лабораторий, позволит обеспечить единообразное представление и понимание структуры эксперимента в команде, а также избежать фактического монтажа и реконструкции собранных экспериментальных макетов путем визуальной перерисовки их структурных схем. Разрабатываемая технология проходит апробацию совершенствование в лаборатории акустических исследований Института космофизических исследований и распространения радиоволн (ИКИР ДВО РАН)

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.

Борисов В.И., Никитин А.С., Прокопенко Е.Н., Сергеев С.С. «Акустическое поле излучения пьезопреобразователя в виде двухмерной прямоугольной фазированной решетки» Вестник Белорусско-Российского университета, № 2, с. 58-67 (2021)

Методом численного анализа рассчитано акустическое поле излучения акустических преобразователей в виде квадратных двухмерных фазированных акустических решеток. Показано, что при изменении сдвига фаз на отдельных пьезоэлементах решетка может работать не только в режиме фокусировки акустических волн на акустической оси решетки, но и во внеосевых точках. В результате фокусировки в акустическом поле излучения решетки кроме основного акустического пучка в заданной точке пространства наблюдаются дополнительные пучки, по величине соизмеримые с основным. Ключевые слова: акустическое поле, акустическая фазированная решетка, пьезоэлектрический преобразователь, акустическая ось, дальняя зона, ближняя зона, акустическая волна, акустическое давление, фокальная плоскость, фокус.

Мингалев О.В., Сецко П.В., Мельник М.Н., Мингалев И.В., Малова Х.В., Мерзлый А.М. «Силовой баланс в токовых слоях в бесстолкновительной плазме» Солнечно-земная физика, 7, № 2, с. 12-23 (2021)

Выводится дивергентная форма уравнения силового баланса для бесстолкновительной плазмы в приближении квазинейтральности, при котором исключены электрическое поле и плотность тока. Для стационарного пространственно одномерного токового слоя с постоянной нормальной компонентой магнитного поля и замагниченными электронами впервые получена форма этого уравнения в виде закона сохранения. Уравнение в такой форме необходимо для правильной постановки граничных условий при моделировании несимметричных токовых слоев, а также для контроля стационарности получаемого в моделях численного решения. Кроме того, рассматривается выполнение этого уравнения для двух типов стационарных конфигураций тонкого токового слоя, которые получены при помощи численной модели. Выведенное уравнение позволяет разрабатывать модели несимметричных токовых слоев, в частности, токовых слоев на флангах магнитопаузы в хвосте магнитосферы.

Бритенков А.К., Машукова О.В., Боголюбов Б.Н., Сибирцова Е.Н., Скуратовская Е.Н., Мельник А.В., Силаков М.И. «Методика исследования влияния низкочастотных акустических полей высокой интенсивности на морские светящиеся планктонные организмы» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 65-77 (2021)

Акустическое загрязнение является опасной антропогенной нагрузкой на экосистемы Мирового океана. В настоящее время гидроакустические излучатели широко используются для решения разнообразных научных и прикладных задач, уже не ограничиваясь традиционными задачами дальней звукоподводной связи, телеуправления, освещения подводной обстановки, акустической термометрии океанского климата, мониторинга подводных объектов, геолого-, сейсмо- и рыбопромысловой разведки. Во многих из перечисленных приложений, в частности в задачах обеспечения дальней звукоподводной связи, а также при проведении геолого- и сейсморазведки, необходимы мощные источники низкочастотных гидроакустических полей. Создаваемое такими гидроакустическими излучателями звуковое давление достигает нескольких тысяч, а в некоторых случаях – десятков тысяч Па (приведённых к 1 м). Воздействие звуковых полей такой интенсивности на гидробионтов практически не изучено. Основной проблемой подобных исследований является сложность регистрации результатов воздействия мощных акустических полей на морские экосистемы. Настоящая работа посвящена разработке методики проведения исследований влияния мощных низкочастотных звуковых полей на светящиеся планктонные морские организмы. Методика основана на определении параметров биолюминесценции, являющейся одним из важнейших индикаторов функционального состояния гидробионтов.

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.

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

Астахов С.А., Бирюков В.И., Сизов Г.А. «Методика определения акустических характеристик камер сгорания ракетного двигателя твердого топлива» Сибирский аэрокосмический журнал, 22, № 2, с. 302-315 (2021)

С проблемой акустической неустойчивости горения сталкиваются многие разработчики новых ракетных двигателей твердого топлива больших тяг. Явление резонансного горения твердого топлива сопряжено с рядом специфических особенностей. Полости камер сгорания таких двигателей имеют сложные геометрические формы. Газовый канал выполняется достаточно протяженным. Его длина обычно превышает пять и более калибров. Толщина фронта пламени измеряется микрометрами и зона горения локализуется по открытой поверхности топлива. Фронт пламени зачастую оказывается способным усиливать возмущения давления на частоте одной из собственных акустических мод, если пучность волны приходится на тонкую зону горения. Колебательный процесс может быть регулярным или спорадическим. Чаще всего наблюдаются резонансы продольной акустической моды. Однако встречались случаи колебания одновременно двух мод. В некоторых случаях в процессе работы двигателя амплитуда возникших колебаний начинала уменьшаться и процесс горения становился почти квазистационарным. Автоколебательные процессы в камерах сгорания РДТТ имеют пороговую чувствительность к забросам давления. Амплитуды колебаний могут составлять несколько десятков процентов, порой достигая номинального рабочего давления в камере. Амплитудно-частотные характеристики колебаний чувствительны к составу топлива, откликаясь на изменения химического состава, а также и на механические свойства топлива. Области неустойчивых режимов определенно связаны с геометрией газовой полости. Вместе с колебаниями давления на процесс горения влияют газодинамические факторы, существенная не-равномерность параметров газового потока по длине канала, его турбулентность и другие факторы. При проектировании РДТТ необходима оценка частот собственных акустических резонансов камер сгорания. В статье рассматривается методика определения частот собственных резонансов первого и второго тона продольной моды акустических колебаний в камерах сгорания ракетных двигателей твердого топлива. Газовый тракт камеры сгорания разбивается на однородные участки, для которых представлены решения волнового уравнения. Для определения собственных частот и распределения колебательных давлений и скоростей использован метод «сшивания» акустических полей на границах полостей. Ключевые слова: акустические колебания, продольная мода, частота, декремент затухания, волновое число, добротность.

Бритенков А.К., Машукова О.В., Боголюбов Б.Н., Сибирцова Е.Н., Скуратовская Е.Н., Мельник А.В., Силаков М.И. «Методика исследования влияния низкочастотных акустических полей высокой интенсивности на морские светящиеся планктонные организмы» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 65-77 (2021)

Акустическое загрязнение является опасной антропогенной нагрузкой на экосистемы Мирового океана. В настоящее время гидроакустические излучатели широко используются для решения разнообразных научных и прикладных задач, уже не ограничиваясь традиционными задачами дальней звукоподводной связи, телеуправления, освещения подводной обстановки, акустической термометрии океанского климата, мониторинга подводных объектов, геолого-, сейсмо- и рыбопромысловой разведки. Во многих из перечисленных приложений, в частности в задачах обеспечения дальней звукоподводной связи, а также при проведении геолого- и сейсморазведки, необходимы мощные источники низкочастотных гидроакустических полей. Создаваемое такими гидроакустическими излучателями звуковое давление достигает нескольких тысяч, а в некоторых случаях – десятков тысяч Па (приведённых к 1 м). Воздействие звуковых полей такой интенсивности на гидробионтов практически не изучено. Основной проблемой подобных исследований является сложность регистрации результатов воздействия мощных акустических полей на морские экосистемы. Настоящая работа посвящена разработке методики проведения исследований влияния мощных низкочастотных звуковых полей на светящиеся планктонные морские организмы. Методика основана на определении параметров биолюминесценции, являющейся одним из важнейших индикаторов функционального состояния гидробионтов.

Симаков И.Г., Гулгенов Ч.Ж., Базарова С.Б. «Моделирование акустоэлектрического взаимодействия в системе пьезоэлектрическая подложка–жидкий слой» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 2, с. 95-103 (2019)

С помощью метода электромагнитного импеданса и аппроксимации Ингебригтсена получено дисперсионное уравнение для описания поверхностных волн рэлеевского типа в системе пьезоэлектрическая подложка–жидкий слой. Рассмотрена модель взаимодействия поверхностных акустических волн с электронной подсистемой жидкости в слое. В исследуемой слоистой системе проанализировано влияние изменения условий распространения поверхностных волн, имеющих механическую и электрическую природу, на их параметры. В рамках импедансного подхода рассмотрены особенности акусто-электрического взаимодействия при распространении поверхностных акустических волн вдоль границы пьезоэлектрического полупространства и полупространства, включающего жидкий слой и вакуум (газ). Показано, что амплитуда и скорость поверхностных волн изменяются вследствие взаимодействия электрических полей, сопровождающих упругие возмущения в пьезоэлектрике, с жидкостью в слое, т. е. в результате акустоэлектрического взаимодействия.

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

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.

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.

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

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)

Скоробогатова М.В., Аршинский Л.В., Данеев А.В «Системный подход к расчету оптимальной формы низколетящего крыла методом Релея–Ритца» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 3, с. 40-53 (2017)

Рассмотрена проблема увеличения стабилизации летательного аппарата, движущегося в стационарном потоке на сверхмалом отстоянии от границы раздела сред различной плотности. Эта проблема может быть решена различными путями, одним из которых является аэродинамическая стабилизация – выбор специальной геометрии несущих поверхностей и их компоновки. В статье рассмотрена система терминов и классические методы решения задач теории оптимальной несущей поверхности, характерной особенностью которой является то, что большинство экстремальных задач можно отнести к классу некорректных экстремальных задач вариационного исчисления. Некорректность вызвана тем, что количество граничных условий, которые накладываются на экстремаль, превышает порядок дифференциального уравнения – необходимого условия экстремума. Особое внимание в статье уделяется численным методам решения задач на оптимизацию, в которых, используя необходимые условия оптимальности, задача сводится к поиску минимума функции нескольких переменных. Подробно описан метод Релея–Ритца, который является частным случаем метода пробных функций. Приведены результаты применения метода Релея–Ритца к поставленной задаче оптимизации.

Агафонова Е.В., Морозов А.Н., Скуйбин Б.Г., Шеремет В.Ф. «Поверхностные волны и эффект Тальбота» Одиннадцатая Всероссийская конференция «Необратимые процессы в науке и технике», 26–29 января 2021 г. Т. 1, с. 140-143 (2021)

Бритенков А.К., Машукова О.В., Боголюбов Б.Н., Сибирцова Е.Н., Скуратовская Е.Н., Мельник А.В., Силаков М.И. «Методика исследования влияния низкочастотных акустических полей высокой интенсивности на морские светящиеся планктонные организмы» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14, № 2, с. 65-77 (2021)

Акустическое загрязнение является опасной антропогенной нагрузкой на экосистемы Мирового океана. В настоящее время гидроакустические излучатели широко используются для решения разнообразных научных и прикладных задач, уже не ограничиваясь традиционными задачами дальней звукоподводной связи, телеуправления, освещения подводной обстановки, акустической термометрии океанского климата, мониторинга подводных объектов, геолого-, сейсмо- и рыбопромысловой разведки. Во многих из перечисленных приложений, в частности в задачах обеспечения дальней звукоподводной связи, а также при проведении геолого- и сейсморазведки, необходимы мощные источники низкочастотных гидроакустических полей. Создаваемое такими гидроакустическими излучателями звуковое давление достигает нескольких тысяч, а в некоторых случаях – десятков тысяч Па (приведённых к 1 м). Воздействие звуковых полей такой интенсивности на гидробионтов практически не изучено. Основной проблемой подобных исследований является сложность регистрации результатов воздействия мощных акустических полей на морские экосистемы. Настоящая работа посвящена разработке методики проведения исследований влияния мощных низкочастотных звуковых полей на светящиеся планктонные морские организмы. Методика основана на определении параметров биолюминесценции, являющейся одним из важнейших индикаторов функционального состояния гидробионтов.

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

Журавель Ф.А., Скурлатов А.И., Щербаченко А.М. «Определение и коррекция ошибок в сигналах квадратурных детекторов лазерных интерферометров» Автометрия, 56, № 3, с. 45-51 (2019)

Погрешности лазерных интерферометров, использующих квадратурные детекторы, зависят не только от самих интерферометров, но и от электронных систем обработки квадратурных сигналов. Существует 3 источника ошибок сигналов квадратурных детекторов: неравенство амплитуд квадратурных сигналов, сдвиг по фазе этих сигналов (не равен 90°) и смещение нуля в каждом из сигналов, которые влияют на погрешность измерения перемещений. Рассматривается простой способ определения и коррекции этих ошибок, использующий экспериментальные данные о сигналах, полученных с помощью аналого-цифровых преобразователей. Предложенный способ применим к любому интерферометру с синусоидальными квадратурными выходами. Ключевые слова: гетеродинный лазерный интерферометр, акустооптический модулятор лазерного излучения, квадратурная дискретизация, подвижный элемент MEMS

Байкова А.Т., Смирнов А.А., Бобылев В.В. «Исследование влияния эволюционирующего потенциала галактики на орбитальные свойства 152 шаровых скоплений с данными из каталога Gaia EDR3» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 7, с. 472-492 (2021)

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.

Смирнов А.И., Носков А.А., Блинов В.М., Чунаев В.Ю. «Достоверность результатов контроля углерод-углеродных композиционных материалов акустическим теневым методом» В мире неразрушающего контроля, 24, № 2, с. 18-21 (2021)

Достоверность результатов НК может характеризоваться степенью корреляции между информативными параметрами НК и техническими характеристиками материала. В качестве технических характеристик углерод-углеродных композиционных материалов рассмотрены кажущаяся плотность, открытая пористость и предел прочности при изгибе. В качестве информативного параметра НК принято ослабление продольных ультразвуковых колебаний поперек слоев материала. Выявлена значимая корреляция между пределом прочности и ослаблением сигнала, что позволяет сформировать оптимальные браковочные критерии. Так же достоверность результатов НК может характеризоваться вероятностью обнаружения различных дефектов. В результате регрессионного анализа установлены отличия параметров реальных и искусственных дефектов. Применение вероятностных зависимостей, полученных на реальных дефектах, приводит к уточнению математической модели вероятности обнаружения. Ключевые слова: вероятность обнаружения дефектов, корреляционные связи, углерод-углеродные композиционные материалы

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

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.

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.

Парфиевич А.Н., Драган А.В., Сокол В.А. «Акустическая диагностика локальных повреждений прямозубых цилиндрических колёс в составе многовального привода с использованием нейросетевых моделей» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 19, № 2, с. 99-106 (2020)

В ходе акустической диагностики многовальных приводов на основе цилиндрических прямозубых колёс специалист-диагност сталкивается с проблемой чрезмерной насыщенности анализируемого сигнала различного рода частотными составляющими. Сокращение объёма анализируемых данных может привести к потере важной диагностической информации. Поэтому для того, чтобы снизить нагрузку на диагноста и при этом сохранить точность диагностики локального повреждения зуба зубчатого колеса, необходимо выявить перечень информативных частотных составляющих. Они должны реагировать на появление данного дефекта в зоне зубозацепления и иметь достаточно хорошо изученную математическую основу, что даст возможность использовать методы их автоматического определения. Полученный цифровой образ позволит применить для его обработки искусственные нейросетевые модели.

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

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

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

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

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

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

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

Гранков А.Г., Мильшин А.А., Новичихин Е.П., Шелобанова Н.К., Солдатов В.Ю. «Оценка высотного распределения температуры и влажности атмосферы по данным спутниковых и полигонных измерений в тропических широтах океана» Экологические системы и приборы, № 2, с. 29-35 (2021)

Разработан алгоритм определения вертикального распределения температуры и влажности атмосферы в районах формирования тропических циклонов. Алгоритм основывается на сочетании данных метеорологических измерений в приводном слое воздуха (полигон NOAA TAO/TRITON) и данных одновременных спутниковых измерений радиометра SSM/I в миллиметровом и сантиметровом участках СВЧ-диапазона. Обсуждены вопросы повышения надежности обнаружения моментов зарождения тропических циклонов. Ключевые слова: тропический циклон; алгоритм; температура; обнаружение; атмосфера; влажность. DOI: 10.25791/esip.02.2021.1210

Солнышкина О.А., Батыршин Э.С., Питюк Ю.А. «Исследование гидродинамических потоков в микромоделях сред с двойной пористостью» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 9-18 (2021)

Предложены подходы для экспериментального и численного изучения особенностей течения жидкости в средах с двойной пористостью, основанные на использовании микромоделей пористых сред и технологий микрогидродинамики. Для экспериментального изучения течения жидкости в модельных средах использованы методы оптической микроскопии и трассерной визуализации потоков. Численный подход основан на трехмерном методе граничных элементов, ускоренном быстрым методом мультиполей на гетерогенных вычислительных архитектурах. Изучено влияние структурных параметров микромоделей на распределение потока между областями с различной пористостью. Рассмотрено изменение продольной и поперечной компонент скорости в малых и больших поровых каналах при варьировании их геометрических параметров и объемного расхода.

Головизнин В.М., Соловьев А.В. «Диссипативные и дисперсионные свойства разностных схем для линейного уравнения переноса на меташаблоне 4×3» Математическое моделирование, 33, № 6, с. 45-58 (2021)

Статья посвящена презентации нового информационного ресурса в сети Internet – базы знаний по диссипативным и дисперсионным свойствам разностных схем для простейшего линейного уравнения переноса, охватывающей 2113 схем от первого порядка аппроксимации до десятого, которые могут быть получены на вычислительном шаблоне из четырех расчетных узлов на трех слоях по времени. Информационный массив, содержащий паспорта всех этих схем, размещен на сайте Лаборатории индустриальной математики ВМК МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу http://lim.cmc.msu.ru/index.php?id=86. Паспорт разностной схемы содержит коэффициенты характеристических уравнений, область устойчивости и диссипативные и дисперсионные поверхности. Дружественный графический интерфейс пользователя позволяет в интерактивном режиме осуществлять поиск паспортов по вычислительным шаблонам. В качестве примера приведены диссипативные и дисперсионные поверхности некоторых схем, имеющих различные порядки аппроксимации.

Борзунов С.В., Семенов М.Е., Сельвесюк Н.И., Мелешенко П.А., Соловьев А.М. «Стохастическая модель гистерезисного преобразователя с доменной структурой» Математическое моделирование, 33, № 8, с. 60-86 (2021)

Работа посвящена обобщению одной из самых «популярных» конструктивных моделей гистерезиса – преобразователя Прейзаха (континуальная система неидеальных реле, соединенных параллельно). Во многих прикладных задачах, связанных с моделированием гистерезисных эффектов, где априори предполагается доменная структура носителей гистерезисных свойств (многократное перемагничивание ферромагнитных составляющих электромагнитных систем, поляризация сегнетоэлектрика в зависимости от напряженности электрического поля, зависимость занятости от цены на монотоварных рынках и др.), приходится сталкиваться с необходимостью учитывать неопределенности в реакциях отдельных доменов на внешнее воздействие. В настоящей работе предложен инструментальный метод, позволяющий учитывать такие неопределенности посредством стохастических моделей элементарных носителей гистерезисных свойств. Рассмотрены основные свойства дискретной и континуальной систем реле, параметры которых трактуются как случайные величины, при этом выход системы реле представляется как случайный процесс. Исследована корректность определения, в частности, установлена независимость выхода (случайного процесса) от способа дискретизации в рамках предельного перехода от конечной к континуальной системе неидеальных реле, а также установлена управляемость и монотонность (в рамках соответствующего определения) стохастического аналога преобразователя Прейзаха.

Берестовицкий Э.Г., Гладилин Ю.А., Соловьев М.В. «Влияние различных конструктивных факторов на виброакустические характеристики электрогидравлических приборов» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 3, с. 6-15 (2018)

Одной из актуальных тем в области создания гидравлических систем энергетических установок является снижение уровней гидродинамического шума и вибраций. При этом современные решения должны отвечать требованиям компактности, а наличие элементов в схемах регулирования должно сводиться к минимуму. Шумы дозвуковых турбулентных струй, образующихся в дросселирующих элементах, являются широкополосными источниками акустического шума электрогидравлических приборов. В силу этого большое и разностороннее внимание исследователей обращено как к методам прогнозирования шума струи, так и к методам и средствам его снижения. Авторами рассматривается снижение шума механизмов и устройств, поставляемых на корабли и суда, что также является исключительно актуальной задачей, стоящей перед разработчиками, так как требования к этим системам постоянно растут. В статье описаны регулирующие органы управляющих электрогидравлических приборов систем подачи питательной воды энергетических установок. Проведен обзор использования сетчатых экранов в проточных частях приборов, отвечающих современным и перспективным требованиям. Представлены механизмы, за счет которых выполняется снижения шума и их реализация. Сделано заключение о применении методов по снижению уровня ГДШ данными конструкциями и даны рекомендации по дальнейшему совершенствованию проточных частей для соответствия уровню современных и перспективных требований по шуму и вибрации.

Муратов П.В., Руленко О.П., Марапулец Ю.В., Солодчук А.А. «Электрический и акустический отклик приповерхностных осадочных пород на прохождение сейсмических волн от землетрясений.» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 25, № 5, с. 62-73 (2018)

Впервые обнаружен совместный электрический и акустический отклик приповерхностных осадочных пород на деформацию при прохождении сейсмических волн от землетрясений. Представлены результаты частотно-временного анализа этого отклика при четырех землетрясениях Южной Камчатки магнитудой 4.9–7.2 на расстоянии 100–200 км от эпицентра. Обнаружена зависимость его проявления от магнитуды землетрясения.

Луковенкова О.О., Малкин Е.И., Мищенко М.А., Солодчук А.А. «Аномалии перед камчатскими землетрясениями (МL≥4.75) в сигналах электромагнитного излучения и геоакустической эмиссии в 2013 году» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 34, № 1, с. 137-149 (2021)

Рассматриваются предсейсмические аномалии сигналов электромагнитного излучения в диапазоне очень низких частот (ОНЧ) и геоакустической эмиссии, зарегистрированных на Камчатке в 2013 году. Выявлены признаки возникновения аномальных возмущений в исследуемых сигналах и особенности их проявления. Проведен совместный анализ предсейсмических аномалий в сигналах электромагнитного ОНЧ-излучения и геоакустической эмиссии методом наложения эпох. Представлены оценки вероятности возникновения таких аномалий в рассматриваемых геофизических сигналах.

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

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

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

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.

Иголкин А.А., Афанасьев К.М., Шахматов Е.В., Стадник Д.М. «Исследование влияния параметров глушителя шума на динамику и акустические характеристики пневматического регулятора давления» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 3, № 2, с. 12-20 (2016)

В системах газораспределения основной причиной шума является редуцирование природного газа через запорно-регулирующие элементы агрегатов системы. Для снижения шума регулятора давления применяют специальные глушители, представляющие собой совокупность дроссельных шайб. Установка таких устройств может приводить к нарушению функционирования агрегата. В связи с этим возникает необходимость в исследовании характеристик регулятора с глушителем шума с целью выбора его параметров, при которых сохраняется требуемое качество регулирования и обеспечивается снижение шума. В данной работе в качестве модели регулятора давления природного газа выступает редукционный пневмоклапан аналогичной схемы с установленным в отводящей магистрали глушителем шума. Увеличение выходного импеданса системы привело к потере устойчивости и точности регулирования. В связи с этим для анализа влияния глушителя шума на статические и динамические характеристики редукционного пневмоклапана использовалась разработанная ранее математическая модель данной системы, которая реализована в программе Simulink. Для определения уровня шума, генерируемого системой, разработана программа его расчета в среде Matlab. В результате моделирования получены зависимости основных рабочих параметров системы от площади проходного сечения глушителя. Проанализировано влияние глушителя шума на качество переходных процессов. Рассчитаны области устойчивости в пространстве параметров регулятора и глушителя шума. Проведена оценка влияния глушителя шума на запасы устойчивости системы. Определены значения площади проходного сечения глушителя, обеспечивающие наименьший уровень шума, генерируемый элементами системы. Для верификации разработанной математической модели проведены экспериментальные исследования на созданном модельном пневматическом стенде. Результаты теоретических исследований хорошо согласуются с полученными экспериментальными данными.

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

Шипов М.Г., Стеклова А.А., Давыдов А.А. «Приведение космического аппарата в солнечную ориентацию по измерениям одноосного датчика угловой скорости и оптического солнечного датчика» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 19, № 1, с. 96-105 (2020)

Исследован алгоритм разворота космического аппарата из исходного произвольного углового положения с произвольной угловой скоростью в ориентированное на Солнце положение. Определён минимально необходимый приборный состав системы управления движением с целью обеспечения поддержания солнечной ориентации: солнечный датчик, одноосный измеритель угловой скорости, жидкостные ракетные двигатели малой тяги. Представлено решение задачи определения вектора угловой скорости космического аппарата по измерениям отклонения оптической оси солнечного датчика от направления на Солнце и одноосного измерителя угловой скорости. Определены условия, при которых формируется управляющее воздействие на ракетные двигатели с целью изменения величины вектора угловой скорости для попадания Солнца в поле зрения солнечного датчика или для стабилизации космического аппарата. Выполнено математическое моделирование системы управления угловым движением космического аппарата, начальный вектор состояния которого неизвестен. Результаты математического моделирования подтвердили эффективность в части сокращения затрат рабочего тела и быстродействия предложенного алгоритма. По сравнению с известными методами решения задачи гашения угловой скорости, например длительный процесс с использованием магнитной системы или быстрый штатный процесс с использованием трёхосного измерителя угловой скорости и ракетных двигателей, в работе получено такое же время процесса гашения угловых скоростей, как и в штатном процессе, однако при этом одновременно решена задача приведения космического аппарата в солнечную ориентацию.

Стец А.А. «Аппроксимация затухающих колебаний крупногабаритных космических конструкций» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 3, с. 64-76 (2021)

DOI: 10.18698/1812-3368-2021-3-64-76. Ключевые слова: аппроксимация колебаний, диссипация, динамические параметры, ускорения, долговременные орбитальные станции

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.

Архангельский А.И., Гальпер А.М., Архангельская И.В., Бакалдин А.В., Гусаков Ю.В., Далькаров О.Д., Егоров А.Е., Леонов А.А., Паппе Н.Ю., Рунцо М.Ф., Стожков Ю.И., Сучков С.И., Топчиев Н.П., Хеймиц М.Д., Чернышева И.В., Юркин Ю.Т. «Система отбора событий гамма-телескопа ГАММА-400» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1160-1164 (2021)

Комплекс научной аппаратуры с высоким угловым и энергетическим разрешением ГАММА-400 разрабатывается в соответствии с Федеральными космическими программами России на 2009–2015 и 2016–2025 годы и предназначен для получения данных для определения природы “темной материи” во Вселенной, развития теории процессов в активных астрофизических объектах, происхождения высокоэнергичных космических лучей и физики элементарных частиц. Приведены особенности реализации, основные технические характеристики, а также текущее состояние разработки системы отбора событий гамма-телескопа комплекса.

Стожков Ю.И., Махмутов В.С., Базилевская Г.А., Свиржевский Н.С., Свиржевская А.К., Филиппов М.В. «Модуляционные эффекты в космических лучах в период аномально низкой солнечной активности» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 9, с. 1359-1361 (2021)

Обсуждается долговременная вариация галактических космических лучей в положительных и отрицательных фазах 22-летнего солнечного магнитного цикла, в том числе в период аномально низкой солнечной активности 2008–2020 гг. В отрицательные фазы имеет место пересоединение магнитных силовых линий солнечного и галактического магнитных полей. В положительные фазы существует магнитный барьер между этими полями, который необходимо учитывать при описании модуляции галактических космических лучей.

Головнин О.К., Прохоров С.А., Столбова А.А. «Исследование фундаментальных макроскопических характеристик транспортных потоков средствами вейвлет-анализа аудиосигналов» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 6, № 4, с. 35-39 (2020)

Предлагается подход к исследованию характеристик транспортных потоков средствами вейвлет-анализа аудиосигналов, позволяющий строить фундаментальные макроскопические модели транспортных потоков с возможностью разделения по типам транспортных средств.

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.

Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л., Дядькин А.А., Рыбак С.П., Михайлов М.В. «Моделирование воздействия следов сопел блока аварийного спасения на поверхность пилотируемого космического корабля» Математическое моделирование, 33, № 7, с. 18-34 (2021)

Представлены результаты численного моделирования воздействия следов сопел ракетного блока аварийного спасения на поверхность пилотируемого космического корабля. Расчеты выполнены в рамках предложенной и валидированной авторами ранее двухэтапной зонной RANS-LES методики, базирующейся на использовании в качестве модели LES с пристеночным моделированием (WMLES) известного вихреразрешающего подхода IDDES. В данной работе эта методика усовершенствована путем включения в WMLES подобласть первого ряда сопел блока аварийного спасения и проведения расчетов в полной (360°) азимутальной области. Это позволило повысить точность расчетов за счет более корректного описания следов этих сопел и проанализировать обтекание корабля при ненулевых углах атаки. Выполнен анализ влияния числа Маха полета на амплитудно-частотные характеристики пульсаций давления на поверхности корабля, в том числе на их изменение при переходе через звуковой барьер. Кроме того, для трансзвукового режима при числе Маха M_∞=0.95 исследовано влияние угла атаки и взаимного азимутального расположения сопел первого и второго ряда.

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.

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

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

Бункин А.Ф., Михалевич В.Г., Стрельцов В.Н. «Вынужденное рассеяние на упругих колебаниях наночастиц в оптическом резонаторе с нанодисперсным заполнением» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 794-798 (2021)

Приводятся результаты исследования динамики диэлектрических наночастиц и электромагнитного поля в оптическом резонаторе, заполненном жидкостью и возбуждаемом внешним монохроматическим излучением. Найдена нелинейная поляризация среды и описан стационарный режим нелинейного возбуждения электромагнитного поля в резонаторе. Показано, что раскачка упругих пульсаций частиц под действием пондеромоторных сил в электромагнитном поле приводит к генерации полей комбинационных частот.

Струминский А.Б., Григорьева И.Ю., Логачев Ю.И., Садовский А.М. «Солнечные электроны и протоны во вспышках с выраженной импульсной фазой» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1180-1184 (2021)

Рассмотрены вспышки с ярко выраженной импульсной фазой, а именно X9.7 (S18W63) 06.11.1997, X6.9 (N17W69) 09.08.2011 и X1.1 (S13W59) 06.07.2012, сопровождавшиеся быстрыми корональными выбросами, потоками релятивистских электронов и протонов >100 МэВ в межпланетном пространстве с подобными временными профилями. Интенсивности электронов и протонов не коррелировали с ускорениями и скоростями корональных выбросов, максимальными потоками нетеплового солнечного излучения. По-видимому, частицы ускорялись стохастически во многих элементарных актах, длительностью меньше самой вспышки, и захватывались вблизи ударного фронта. Потоки частиц определялись условиями их выхода в межпланетное пространство на постэруптивной фазе.

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

Стурова И.В. «Движение нагрузки по ледяному покрову с неравномерным сжатием» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 63-72 (2021)

Рассмотрена линейная гидроупругая задача о движении прямоугольной области внешнего давления по безграничному ледяному покрову, плавающему на поверхности жидкости. Ледовый покров моделируется тонкой упругой пластиной с учетом продольных, поперечных и сдвиговых сжимающих усилий. Внешняя нагрузка описывает движение судна на воздушной подушке. Построено решение нестационарной задачи о мгновенном старте нагрузки и последующем прямолинейном движении с постоянной скоростью. Исследовано установившееся волновое движение, возникающее при больших значениях времени. Определены вертикальные прогибы и деформации ледяного покрова, а также волновые силы, действующие на судно.

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

Исаев С.А., Мяу Дж.Дж., Никущенко Д.В., Судаков А.Г., Усачов А.Е. «Моделирование влияния сдвига ветра на снижение лобового сопротивления энергоэффективного высотного сооружения с использованием дросселирующего эффекта» Математическое моделирование, 33, № 7, с. 5-17 (2021)

Оригинальные многоблочные вычислительные технологии, базирующиеся на использовании разномасштабных пересекающихся сеток и реализованные в пакете VP2/3, применены для численного моделирования влияния сдвига ветра на двумерное турбулентное обтекание энергоэффективного высотного сооружения. Сооружение представляет собой круговой цилиндр в дырчатом кожухе. Дросселирующий эффект, связанный с перепусканием воздуха из зоны торможения перед телом в область ближнего следа за ним, стабилизирует обтекание тела и уменьшает его лобовое сопротивление. Сдвиг ветра имитируется вихревой дорожкой за размещенным перед телом поперечным малогабаритным цилиндром квадратного сечения. В качестве теста рассматривается эксперимент Игараши о взаимодействии вихревой дорожки за цилиндром малого диаметра с поперечной пластиной в равномерном потоке воздуха.

Суков С.А. «Параллельный алгоритм моделирования газодинамических течений на смешанных локально адаптивных сетках» Математическое моделирование, 33, № 6, с. 31-44 (2021)

Представлен параллельный алгоритм моделирования пространственных газодинамических течений на смешанных локально адаптивных сетках с элементами типа тетраэдр, призма, пирамида и гексаэдр. За основу алгоритма взят конечно-объемный метод моделирования системы уравнений Навье–Стокса повышенного порядка точности с полиномиальной реконструкцией переменных и явным интегрированием по времени. Распределенный алгоритм для гетерогенных вычислительных систем разработан с использованием программных моделей MPI, OpenMP и CUDA. Приводятся результаты расчета задач сверхзвукового обтекания и параметры эффективности программного обеспечения.

Дроздов С.В., Драган С.П., Богомолов А.В., Сулейманов А.Э. «Метод определения скорости воздушных судов по акустическим измерениям на местности» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 70-74 (2020)

Представлены результаты определения путевой скорости воздушного судна по измерениям параметров шума на местности, включая уровни звука, уровни звукового давления и доплеровское смещение частоты спектральных компонент равных уровней звукового давления. Показано, что определение скорости по измеренным в разных точках максимальным значениям уровня звука или уровня звукового давления приводит к большой погрешности (более 200%). Погрешность определения скорости воздушного судна, по измерениям доплеровского смещения частоты спектральных компонент равных уровней звукового давления в одной точке на местности, составила менее 10%. Для уменьшения погрешности определения скорости воздушного судна необходимо учесть влияние интерференции прямой и отраженной от земной поверхности звуковой волны, а также изменения скорости распространения звука воздушного судна в зависимости от высоты полета. При измерениях в трех точках этот метод позволит корректно определять путевую скорость и пространственное положение воздушных судов, тем самым восполнит пробелы в исходных данных, необходимых, в частности, для расчета санитарно-защитных зон аэродромов, эксплуатирующих летательные аппараты с неизвестными шумовыми характеристиками.

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.

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.

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.

Суржиков С.Т. «Аэрофизика обтекания затупленного клина конечных размеров» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 89-102 (2021)

Представлены результаты численного анализа процессов ионизации воздуха у поверхности затупленного клина с углом полураствора _f=3° и радиусом затупления R_n=1.5 см, обтекаемого воздухом в широком диапазоне параметров набегающего потока. Обсуждаются эффекты физико-химической неравновесности при углах атаки набегающего потока α=0 и 6°. Построены поля температур поступательных степеней свободы и колебательного возбуждения молекул N₂, концентраций атомарных и молекулярных компонент, а также электронных концентраций вблизи поверхности и в ближнем следе.

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

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

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.

Ломакин М.И., Сухов А.В., Докукин А.В., Ниязова Ю.М. «Оценка показателей надежности космических аппаратов в условиях неполных данных» Космические исследования, 59, № 3, с. 235-239 (2021)

Рассматривается задача оценки показателей надежности космических аппаратов, описываемых моделью “нагрузка–прочность”, в условиях неполных данных, представленных моментами распределения величин, характеризующих “прочность” и “нагрузку”, в качестве последних величин выступают радиационная стойкость КА и факторы космического пространства, действующие на КА. Данная задача сведена к задаче нахождения экстремума определенного интеграла с ограничениями-равенствами, ее решение получено в общем виде. Для случаев, когда известны один и два момента распределения величин “прочности” и “нагрузки” оценки надежности получены в аналитическом виде. Данная статья является дальнейшим развитием и уточнением результатов, полученных авторами ранее, применительно к таким объектам исследования как космические аппараты.

Сухов А.К. «Моделирование влияния ударной волны на температуру электронов плазмы положительного столба разряда в аргоне» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 41-44 (2021)

Проведено компьютерное моделирование влияния ударной волны на температуру электронов плазмы положительного столба разряда в аргоне. Использована одномерная гидродинамическая модель плазмы газового разряда, дополненная формулой связи относительной электронной температуры с приведенной напряженностью электрического поля. Получено распределение температуры электронов в ударной волне, оценено влияние ее интенсивности. Проведено сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными.

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.

Архангельский А.И., Гальпер А.М., Архангельская И.В., Бакалдин А.В., Гусаков Ю.В., Далькаров О.Д., Егоров А.Е., Леонов А.А., Паппе Н.Ю., Рунцо М.Ф., Стожков Ю.И., Сучков С.И., Топчиев Н.П., Хеймиц М.Д., Чернышева И.В., Юркин Ю.Т. «Система отбора событий гамма-телескопа ГАММА-400» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 8, с. 1160-1164 (2021)

Комплекс научной аппаратуры с высоким угловым и энергетическим разрешением ГАММА-400 разрабатывается в соответствии с Федеральными космическими программами России на 2009–2015 и 2016–2025 годы и предназначен для получения данных для определения природы “темной материи” во Вселенной, развития теории процессов в активных астрофизических объектах, происхождения высокоэнергичных космических лучей и физики элементарных частиц. Приведены особенности реализации, основные технические характеристики, а также текущее состояние разработки системы отбора событий гамма-телескопа комплекса.

Дмитриев А.О., Москатиньев И.В., Нестерин И.М., Сысоев В.К. «Анализ вариантов навигационных систем для Луны» Труды Московского авиационного института, № 118, http://trudymai.ru/published.php?ID=158243 (2021)

DOI: 10.34759/trd-2021-118-09 Проведение детального исследования Луны и дальнейшего ее освоения должно опираться на высокоточную систему позиционирования объектов, находящихся на ее поверхности и в окололунном пространстве. В настоящее время многие космические агентства и исследовательские центры проводят разработки навигационных систем для Луны. Предполагаемые проекты находятся на разных стадиях от концепций до проведения экспериментальных работ. Поэтому актуально провести детальный анализ данных проектов, что является целью данной статьи.

Сычев В.Н., Чешев М.Е., Мищенко М.А. «К вопросу анализа сигналов сейсмоакустической эмиссии приповерхностных осадочных пород на Камчатке» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 34, № 1, с. 150-158 (2021)

На Камчатке в пункте наблюдений “Карымшина” при помощи измерительной системы на основе трехкомпонентного пьезокерамического сейсмоприемника проводится мониторинг сигналов сейсмоакустической эмиссии приповерхностных осадочных пород. На выходе измерительной системы регистрируется колебательное ускорение в частотном диапазоне 0.5–400 Гц. Анализ проводится на основе записей сейсмоакустических сигналов от группы региональных землетрясений 2019 г. с энергетическим классом Ks>10.0. Функция распределения плотности вероятностей такого сигнала не всегда описывается нормальным законом распределения, поэтому для исследования подобных стохастических временных рядов подходят методы статистической физики, в рамках которых рассматриваются свойства автомодельности этих сигналов

Мищенко М.А., Ларионов И.А., Богомолов Л.М., Сычёв В.Н. «Мониторинг геоакустической эмиссии осадочных пород при помощи лазерного деформографа-интерферометра и трехкомпонентного пьезоэлекторического сейсмоприемника» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 20, № 4, с. 83-90 (2017)

Представлены результаты комплексных геодеформационных наблюдений на Камчатке. В качестве регистрирующих систем использовались лазерный деформограф-интерферометр (разработан в ИКИР ДВО РАН) и трёхкомпонентный пьезоэлектрический сейсмоприёмник, изготовленный ЗАО «Геоакустика» и предоставленный ИМГиГ ДВО РАН в рамках совместных исследований. Проведен анализ сигналов, принимаемых одновременно разными системами регистрации. Среди них выявлены сейсмические сигналы от землетрясений, импульсы с частотой до 100 Гц и более высокочастотные геоакустические сигналы, регистрируемые ранее системой разнесенных гидрофонов в ИКИР ДВО РАН.

Сычёв В.Н., Мищенко М.А., Имашев С.А., Чешев М.Е. «Оценка масштабов дальних корреляций по сигналам сейсмоакустической эмиссии приповерхностных осадочных пород на Камчатке» Вестник Камчатской региональной ассоциации "Учебно-научный центр" (КРАУНЦ). Серия: Физико-математические науки», 29, № 4, с. 190-200 (2019)

На Камчатке в пункте комплексных геофизических наблюдений ИКИР ДВО РАН «Карымшина» для регистрации сигналов сейсмоакустической эмиссии на поверхности земли установлен измерительный комплекс. В качестве датчика сигналов используется трехкомпонентный пьезокерамический сейсмоприемник, который регистрирует колебательное ускорение в частотном диапазоне 0.5–400 Гц. Рассмотрен сейсмоакустический отклик на несколько региональных землетрясений с энергетическим классом Ks>11.0 в период 2017–2018 гг. При помощи статистических методов установлено самоподобие их структуры на ограниченном интервале временных масштабов. Это, в свою очередь, указывает на наличие дальних корреляций в рассматриваемой системе и позволяет получить оценку масштабов корреляций.

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

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