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)

Хабибуллин Р.М. «Программа управления для некомпланарного гелиоцентрического перелёта к Венере космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 117-128 (2019)

Рассматривается некомпланарный управляемый гелиоцентрический перелёт космического аппарата с неидеально отражающим солнечным парусом к Венере. Целью гелиоцентрического движения является попадание космического аппарата в сферу Хилла Венеры с нулевым гиперболическим избытком скорости. Для реализации перелёта разработан алгоритм применения законов локально-оптимального управления для наискорейшего изменения оскулирующих элементов. Управление ориентацией солнечного паруса осуществляется с помощью тонкоплёночных элементов управления, расположенных по периметру поверхности солнечного паруса. В результате моделирования движения определены траектория перелёта, программа управления и необходимые ширина и площадь тонкоплёночных элементов управления.

Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Пирамида Хуфу (Хеопса) – ядерно-физическая приемо-передающая система» Инженерная физика, № 3, с. 20-31 (2021)

Пирамиды плато Гизэ, особенно пирамида Хуфу (Хеопса), дают многочисленный набор проблем и загадок для современного физика-исследователя. Так, сейсмический образ пирамид и прилегающих территорий содержит такой объём разнообразной информации, включая астрофизическую, что для его первичной обработки и интерпретации потребуется длительная работа группы специалистов. Поэтому предлагаемое исследование ограничено только оптоэлектрическими и ядерными процессами пирамиды Хуфу, которые в основном связаны с конструктивными особенностями в вершине пирамиды и уровнем радиоактивного излучения гранита, обеспечивающего эти особенности. Принципиальное совпадение схемы этих особенностей со схемой нейтринного телескопа, созданного в последние годы, и перспективного для астрофизических исследований, открывает для исследователя новое пространство для изучения пирамиды и «притягивает» новые тайны. Ключевые слова: пирамида Хуфу, оптические и электромагнитные явления, вершина пирамиды, камера из гранитных плит, радиоактивность гранита, нейтринный телескоп. DOI: 10.25791/infizik.3.2021.1193

Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Газопылевые потоки и атмосферы объектов Солнечной системы» Инженерная физика, № 6, с. 19-36 (2021)

Газопылевые потоки существуют независимо от других, близких по своей космогонической сути объектов и процессов; обычно состояние их среды – заряженная плазма; возможно существование плазменных кристаллов. Определенное число сейсмических событий на Луне порождено газопылевыми потоками, эти события феноменологически отличны от лунотрясений и классических импактов. Анализ взаимодействия двух систем – метеороидных и газопылевых потоков Солнечной системы и солнечной активности на основе сопоставления их общих периодичностей указывает как на первопричину существования длиннопериодной части спектра активности воздействия на атмосферу Солнца, модулированных на орбитальных и собственных периодах вращения Юпитера, Сатурна и других планет, потоков вещества (метеороиды, пыль, газ). Ключевые слова: межпланетные пылевые частицы, Луна – детектор, периодичности газопылевых потоков, вспышечные процессы на Солнце, периодичности солнечной активности, газопылевые потоки, споры жизни и космические вирусы, кометы и метеороиды, биологическая опасность. DOI: 10.25791/infizik.6.2021.1212

Танака Сатоши, Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Юпитер и лунные сейсмограммы» Инженерная физика, № 8, с. 34-43 (2021)

Юпитер настолько интересен, что часто применение многих методов исследования реализуются параллельно во времени, а результаты одновременно используют в нескольких моделях. Столь необычайная планета всегда способна на проявления, когда эффективны совершенно новые поисковые методы и представления. Так, существующие данные по исследованиям лунной сейсмичности, как и прежде в случае газопылевых потоков или определения внутреннего строения Луны, успешно продемонстрировали до сих пор не учтённую роль Юпитера. Потоки от Юпитера по амплитуде и постоянному существованию четко выделяются на лунных сейсмограммах и несут информацию, представляющую интерес о атмосфере магнитосфере планеты, а также о взаимодействии с некоторыми спутникам. Обнаруженное взаимодействие также может быть использовано при изучении экзопланет, поскольку многие из них подобны Юпитеру или превосходят его по размерам. На Земле также ведутся исследования космической пыли, собираемой преимущественно в горах. До сих пор конкретный источник происхождения определялся редко. Теперь в рамках новой информации о Юпитере проблема меняется. В перспективе применение высотных баллонов космической техники. Ключевые слова: Юпитер, Луна, газопылевой поток. периодичности. DOI: 10.25791/infizik.8.2021.1222

Почкин Я.С., Халецкий Ю.Д., Милешин В.И. «Развитие конструкции надроторных устройств для биротативного закапотированного вентилятора с целью повышения его акустических характеристик» Динамика и виброакустика (Journal of Dynamics and Vibroacoustics с 2014 по 2016 № 2), 4, № 1, с. 27-35 (2018)

Изложены результаты экспериментального исследования влияния нескольких конфигураций надроторных устройств (НРУ) щелевого типа на шум модели биротативного закапотированного вентилятора при варьировании конструктивных параметров НРУ – количества щелевых отверстий решетки и высоты полости. Показано, что наиболее значимым конструктивным параметром является коэффициент заполнения решетки. Наибольшее снижение суммарного уровня звуковой мощности вентилятора достигалось при установке НРУ только над вторым рабочим колесом при наибольшем значении коэффициента заполнения решетки.

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)

Гледзер А.Е., Гледзер Е.Б., Хапаев А.А., Чхетиани О.Г. «Многорежимность в тонких слоях жидкости во вращающихся кольцевых каналах» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 138-150 (2021)

Экспериментально и численно изучается возможность существования различающихся режимов баротропной циркуляции в замкнутых кольцевых каналах при одинаковых внешних параметрах, задающих динамику течений. Переходы между режимами осуществляются изменением величины основного параметра (например, величины тока, задающего силу Ампера при МГД-генерации поля скорости), определяющего энергию поля скорости, с последующим восстановлением прежнего значения параметра. В зависимости от периода вращения канала или конфигураций расположения магнитов при МГД-генерации или источников стоков в численных экспериментах возможны следующие результаты. 1. Начальный и конечный режимы отличаются количественно по числу образовавшихся циклонических или антициклонических вихрей. 2. Число вихревых образований не меняется, однако отличается их пространственная локализация, например, угловые координаты центров. 3. После изменения и восстановления значения определяющего параметра течение возвращается к режиму, практически не отличающемуся от исходного. Приведены картины течений и соответствующие диаграммы для лабораторных экспериментов и численных расчетов по уравнениям мелкой воды.

Мижидон А.Д., Харахинов А.В. «К исследованию краевой задачи для балки Тимошенко с упруго прикрепленным телом с двумя степенями свободы» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 1, с. 88-101 (2016)

Рассматривается механическая система, состоящая из твердого тела с двумя степенями свободы, прикрепленного с помощью двух пружин к балке Тимошенко. Для вывода уравнений динамики используется вариационный принцип Гамильтона. Для полученной в виде гибридной системы дифференциальных уравнений математической модели обсуждается подход к исследованию свободных колебаний.

Мижидон А.Д., Харахинов А.В. «Частотное уравнение для балки Тимошенко с упруго прикреплённым телом с двумя степенями свободы» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 4, с. 61-68 (2016)

Для механической системы, состоящей из твердого тела с двумя степенями свободы, прикрепленного с помощью двух пружин к балке Тимошенко производится построение частотного уравнения. Рассматриваемая система описывается гибридной системой дифференциальных уравнений, которая с помощью гармонической подстановки сводится к алгебраическо-дифференциальной системе относительно амплитудных параметров. Частотное уравнение получено на основании, рассмотрения условий существования решений краевой задачи для алгебраическо-дифференциальной системы.

Мижидон А.Д., Харахинов А.В. «Гибридная система дифференциальных уравнений, описывающая системы твердых тел, прикрепленных к балке Тимошенко» Вестник Бурятского Государственного Университета. Математика, информатика, № 1, с. 65-77 (2019)

Для одного класса механических систем, состоящих из системы взаимосвязанных твердых тел, упруго прикрепленных к балке Тимошенко, предлагается обобщенная математическая модель, описываемая гибридной системой дифференциальных уравнений, заданной структуры. Для обобщенной математической модели разработаны теоретические основы исследования свободных колебаний, в частности, аналитико-численный метод построения частотного уравнения, основанный на рассмотрении краевой задачи для соответствующей гибридной системы дифференциальных уравнений. При этом собственные частоты по существу являются собственными значениями, при которых существует решение краевой задачи. Приведен расчетный пример, который показывает достоверность и универсальность предложенного метода исследования свободных колебаний механических систем, представляющих собой системы взаимосвязанных твердых тел, прикрепленных упругими связями к балке Тимошенко.

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

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

Харлан А.А., Биктимиров Ш.Н., Иванов А.Б. «Перспективы развития глобальных спутниковых группировок связи в контексте формирования новых сервисов на рынке телекоммуникационных услуг» Космические исследования, 59, № 2, с. 165-174 (2021)

Рассматривается методика оценки рынка перспективных глобальных телекоммуникационных сетей, включающих космический сегмент в виде мегагруппировок связи с глобальным покрытием. Согласно полученным результатам, к 2022 г. потребление трафика мобильными устройствами 5G по всему миру будет составлять около 8.5 ЭБ/мес. Возможная стоимость затрат на развертывание мегагруппировки связи для обеспечения широкополосного доступа в интернет в любой точке Земли может колебаться в диапазоне от 5 до 50 млрд долл. в зависимости от требований к сервису. Доказана возможность интеграции современных и перспективных космических группировок связи в состав глобальной телекоммуникационной инфраструктуры нового поколения. Показано, что при развертывании группировки из 600 и более аппаратов, стоимостью около $10 млрд возможно предоставление сервиса транзита трафика от базовых станций в отдаленных районах при обеспечении населения широкополосным интернетом в сетях 5G.

Тимофеев П.М., Панченко В.И., Харчук С.И. «Численное моделирование обтекания спускаемого аппарата при сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях. Сравнение двух спускаемых аппаратов. Часть 1» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 62, с. 45-51 (2020)

Подробно рассмотрен процесс численного моделирования спускаемого аппарата при сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях. Описывается численный алгоритм решения методом CFD-анализа, которое было произведено с помощью программного обеспечения ANSYS Fluent 19.2, с использованием GPU для более быстрого получения решения. Основная цель – численное моделирование и анализ обтекания спускаемого аппарата при сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях, чтобы понять поведение набегающего потока и его влияние на спускаемый аппарат, сравнить температурные профили для диапазона чисел Маха 2–6. Представлены расчетные данные по скорости, температуре, векторное поле скоростей для диапазона чисел Маха набегающего потока 2–6. Демонстрирует важность понимания эффектов ударных волн и иллюстрирует, как с увеличением числа Маха изменяется ударная волна. При каждом решении сетка адаптировалась по градиенту давления и скорости для более точного получения решения. В результате полученного решения было выявлено, что перед спускаемым аппаратом возникает криволинейный скачок уплотнения, центральная часть которого является прямым скачком. Наблюдается угловой процесс расширения, который представляет собой измененную картину течения Прандтля–Майера, которое возникает в сверхзвуковом потоке около острой кромки расширяющейся области. Выявлено, что с увеличением числа Маха ударная волна приближается к днищу спускаемого аппарата и наблюдается наклон скачка к направлению потока. Продемонстрирована актуальность и значимость рассматриваемой проблемы для разработки новых и модернизации старых спускаемых аппаратов.

Хатунцева О.Н. «О нахождении обобщенного аналитического решения задачи Хагена–Пуазейля для турбулентного режима течения жидкости» Труды Московского авиационного института, № 118, http://trudymai.ru/published.php?ID=158211 (2021)

DOI: 10.34759/trd-2021-118-02 Модификация уравнений Навье–Стокса за счет учета дополнительных степеней свободы, связанных с возбуждением стохастических пульсаций в потоке жидкости, позволила выделить два решения задачи течения жидкости в трубе кругового сечения (задаче Хагена–Пуазеля). Одно из этих решений реализуется при любых значениях числа Рейнольдса и соответствует ламинарному режиму течения, второе – реализуется только при достаточно больших значениях числа Рейнольдса и соответствует турбулентному режиму течения. Однако, граничные условия – «прилипание» жидкости на стенках трубы с образованием линейного профиля скорости вблизи стенок на длине вязкого слоя и нулевая производная скорости в ее центре – позволяют получить «гладкое» решение задачи для произвольного числа Рейнольдса только в случае ламинарного режима течения. Граничные условия, произвольным образом «закрепляющие» решение в двух или более точках, в общем случае не гарантируют существование гладкого решения обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) или уравнений в частных производных (УЧП), даже если эти уравнения подчиняются теореме Коши о существовании и единственности. Отсутствие гладкого решения ОДУ или УЧП во всей исследуемой области можно рассматривать с точки зрения существования двух или более асимптот решения, а также областей неопределенности между ними. В качестве обобщенного (в определенном в статье смысле) решения ОДУ или УЧП, имеющих две асимптоты решения, можно рассмотреть функцию, являющуюся суммой двух слагаемых, каждое из которых является произведением двух функций: одна из которых определяет одну из асимптот решения, а вторая определяет степень влияние этой асимптоты на общее решение в каждой точке исследуемой области. С этой точки зрения в работе рассмотрено обобщенное решение задачи Хагена-Пуазейля для турбулентного режима течения жидкости. Одна асимптота решения удовлетворяет граничному условию «прилипания» жидкости на стенке трубы, второй асимптотой решения является константа, задающая нулевую производную скорости на ее оси. Приведено сравнение с экспериментальными данными для универсального профиля скорости в пристеночной области течения.

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.

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.

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

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

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

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

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

Холшевников К.В., Титов В.Б. «Поверхность минимальной скорости в ограниченной круговой задаче трех тел» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 7, № 4, с. 734-742 (2020)

В рамках ограниченной круговой задачи трех тел введено понятие поверхности минимальной скорости S, являющейся модификацией поверхности нулевой скорости (поверхности Хилла). Поверхность Хилла обязана своим существованием интегралу Якоби. Поверхность минимальной скорости, кроме интеграла Якоби, требует сохранения секторной скорости тела нулевой массы в проекции на плоскость движения главных тел. Иными словами, должен существовать еще один из трех интегралов площадей. Показано, что этот интеграл существует для динамической системы, полученной после однократного осреднения первоначальной системы по долготе главных тел. Исследованы свойства S. Приведем наиболее существенное. Множество возможных движений тела нулевой массы, ограниченное поверхностью S, компактно. В качестве примера рассмотрены поверхности S для четырех малых спутников Плутона в рамках осредненной задачи Плутон–Харон–малый спутник. Во всех четырех случаях S представляет топологический тор малого сечения с окружностью в плоскости движения главных тел в качестве осевой линии. Ключевые слова: ограниченная круговая задача трех тел, поверхность нулевой скорости, область допустимых движений

Холшевников К.В. «Справедлива ли теорема Якоби в однократно осредненной ограниченной круговой задаче трех тел?» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 8, № 1, с. 179-184 (2021)

К. Якоби установлено, что в общей задаче N (и, в частности, трех) тел для устойчивости по Лагранжу какого-либо решения необходима отрицательность полной энергии системы. Для ограниченной задачи трех тел это утверждение тривиально, поскольку тело нулевой массы вносит нулевой вклад в энергию системы. Если рассматривать лишь уравнения, описывающие движение точки нулевой массы, то исчезает интеграл энергии. Однако если осреднить уравнения по долготам главных тел, интеграл энергии снова появляется. Справедлива ли в этом случае теорема Якоби? Оказалось, что нет. Для сколь угодно больших значений полной энергии существуют ограниченные периодические орбиты. В то же время отрицательности энергии оказалось достаточно для ограниченности орбиты в конфигурационном пространстве. Ключевые слова: ограниченная круговая задача трех тел, теорема Якоби об устойчивости, осреднение

Холшевников К.В., Миланов Д.В., Щепалова А.С. «Пространство кеплеровых орбит и семейство его фактор-пространств» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 8, № 2, с. 359-369 (2021)

Функции расстояния на множестве кеплеровских орбит играют важную роль в решении задач поиска родительских тел метеороидных потоков. Специальным видом таких функций являются расстояния в фактор-пространствах орбит. Ранее были построены три метрики такого типа, позволяющие не принимать во внимание долготу узла, или аргумент перицентра, или и то, и другое. Здесь мы вводим еще одно, четвертое фактор-пространство, в котором отождествляются орбиты с произвольными долготами узлов и аргументами перицентров при условии, что их сумма (долгота перицентра) фиксирована. Определена функция σ₆, играющая роль расстояния между указанными классами орбит. Приведен алгоритм ее вычисления по данным элементам орбит и ссылка на программную реализацию этого алгоритма на языке C++. К сожалению, функция q не является полноценной метрикой. Мы доказали, что она удовлетворяет первым двум аксиомам метрического пространства, но третья – аксиома треугольника – нарушается, по крайней мере для больших эксцентриситетов. Однако в двух важных частных случаях (одна из орбит круговая, долготы перицентров всех трех орбит совпадают) аксиома треугольника верна. Не исключено, что она верна для всех эллиптических орбит, но это требует дальнейшего исследования. Ключевые слова: кеплерова орбита, метрика, фактор-пространство метрического пространства, расстояние между орбитами

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)

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

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

Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю., Рязанцева М.О., Хохлачев А.А. «Некоторые вопросы идентификации крупномасштабных типов солнечного ветра и их роли в физике магнитосферы. 4. “Потерянный драйвер”» Космические исследования, 59, № 1, с. 35-43 (2021)

Одним из возмущенных типов солнечного ветра и драйверов магнитосферных возмущений является область сжатия перед быстрыми ICME – область Sheath. Перед этой областью приблизительно в половине случаев наблюдается межпланетная ударная волна, в половине случаев она не наблюдается. Однако значения параметров и их временные профили в этих двух видах области Sheath отличаются сравнительно мало, и поэтому область Sheath без ударной волны также геоэффективна, как и область Sheath с ударной волной: ею были сгенерированы около 10% магнитных бурь c минимумом Dst < –50 нТл из всех магнитных бурь за интервал 1976–2017 гг., для которых были идентифицированы межпланетные драйверы. Многие авторы не анализируют этот драйвер (поэтому мы называем его “потерянный драйвер”), и, следовательно, в их публикациях содержатся некорректные выводы по солнечно-земной физике.

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

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

Бобина А.С., Росницкий П.Б., Хохлова Т.Д., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Влияние неоднородностей брюшной стенки на фокусировку ультразвукового пучка при различных положениях излучателя» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 875-882 (2021)

Представлены результаты исследования влияния акустических неоднородностей брюшной стенки на фокусировку мощного ультразвукового пучка в зависимости от положения излучателя. Выполнено численное моделирование сфокусированного пучка, создаваемого излучателем с частотой 1 МГц, с использованием акустической модели торса человека, полученной при помощи компьютерной томографии. Обнаружены эффекты смещения фокального максимума поля интенсивности в пространстве и уменьшения максимально достижимой интенсивности в пучке при фокусировке через акустически-неоднородную брюшную стенку, а также определено наиболее выигрышное расположение излучателя относительно тела человека для минимизации искажений акустического поля.

Бобина А.С., Росницкий П.Б., Хохлова Т.Д., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Влияние неоднородностей брюшной стенки на фокусировку ультразвукового пучка при различных положениях излучателя» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 6, с. 875-882 (2021)

Представлены результаты исследования влияния акустических неоднородностей брюшной стенки на фокусировку мощного ультразвукового пучка в зависимости от положения излучателя. Выполнено численное моделирование сфокусированного пучка, создаваемого излучателем с частотой 1 МГц, с использованием акустической модели торса человека, полученной при помощи компьютерной томографии. Обнаружены эффекты смещения фокального максимума поля интенсивности в пространстве и уменьшения максимально достижимой интенсивности в пучке при фокусировке через акустически-неоднородную брюшную стенку, а также определено наиболее выигрышное расположение излучателя относительно тела человека для минимизации искажений акустического поля.

Храмов А.А. «Оптимизация комбинированного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата методом принципа максимума Понтрягина» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 1, с. 140-153 (2019)

Рассматривается задача оптимизации комбинированного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата. В качестве управлений используются угол атаки, скоростной угол крена и секундный расход топлива. Вводятся ограничения на угол атаки и секундный расход топлива, ограничения на режимы движения не накладываются. Критерием качества управления является максимум конечной массы аппарата. Оптимизация управления проводилась на участке траектории от входа в атмосферу и до выхода на конечную орбиту заданного наклонения. Для определения оптимальных программ управления используется метод принципа максимума Понтрягина. Для гипотетического аэрокосмического аппарата получены решения задач в постановках с фиксированным и свободным временем перелёта. Обсуждаются изменения в структуре «двигательного» управления (секундный расход топлива) и «аэродинамическом» управлении (угол атаки и скоростной угол крена) в зависимости от длительности перелёта. Получена зависимость конечной массы аэрокосмического аппарата от времени манёвра.

Елисов Н.А., Ишков С.А., Храмов А.А. «Применение метода дифференциальной эволюции в задаче атмосферного поворота плоскости орбиты» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 18, № 4, с. 41-51 (2019)

Исследуется применение метода дифференциальной эволюции при оптимизации атмосферного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата с большим аэродинамическим качеством с использованием трёхканального управления. Движение аппарата относительно Земли описывается системой дифференциальных уравнений в траекторной системе координат. Программы управления по углу атаки и скоростному углу крена представляются в виде ряда Фурье, а управление по тяге – в виде релейного закона. Критерием оптимальности управления является максимум конечной массы аппарата. Проведена апробация результатов решения задач без ограничений на фазовые параметры, полученных с использованием алгоритма дифференциальной эволюции, путём сравнения с решениями, полученными методом принципа максимума Понтрягина. На основе метода дифференциальной эволюции получено решение оптимизационной задачи с учётом ограничения на температуру в точке торможения.