Бубукин И.Т., Ракуть И.В., Агафонов М.И., Яблоков А.А., Панкратов А.Л., Горбунова Т.Ю., Горбунов Р.В. «Сравнительный анализ условий распространения миллиметровых радиоволн на радиоастрономических полигонах России и Узбекистана» Астрономический журнал, 98, № 7, с. 581-598 (2021)

На основе сравнительного анализа данных интегрального влагосодержания атмосферы в период 08.2019–01.2020 для полигона ННГУ НИРФИ Карадаг, трех полигонов ИПА РАН (Зеленчукская, Светлое, Бадары) и строительной площадки 70-м радиотелескопа на плато Суффа (Узбекистан) (средние значения за 1981–1991 гг.) показана целесообразность расширения параметров оценки при выборе площадки Карадаг для установки антенн миллиметрового диапазона. Это связано с отсутствием на территории Российской Федерации мест с устойчиво хорошей прозрачностью атмосферы в миллиметровом диапазоне, сравнимых с плато Чахнантор в Чили. Наряду с использованием среднемесячных значений интегрального влагосодержания в качестве основного критерия к выбору площадки следует учитывать как характеристику розы ветров на полигоне Карадаг, так и более детальное ежесуточное и внутрисуточное распределение влагосодержания. На площадке Карадаг даже в летнее время периодически возникает высокая прозрачность атмосферы. Интегральное влагосодержание уменьшается до уровней, сопоставимых с этим параметром на горной площадке Суффа. Полученные результаты позволяют скорректировать существующие принципы размещения астрономических инструментов и систем космической связи миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов на территории РФ. Ключевые слова: миллиметровые волны, распространение, атмосфера, поглощение, влагосодержание DOI: 10.31857/S0004629921080016

Ватульян А.О., Явруян О.В. «Колебания слоя с расслоением в рамках градиентной теории упругости» Дефектоскопия, № 10, с. 3-15 (2021)

Рассмотрена прямая задача об антиплоских колебаниях слоя с расслоением в рамках градиентной теории упругости. В качестве математической модели взята градиентная модель, предложенная Айфантисом. Основное внимание уделено анализу механических полей на берегу трещины и в ее вершинах – концентраторах напряжений. Исследование проведено с использованием метода граничных интегральных уравнений (ГИУ). Построено ГИУ относительно градиента поля перемещений на трещине. Проведен анализ построенного ГИУ, выявлена явным образом кубическая сингулярность. Решение сингулярного ГИУ построено с использованием аппроксимирующих полиномов Чебышева. Проведено исследование для трещин малой относительной длины – асимптотический подход, получены простые полуаналитические выражения для построения функции раскрытия трещины, выявлен диапазон работоспособности асимптотического подхода. Построены поля напряжений в окрестности вершин трещины. Представлены численные результаты вычислительных экспериментов.

Шагимуратов И.И., Захаренкова И.Е., Тепеницына Н.Ю., Якимова Г.А., Ефишов И.И. «Особенности проявления реакции полного электронного содержания ионосферы на кольцеобразное солнечное затмение 21 июня 2020 г.» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 654-660 (2021)

Проведен анализ проявлений кольцеобразного солнечного затмения 21июня 2020 г. в вариациях полного электронного содержания ионосферы (TEC) на основе GPS-наблюдений сети IGS Китая. Отмечено, что эффекты кольцеобразного затмения в ионосфере изучены гораздо меньше эффектов полного или частичного солнечного затмения. На основе анализа суточных вариаций TEC на отдельных станциях получено, что эффект данного затмения проявился в форме депрессии этого параметра с минимумом, близким к моменту максимальной фазы затмения над станцией наблюдения. Более ярко проявился эффект затмения в вариациях ТЕС ионосферы вдоль индивидуальных пролетов спутников, который имел вид ложбинообразного понижения. Показано, что основной составляющей в падении и задержке минимума ТЕС относительно максимальной фазы затмения является величина магнитуды затмения для конкретной станции. Это следует из высокой корреляции между этими параметрами и магнитудой затмения. Задержка варьируется от нескольких минут до десятков минут в зависимости от величины магнитуды затмения. Максимальная амплитуда падения TEC достигала ∼4–6 TECU. Для анализа пространственно-временнoго поведения TEC использованы IОNЕХ-файлы c 15-минутным разрешением. Выявлено, что движение максимальной депрессии TEC согласуется с траекторией движения и положением тени затмения на поверхности Земли.

Колесников В.И., Лавров И.В., Бардушкин В.В., Сычев А.П., Яковлев В.Б. «Обобщенное приближение Максвелла–Гарнетта для текстурированных матричных композитов с включениями в оболочке» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 11-16 (2021)

Предложено обобщение приближения Максвелла–Гарнетта для текстурированного матричного композита, состоящего из эллипсоидальных включений с оболочкой. С помощью указанного обобщенного приближения получено выражение для тензора эффективной диэлектрической проницаемости рассматриваемой среды. Показано, что в случае матричного композита со сферическими включениями в оболочке данное выражение совпадает с формулой, полученной в обобщенном приближении эффективного поля с выбором матрицы в качестве среды сравнения.

Яковлев О.Я., Иванова А.Е., Ананьева В.И., Шашкова И.А., Юдаев А.В., Берто Ж.-Л., Тавров А.В. «Распределение транзитных экзопланет по массе с использованием зависимостей масса–радиус. структурирование внутри планетных систем» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 3, с. 213-231 (2021)

Большая часть (85%) транзитных экзопланет обнаружена космическим телескопом Kepler. И только примерно у 15% из них известна масса, измеренная преимущественно методом лучевых скоростей. Массу экзопланеты возможно оценить по ее радиусу, исходя из статистических зависимостей по наблюдательным данным, хотя нет однозначной зависимости между массой и радиусом планет. Вычисленные массы по четырем статистическим зависимостям массы от радиуса (Bashi и др., 2017; Chen и Kipping, 2017; Ning и др., 2018, и выведенная “Averaged”) для экзопланет, массы которых не известны, были добавлены в распределение с известными массами. Проведено исследование полученных таким образом распределений транзитных экзопланет по массе с учетом эффекта наблюдательной селекции транзитного метода. Распределения аппроксимируются степенным законом ∼dN/∼dM ∼ M^α, α<0, где показатель степени α был определен методом максимального правдоподобия для выборок с использованием четырех зависимостей масса-радиус: –2.12±0.03, –2.09±0.03, –1.94±0.03, –2.27±0.04. Кроме того, для одного из этих распределений найдены параметры степенного закона, показатель степени в котором различается на трех интервалах (с границами 0.025, 0.28, 1.35 масс Юпитера): –1.99, –0.62, –2.88. Дополнительно делается вывод об отсутствии доказательства зависимости между массой экзопланеты и ее средним расстоянием до родительской звезды (структурирования внутри планетных систем) на расстояниях до 1 а. е., а также исследуется зависимость показателя степени α от рассматриваемого интервала по массе. Приведенные выше результаты были получены для экзопланет, обнаруженных космическими телескопами Kepler и TESS (составляющие группу 1). Массы остальных транзитных экзопланет, обнаруженных преимущественно наземными инструментами (группа 2), были известны. Для этой группы показатель степени α оценен как –2.21±0.04. Полученные результаты в целом согласуется с результатами из предшествующих статистических и теоретических исследований. Ключевой идей работы является применение модельных зависимостей массы от радиуса экзопланет для исследования распределения экзопланет по массе по актуальным наблюдательным данным. Ключевые слова: экзопланеты, транзитный метод, распределение по массе, зависимость масса-радиус, статистическое исследование DOI: 10.31857/S0320930X21030099

Юдаев А.В., Яковлев О.Я., Киселев А.В., Барке В.В., Венкстерн А.А., Шашкова И.А., Тавров А.В. «Тестирование звездного интерференционного коронографа в составе наземного телескопа» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 368-380 (2021)

Метод прямого наблюдения экзопланет (direct exoplanet imaging) с помощью звездного коронографа увеличивает контраст изображения в дифракционной окрестности звезды. Недостаточное уменьшение фона звезды происходит вследствие требуемого качества волнового фронта, превосходящего возможности современных оптических и астрономических систем. В работе оценены достижимые коронографические контрасты для наземного и внеатмосферного телескопов без применения адаптивной оптики (АО) и в дальнейшем запланировано применение устройств АО: наклонного зеркала и пиксельной АО для коррекции зональной ошибки. Для практического тестирования перспективной многоконтурной системы телескопа с активной оптикой, корректирующей ВФ, мы построили коронограф с малой апертурой телескопа, позволяющей наблюдать эффект коронографического ослабления звезды. Последнее важно для отработки прецизионного ведения (гидирования) звезды автоматизированным параллактическим приводом телескопа для построения практической циклограммы работы устройств адаптивной оптики. Оценены ошибки волнового фронта внутри интерференционного коронографа, начаты эксперименты, получено удержание линии визирования. Ключевые слова: звездный коронограф, высококонтрастное астрономическое изображение, ноль интерферометр, метод прямого наблюдения экзопланет DOI: 10.31857/S0320930X21030105

Базилевская Г.А., Дайбог Е.И., Логачёв Ю.И., Власова Н.А., Гинзбург Е.А., Ишков В.Н., Лазутин Л.Л., Нгуен М.Д., Сурова Г.М., Яковчук О.С. «Характерные особенности солнечных космических лучей в 21–24-м циклах солнечной активности по данным каталогов солнечных протонных событий» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 1, с. 8-15 (2021)

Рассмотрены однородные ряды событий солнечных космических лучей за 4 цикла солнечной активности на фоне ее уменьшения в циклах 23 и 24. Число событий солнечных космических лучей с энергией выше 10 МэВ уменьшилось незначительно, тогда как число наземных возрастаний при сравнении циклов 23 и 24 снизилось в 8 раз. Показано, что при переходе от цикла 23 к циклу 24 средний вклад вспышек в генерацию наземных возрастаний уменьшился в 3 раза, а средний вклад корональных выбросов вещества – в 5 раз; средний вклад вспышек в генерацию солнечных космических лучей с энергией >10 МэВ уменьшился в 1.3 раза, а средний вклад корональных выбросов вещества – возрос в 1.4 раза.

Базилевская Г.А., Логачёв Ю.И., Дайбог Е.И., Власова Н.А., Гинзбург Е.А., Ишков В.Н., Лазутин Л.Л., Нгуен М.Д., Сурова Г.М., Яковчук О.С. «Статистические связи между солнечными космическими лучами, радиоизлучением II типа и корональными выбросами массы» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 672-679 (2021)

Радиоизлучение II типа часто сопровождает события в солнечных космических лучах и является индикатором распространения ударной волны в короне Солнца. С другой стороны, важную роль в ускорении солнечных протонов играет ударная волна, связанная с выбросами коронального вещества. Оба эти явления могут происходить без сопровождения солнечными космическими лучами, в то же время не все события солнечных космических лучей сопровождаются радиоизлучением II типа. Статистические связи между этими явлениями рассмотрены на базе Каталогов солнечных протонных событий 23 и 24-го циклов солнечной активности. Показано, что события солнечных космических лучей, сопровождаемые радиоизлучением II типа, относятся к наиболее мощным как по характеристикам частиц, так и по характеристикам источников.

Смирнов И.В., Михайлова Н.В., Якупов Б.А., Волков Г.А. «Анализ пороговых параметров начала акустической кавитации жидкости в зависимости от частоты ультразвукового поля, гидростатического давления и температуры» Журнал технической физики, 91, № 1, с. 1631-1640 (2021)

Проведено сравнение критерия инкубационного времени кавитации и классического критерия нестабильной кавитации. Показано, что критерий инкубационного времени кавитации может быть универсальной основой для оценки пороговых значений отрицательного давления в широком диапазоне частот колебаний звукового поля, при различных температурах жидкости и значениях гидростатического давления. В отличие от классического критерия он не требует информации о микропараметрах дефектной структуры материала. С другой стороны, комбинация двух критериев позволяет определить частотную зависимость диапазона радиусов активных кавитационных зародышей. Кроме того, обсуждена физическая сущность макропараметров жидкости, используемых в критерии инкубационного времени кавитации. Показано, что инкубационное время кавитации может быть связано с числом Гиббса и скоростью нуклеации зародышей кавитации. Ключевые слова: акустическая кавитация, ультразвук, пороговая амплитуда, критерий инкубационного времени.

Чашечкин Ю.Д., Якуш С.Е., Ильиных А.Ю. «Группы брызг импакта капли воды, свободно падающей в расплавленный металл» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 22-26 (2021)

Изменения состава групп капелек (брызг), вылетающих при падении в тигель с расплавом металла (сплав Розе при температуре 200°С) капли воды диаметром D=0.42 см со скоростью U=3.3 м/с, впервые прослежены методами фото- и видеорегистрации. В режиме образования всплеска группы мелких капелек воды последовательно выбрасываются с вершин шипов на пелене вокруг области первичного контакта, затем с шипов на кромке слоя растекания воды. Далее капельки воды вылетают вертикально и наклонно с вершин коротких струек – стримеров. Группы мелких капелек образуются при разрыве крупных пузырей. После формирования всплеска и отрыва его вершины с взвешенными газовыми пузырьками наблюдается выброс капель воды и составных капель, состоящих из металлического ядра и водной оболочки. На последней стадии наряду со струйками воды наблюдаются более редкие стримеры, состоящие из расплава, с вершин которых вылетают капельки металла. Прослежена геометрия каверны и слоя вскипающей воды растекающейся капли.

Агафонова Н.Ю., Ашихмин В.В., Добрынина Е.А., Еникеев Р.И., Мальгин А.С., Ряжская О.Г., Филимонова Н.А., Шакирьянова И.Р., Якушев В.Ф.(и коллаборация LVD) «Отклик детектора LVD на землетрясения в центральной Италии» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 11, с. 1661-1665 (2021)

Основными источниками фона по низкому порогу в подземном Детекторе большого объема (LVD, LNGS, Италия) являются естественная радиоактивность грунта и радон, который выходит из грунтовых вод в атмосферу подземного помещения через множественные микротрещины в породе. Установка LVD регистрирует гамма-кванты от распадов дочерних ядер радона. При деформациях земной коры возникает напряжение, увеличивается количество микротрещин, что приводит к повышению концентрации радона. Представлен анализ темпа счета детектора во время мощных землетрясений в центральной Италии в 2019 году.

Шпильной В.Ю., Вавилов В.П., Дерусова Д.А., Дружинин Н.В., Ямановская А.Ю. «Особенности проведения неразрушающего контроля полимерных и композиционных материалов с использованием бесконтактной ультразвуковой стимуляции и лазерного вибросканирования» Дефектоскопия, № 8, с. 14-23 (2021)

Бесконтактная ультразвуковая стимуляция является сравнительно малоисследованным способом неразрушающего контроля полимерных и композиционных материалов. Сочетание бесконтактной ультразвуковой стимуляции совместно с лазерным сканированием может обеспечить оценку качества изделия без внешнего воздействия на исследуемый объект. Настоящая работа посвящена исследованию ультразвуковой диагностической системы на основе совместного использования бесконтактного магнитострикционного излучателя и сканирующей лазерной доплеровской виброметрии для проведения неразрушающего контроля полимерных и композиционных материалов. Применение преобразователя данного типа для бесконтактной стимуляции материалов позволило обеспечить мощность, достаточную для быстрого обнаружения дефектов, а оптимизация условий проведения эксперимента повысила эффективность результатов контроля. Измерение диаграммы направленности магнитострикционного излучателя позволило определить особенности излучения магнитостриктора в сборке с титановым волноводом ступенчатого типа.

Абунина М.А., Белов А.В., Шлык Н.С., Ерошенко Е.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Прямушкина И.И., Янке В.Г. «Форбуш-эффекты, созданные выбросами солнечного вещества с магнитными облаками» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 572-582 (2021)

Изучается влияние магнитных облаков на вариации плотности космических лучей, регистрируемые нейтронными мониторами. Из данных о 252 Форбуш-эффектах, обусловленных межпланетными возмущениями, содержащими магнитные облака, выделяются статистические закономерности и характерные особенности таких событий. Обсуждается поведение основных параметров солнечного ветра, космических лучей и геомагнитной активности во время прохождения магнитных облаков мимо Земли, а также характерные особенности внутренней структуры магнитных облаков. Было показано, что вариации космических лучей тесно связаны с максимальными параметрами солнечного ветра и межпланетного магнитного поля внутри магнитных облаков. Установлено, что по распределению времени максимальных параметров солнечного ветра чаще всего максимальная скорость внутри магнитного облака регистрируется в начале, а максимальное значение межпланетного магнитного поля – как в начале, так и в середине события. Также получено, что существует достаточно тесная корреляция вариаций плотности космических лучей в магнитном облаке с его размером, выраженным в гирорадиусах.

Яо Ф., Цао И., Чен Г. «Пакетный вейвлет-анализ торкрет-каменных структур с использованием импакт-эхометода» Дефектоскопия, № 1, с. 45-56 (2021)

Изучается качество контакта торкрет-каменных структур с использованием импакт-эхометода (ИЭ) для обнаружения дефектов в торкрет-бетоне толщиной 10 и 20 см. Проведены численные и экспериментальные исследования. Традиционный анализ частотных характеристик может дать только качественную оценку, но не может количественно оценить критичность дефекта на поверхности контакта. Пакетное вейвлет-разложение используется для анализа сигнала с целью получения распределения энергии в каждой полосе частот. После этого рассчитывают относительные собственные значения энергии пакета вейвлета и получают показатель энергетической характеристики торкрет-бетона с различной толщиной и состоянием контакта. Подход к оценке качества границы раздела, основанный на энергии, применялся для количественной оценки качества контакта на поверхности раздела торкрет-каменных структур.

Пивоваров А.А., Ярощук И.О., Швырев А.Н., Самченко А.Н. «Автономная низкочастотная широкополосная гидроакустическая излучающая станция с электромагнитным преобразователем» Приборы и техника эксперимента, № 6, с. 95-99 (2020)

Гидроакустическая излучающая станция с электромагнитным преобразователем развивает акустическое давление до 2400 Па (188 дБ), приведенное к расстоянию 1 м от оси излучателя, в диапазоне частот 420–520 Гц (по уровню –3 дБ) и обладает рабочей глубиной погружения до 500 м. Примененные технические решения позволяют использовать станцию для широкого круга океанологических исследований, а также при построении систем навигации подводных аппаратов и передачи данных по гидроакустическому каналу.

Пивоваров А.А., Ярощук И.О., Долгих Г.И., Швырев А.Н., Самченко А.Н. «Автономный акустический регистратор и его применение в составе гидрофизического комплекса» Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 123-128 (2021)

Описаны конструктивные решения и характеристики автономных акустических регистраторов, а также дано краткое описание элементов измерительного гидрофизического комплекса (излучатели, термогирлянды и др.), в составе которого они применяются. Технические возможности, заложенные в акустические регистраторы, позволяют оперативно создавать различные конфигурации дискретных антенных решеток и акустических интерферометров. На основе данных, полученных с таких приемных систем в составе гидрофизического комплекса, можно проводить диагностику водной среды, донных осадков, а также оценивать акустические характеристики различных источников звука. Предложены некоторые методы и подходы для решения подобных задач и приведены примеры.

Аристов В.В., Строганов А.В., Ястребов А.Д. «Применение модели кинетического типа для изучения пространственного распространения COVID-19» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 27-32 (2021)

Предлагается одномерная модель на основе уравнения кинетического типа для изучения динамической плотности распределения носителей вируса во времени и пространстве с учетом их миграции из выделенного центра. Данная модель является новой и принципиально отличается от известных моделей типа диффузия-реакции. Строится аналитическое решение; для получения серии расчетов применяются и численные методы. Производится сравнение модельных и реальных данных в Италии, России и Чили. Помимо скорости заражения, вводится в рассмотрение “скорость выздоровления”. При прохождении волны выздоровления по территории с большей частью населения страны делается вывод о начале глобального выздоровления, что соответствует реальным данным. Предсказания оказываются точными и для второй волны пандемии в России. Ожидается, что модель способна адекватно описать не только развитие COVID-19, но и последующих эпидемий.