Kadyrov A., Pak I., Ganyukov A., Imanov M., Balabekova K. «Research of operation of equipment for ultrasonic purification of exhaust gases of internal combustion engines» Инженерно-физический журнал, 94, № 6, с. 1442-1448 (2021)

This paper is devoted to analytical and experimental modeling of the method of ultrasonic purification of recycled exhaust gases of internal combustion engines. The scheme of the experimental stand and the procedure for conducting the experiment are given. The data on determination of the coagulation coefficient are presented. Ключевые слова: ultrasonic purification, coagulation, ultrasonic oscillations, internal combustion engine

Tolstikov M.V., Ratovsky K.G., Medvedeva I.V., Khabituev D.S. «Estimated influence of stratospheric activity on the ionosphere according to measurements with ISTP SB RAS tools» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 79-84 (2021)

We present the results of a comprehensive study of the manifestation of wave activity with periods of internal gravity waves (IGW) in various regions of the atmosphere: in the stratosphere, upper mesosphere, and in the F2-region of the ionosphere. The study is based on radiophysical and spectrometric measurements made with tools of the Institute of Solar-Terrestrial Physics (ISTP) SB RAS and the Era-Interim reanalysis data. The correlation coefficient with time shift between ionospheric and stratospheric activity for the annual interval varies in the range from 0.45 to 0.54, and for the 27-day interval it reaches the levels 0.4–0.8 in seventy percent of the cases. Thirty percent of correlation coefficients less than 0.4 can be explained by the influence of neutral wind, geomagnetic activity, and nonstratospheric IGW sources. Comparison between stratospheric activity and variations in characteristics of traveling ionospheric disturbances (TID) has shown that a ∼15 day shift in stratospheric activity results in a fairly high correlation between stratospheric activity and disturbance of IGW characteristics (∼0.6). The delay of about 15 days can be attributed to the delay in the temperature variations at heights of the lower thermosphere relative to the temperature variations at the altitude pressure level of 1 hPa. Comparative analysis of variations in mesospheric and ionospheric activity has revealed time intervals when their behavior is consistent.

Prabhu M., Kumar R.A., Warrier R., Mouli B.S.N.V., Kiran S. «Истечение жидкости из нескольких отверстий: исследование образования вихрей c воздушным ядром» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 118-130 (2022)

Явление возникновения закрученных вихрей с воздушным ядром (воронок) в жидкости, протекающей через цилиндрические баки, может иметь серьезные побочные эффекты во многих инженерных системах. Следовательно, подавление таких вихрей является насущной необходимостью для этих приложений. В настоящей работе исследуется влияние начального вращения на формирования вихрей с различными конфигурациями расположений сливных отверстий, имеющих одинаковый диаметр (d=10 мм), в случае использования многочисленных отверстий. Во всех рассмотренных конфигурациях имеется соосное (центровое) отверстие с круглым поперечным сечением, в общем случае окруженное другими отверстиями (с круглыми сечениями), которые располагаются на одном и том же расстоянии от центра. В настоящей работе явление формирования вихревых воронок изучается при изменении числа окружающих отверстий и эксцентричности их расположения. Истечение может происходить одновременно через одно и большее число окружающих отверстий. Перед началом истечения с помощью закручивания жидкости (40–240 об./мин) столбу жидкости сообщается циркуляционное движение, создаваемое механической мешалкой с электродвигателем, число оборотов которой можно было регулировать. Результаты проведенного исследования показали, что для всех конфигураций расположения сливных отверстий вихрь подавляется при увеличении степени эксцентричности (нецентральности) расположения отверстий и, таким образом, время истечения уменьшается. Результаты исследования также показывают, что центральное отверстие является ключевым фактором для процесса вихреобразования и при меньших значениях эксцентричности расположения отверстий вихрь последовательно подавляется по мере увеличения числа отверстий, окружающих центральное. Все ранее проведенные исследования формирования вихревых воронок, результаты которых доступны в литературе, были выполнены либо с одним или с двумя сливными отверстиями. Исследования истечения жидкости из нескольких отверстий (число сливных отверстий больше двух) до сих пор отсутствовали. Таким образом, текущее исследование, результаты которого представлены в данной работе, является первым исследованием истечения жидкости из нескольких сливных отверстий.

Kurazhkovskaya N.A., Zotov O.D., Klain B.I. «Relationship between geomagnetic storm development and the solar wind parameter β» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 24-32 (2021)

We have analyzed the dynamics of solar wind and interplanetary magnetic field (IMF) parameters during the development of 933 isolated geomagnetic storms, observed over the period from 1964 to 2010. The analysis was carried out using the epoch superposition method at intervals of 48 hrs before and 168 hrs after the moment of Dst minimum. The geomagnetic storms were selected by the type of storm commencement (sudden or gradual) and by intensity (weak, moderate, and strong). The dynamics of the solar wind and IMF parameters was compared with that of the Dst index, which is an indicator of the development of geomagnetic storms. The largest number of storms in the solar activity cycle is shown to occur in the years of minimum average values (close in magnitude to 1) of is the solar wind parameter β (β pressure to magnetic pressure). We have revealed that the dynamics of the Dst index is similar to that of the β parameter. The duration of the storm recovery phase β follows the characteristic recovery time of the β parameter. We have found out that during the storm main phase the β parameter is close to 1, which reflects the maximum turbulence of solar wind plasma fluctuations. In the recovery phase, β returns to background values β∼2–3.5. We assume that the solar wind plasma turbulence, characterized by the β parameter, can play a significant role in the development of geomagnetic storms/

Guglielmi A.V., Klain B.I., Potapov A.S. «On the group velocity of whistling atmospherics» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 67-70 (2021)

The dynamic spectrum of a whistling atmospheric is a signal of falling tone, and the group delay time of the signal as a function of frequency is formed as a result of propagation of a broadband pulse in a medium (magnetospheric plasma) with a quadratic dispersion law. In this paper, we show that for quadratic dispersion the group velocity is invariant under Galilean transformations. This means that, contrary to expectations, the group velocity is paradoxically independent of the velocity of the medium relative to the observer. A general invariance condition is found in the form of a differential equation. To explain the paradox, we introduce the concept of the dynamic spectrum of Green’s function of the path of propagation of electromagnetic waves from a pulse source (lightning discharge in the case of a whistling atmospheric) in a dispersive medium. We emphasize the importance of taking into account the motion of plasma in the experimental and theoretical study of electromagnetic wave phenomena in near-Earth space.

Klimushkin D.Yu., Mager P.N., Chelpanov M.A., Kostarev D.V. «Interaction between long-period ULF waves and charged particle in the magnetosphere: theory and observations (overview)» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 33-66 (2021)

The paper reviews the current state of the problem of interaction between long-period ultra-lowfrequency (ULF) waves and high-energy particles. We consider elements of the theory of energy exchange between waves and particles, particle transport across magnetic shells under the influence of the electromagnetic field of a wave, the acceleration of radiation belt particles by both resonant and non-resonant mechanisms. We examine the mechanisms of generation of azimuthallysmall-scale ULF waves due to instabilities arising from the wave–particle resonance. The cases of Alfven, driftcompressional, and drift-mirror waves are analyzed. It is noted that due to the lack of a detailed theory of driftmirror modes, the possibility of their existence in the magnetosphere cannot be taken as a proven fact. We summarize experimental data on the poloidal and compression ULF waves generated by unstable populations of high-energy particles. We investigate the mechanisms of modulation of energetic particle fluxes by ULF waves and possible observational manifestations of such modulation. Methods of studying the structure of waves across magnetic shells by recording fluxes of resonant particles with a finite Larmor radius are discussed.

Klimushkin D.Yu., Mager P.N., Chelpanov M.A., Kostarev D.V. «Interaction between long-period ULF waves and charged particle in the magnetosphere: theory and observations (overview)» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 33-66 (2021)

The paper reviews the current state of the problem of interaction between long-period ultra-lowfrequency (ULF) waves and high-energy particles. We consider elements of the theory of energy exchange between waves and particles, particle transport across magnetic shells under the influence of the electromagnetic field of a wave, the acceleration of radiation belt particles by both resonant and non-resonant mechanisms. We examine the mechanisms of generation of azimuthallysmall-scale ULF waves due to instabilities arising from the wave–particle resonance. The cases of Alfven, driftcompressional, and drift-mirror waves are analyzed. It is noted that due to the lack of a detailed theory of driftmirror modes, the possibility of their existence in the magnetosphere cannot be taken as a proven fact. We summarize experimental data on the poloidal and compression ULF waves generated by unstable populations of high-energy particles. We investigate the mechanisms of modulation of energetic particle fluxes by ULF waves and possible observational manifestations of such modulation. Methods of studying the structure of waves across magnetic shells by recording fluxes of resonant particles with a finite Larmor radius are discussed.

Shaidurov Georgy Ya., Kudinov Danil S., Fomin Aleksey N. «On seawater conductivity control by acoustic radiation» Журнал Сибирского Федерального университета. Математика и физика, 15, № 1, с. 101-107 (2022)

Изложены результаты экспериментов по исследованию эффекта управления проводимостью морской воды (раствором поваренной соли в пресной воде) акустическим излучением. При солености 35 г/л (‰), давлении от 500–2500 Па (Паскаль) и плотности потока мощности акустического излучения в пределах 0.5–2.5 Вт/м коэффициент преобразования частоты электромагнитного поля акустическим излучением изменялся от 10^–4 до 2·10^–2. При солености 12 г/л (‰) наблюдался резкий спад этого коэффициента. По сравнению с влиянием гидростатического давления на проводимость морской воды ультразвук действует на три порядка сильнее. Материалы статьи могут быть использованы в различных прикладных задачах морской связи и геофизики. Ключевые слова: электролит, морская вода, акустическое излучение, управление, проводимость, преобразование, частота.

Prabhu M., Kumar R.A., Warrier R., Mouli B.S.N.V., Kiran S. «Истечение жидкости из нескольких отверстий: исследование образования вихрей c воздушным ядром» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 118-130 (2022)

Явление возникновения закрученных вихрей с воздушным ядром (воронок) в жидкости, протекающей через цилиндрические баки, может иметь серьезные побочные эффекты во многих инженерных системах. Следовательно, подавление таких вихрей является насущной необходимостью для этих приложений. В настоящей работе исследуется влияние начального вращения на формирования вихрей с различными конфигурациями расположений сливных отверстий, имеющих одинаковый диаметр (d=10 мм), в случае использования многочисленных отверстий. Во всех рассмотренных конфигурациях имеется соосное (центровое) отверстие с круглым поперечным сечением, в общем случае окруженное другими отверстиями (с круглыми сечениями), которые располагаются на одном и том же расстоянии от центра. В настоящей работе явление формирования вихревых воронок изучается при изменении числа окружающих отверстий и эксцентричности их расположения. Истечение может происходить одновременно через одно и большее число окружающих отверстий. Перед началом истечения с помощью закручивания жидкости (40–240 об./мин) столбу жидкости сообщается циркуляционное движение, создаваемое механической мешалкой с электродвигателем, число оборотов которой можно было регулировать. Результаты проведенного исследования показали, что для всех конфигураций расположения сливных отверстий вихрь подавляется при увеличении степени эксцентричности (нецентральности) расположения отверстий и, таким образом, время истечения уменьшается. Результаты исследования также показывают, что центральное отверстие является ключевым фактором для процесса вихреобразования и при меньших значениях эксцентричности расположения отверстий вихрь последовательно подавляется по мере увеличения числа отверстий, окружающих центральное. Все ранее проведенные исследования формирования вихревых воронок, результаты которых доступны в литературе, были выполнены либо с одним или с двумя сливными отверстиями. Исследования истечения жидкости из нескольких отверстий (число сливных отверстий больше двух) до сих пор отсутствовали. Таким образом, текущее исследование, результаты которого представлены в данной работе, является первым исследованием истечения жидкости из нескольких сливных отверстий.

Kurazhkovskaya N.A., Zotov O.D., Klain B.I. «Relationship between geomagnetic storm development and the solar wind parameter β» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 24-32 (2021)

We have analyzed the dynamics of solar wind and interplanetary magnetic field (IMF) parameters during the development of 933 isolated geomagnetic storms, observed over the period from 1964 to 2010. The analysis was carried out using the epoch superposition method at intervals of 48 hrs before and 168 hrs after the moment of Dst minimum. The geomagnetic storms were selected by the type of storm commencement (sudden or gradual) and by intensity (weak, moderate, and strong). The dynamics of the solar wind and IMF parameters was compared with that of the Dst index, which is an indicator of the development of geomagnetic storms. The largest number of storms in the solar activity cycle is shown to occur in the years of minimum average values (close in magnitude to 1) of is the solar wind parameter β (β pressure to magnetic pressure). We have revealed that the dynamics of the Dst index is similar to that of the β parameter. The duration of the storm recovery phase β follows the characteristic recovery time of the β parameter. We have found out that during the storm main phase the β parameter is close to 1, which reflects the maximum turbulence of solar wind plasma fluctuations. In the recovery phase, β returns to background values β∼2–3.5. We assume that the solar wind plasma turbulence, characterized by the β parameter, can play a significant role in the development of geomagnetic storms/