Крохмаль А.А., Крохмаль Н.Е., Сапожников О.А. «Расчет акустической ловушки для упругого сферического рассеивателя большого волнового размера» Известия РАН. Серия физическая, 86, № 2, с. 257-262 (2022)

Смоделирована акустическая ловушка, создаваемая в жидкости с помощью многоэлементного кольцевого излучателя мегагерцового диапазона частот. Для расчета акустической радиационной силы, действующей на помещенный в ловушку упругий сферический рассеиватель большого волнового размера, создан сервис с графическим интерфейсом. Метод расчета радиационной силы основан на решении полной задачи рассеяния акустического пучка на сферическом рассеивателе с помощью метода углового спектра. В численном эксперименте продемонстрирована возможность удержания твердотельных частиц и проведена оценка точности метода.

Баев А.Р., Митьковец А.И., Асадчая М.В., Майоров А.Л. «Импульсно-лазерное возбуждение и прохождение ультразвуковых волн через наномагнитную жидкость» Приборы и методы измерений, 12, № 3, с. 211-219 (2021)

Магнитные жидкости относятся к классу наноматериалов, обладающих высоким коэффициентом поглощения света, агрегативной и седиментационной устойчивостью, а также управляемостью внешними полями, что представляет интерес для использования в области оптоакустики. Цель работы состояла в экспериментальном исследовании эффекта оптоакустического преобразования в магнитной жидкости в зависимости от концентрации дисперсной фазы и способа воздействия на неё лазерного излучения, а также выявления возможностей использования магнитной жидкости в качестве элемента оптоакустического преобразования в ряде приложений. Проведён краткий анализ механизма оптоакустического преобразования в магнитной жидкости и разработана методика и установка, реализующая теневой вариант измерений, где в качестве источника импульсно-лазерного воздействия на магнитную жидкость использован лазер типа Lotis. В качестве материала световода, передающего энергию лазерного излучения в магнитной жидкости, использованы кварц и воздух. Приём ультразвуковых сигналов производился пьезопреобразователем на рабочей частоте 5 МГц. В процессе измерений варьировалась концентрация дисперсной фазы в магнитной жидкости (0–8%) и энергия в импульсе (0–10 мДж). Впервые установлено, что: а) амплитуда функции оптоакустического преобразования в магнитной жидкости в зависимости от концентрации дисперсной фазы, имеет максимум, величина и положение которого на оси концентраций определяется свойствами световода; б) для всех образцов в пределах погрешности измерений установлена квазилинейная зависимость указанной амплитуды от энергии в импульсе в диапазоне 0–8 мДж. Предложен ряд схемных решений использования эффекта оптоакустического преобразования в магнитной жидкости для ввода сигнала в исследуемые объекты – применительно к их дефектоскопии и структуроскопии, а также для решения обратной задачи – измерения интенсивности лазерного излучения.

Молевич Н.Е., Пичугин С.Ю., Рящиков Д.С. «Магнитоакустические волны в частично ионизованной тепловыделяющей плазме: сравнение одножидкостной и двухжидкостной моделей» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 47, № 7, с. 20-28 (2021)

С помощью одножидкостной и двухжидкостной моделей проведены расчеты скоростей и инкрементов (декрементов) магнитоакустических волн с учетом реальных условий фотодиссоциативных областей межзвёздной частично ионизованной среды. Показана допустимость использования одножидкостной модели в длинноволновом пределе (для частот волн, меньших частоты нейтрально-ионных столкновений). В коротковолновом диапазоне двухжидкостная модель предсказывает появление двух магнитоакустических волн, обусловленных возмущениями только ионной компоненты среды.

Измайлова Г.Р., Ковалева Л.А. «Распределение плотности тепловых источников, возникающих в нефтенасыщенном пласте при поглощении высокочастотных акустических и электромагнитных волн» Инженерно-физический журнал, 94, № 5, с. 1196-1204 (2021)

Исследуется способ нагрева нефтяного пласта с помощью ввода в нефтенасыщенный пласт энергии электромагнитного и акустического полей. Рассматриваются различные варианты: только электромагнитный нагрев, только акустический нагрев, совместный нагрев пласта обоими излучателями. Излучатели располагаются на забое скважины в пределах мощности нефтяного пласта. Вследствие диссипации энергии волн в среде возникают объемные источники тепла, величину которых можно рассчитать, используя теорему Умова–Пойнтинга. Сопоставляются плотности тепловых источников, возникающих в пласте при распространении акустических волн на разных частотах: 6, 16 и 22 кГц, частота электромагнитных волн 13.56 МГц. В работе выводится точное выражение для расчета объемной плотности источников тепла от акустических волн, а также приводятся упрощенные формулы для дальней и ближней зон излучения. Исследуется характер распределения плотности тепловых источников в пласте на разных расстояниях от излучателей. Ключевые слова: трудноизвлекаемые запасы, высокочастотное электромагнитное поле, акустическое поле, объемные источники тепла, нефтенасыщенный пласт, функции Ханкеля

Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И., Ломоносов А.М., Темнов В.В. «Современные проблемы сверхбыстрой магнитоакустики (обзор)» Акустический журнал, 68, № 1, с. 22-56 (2022)

Приведен обзор актуальных направлений исследований в области сверхбыстрой магнитоакустики. Рассмотрены эффекты взаимодействия сверхкоротких (пикосекундных) акустических импульсов с магнитной подсистемой магнитных пленок и частиц, взаимодействие поверхностных акустических волн, возбужденных фемтосекундными лазерными импульсами с магнитными наноструктурами. Отдельным направлением современной сверхбыстрой магнитоакустики является взаимодействие поверхностных акустических волн с магнитной подсистемой в планарных наноструктурах. На данный момент недостаточно выявлены условия этого взаимодействия для неоднородных типов колебаний намагниченности и недостаточно изучены также эффекты взаимодействия поверхностных акустических волн с метаповерхностями. Одним из перспективных способов возбуждения и детектирования поверхностных магнитоупругих волн в металлических пленках и планарных наноструктурах является использование техники “transient grating”, которая позволяет использовать современные фемтосекундные лазеры и имеет очень хорошее временное разрешение. Проанализированы основные результаты экспериментов по возбуждению магнитоупругих колебаний в пленках и планарных периодических наноструктурах при сверхбыстром лазерном возбуждении, а также приводится анализ моделей магнитоупругой нелинейной динамики, полученных за последнее десятилетие исследователями по всему миру. Ключевые слова: магнитоакустика, сверхбыстрые явления, акустические волны, нелинейные колебания и волны, спиновые волны, магнитные наноструктуры DOI: 10.31857/S0320791922010075