Загайнова Ю.С., Файнштейн В.Г., Обридко В.Н., Руденко Г.В. «Исследование магнитных свойств тени солнечных пятен» Астрономический журнал, 99, № 2, с. 100-150 (2022)

Представлены результаты исследования солнечных пятен, полученные авторами обзора и другими исследователями за последние годы. Обсуждаются результаты исследования атмосферы над тенью пятен по данным наблюдений в спектральных линиях верхней хромосферы и нижней короны. Показано, что отдельные параметры профиля этих линий различаются в ведущих и замыкающих пятнах. Высказана и проверена гипотеза о связи параметров профилей этих спектральных линий с параметрами магнитного поля в тени пятен. Проведен сравнительный анализ магнитных свойств тени ведущих и замыкающих пятен в активных областях (АО) без взрывных процессов (ВП). Для анализа отобраны только пары магнитно-связанных ведущих и замыкающих пятен, т.е. соединенных силовыми линиями магнитного поля. Показано, что значения ряда параметров магнитного поля в тени солнечных пятен и характер связи между ними зависят от типа пятен. Так, в тени ведущих и замыкающих пятен близкой площади различаются максимальное и среднее значения магнитной индукции. Также различаются зависимости минимального угла наклона силовых линий к радиальному направлению из центра Солнца и средний угол наклона линий поля от площади тени ведущих и замыкающих пятен. Для магнитно-связанных ведущих и замыкающих пятен показано, что расстояния от центра тени каждого типа пятен до главной линии раздела полярности фотосферного поля в АО различаются. В работе также обсуждается изменение со временем различных параметров магнитного поля тени пятен отдельно для одиночных, магнитно-связанных солнечных пятен и солнечных пятен магнитно-связанных АО, определенных нами как магнитные комплексы активности (МКА). Исследована эволюция магнитных характеристик солнечных пятен, в том числе солнечных пятен в МКА во время радикальной перестройки магнитной конфигурации. Обнаружено влияние ВП на характеристики магнитного поля в пятнах. Одной из целей работы являлось выявить, чем могут отличаться свойства пятен в АО без ВП и в АО с различного рода активностью, как, например, с солнечными вспышками и формированием корональных выбросов массы.

Фатеев В.Ф., Смирнов Ф.Р., Рыбаков Е.А. «Измерение эффекта удвоения гравитационного смещения частоты с помощью квантового нивелира на водородных часах» Письма в Журнал технической физики, 48, № 7, с. 36-38 (2022)

Впервые измерен эффект удвоения гравитационного смещения частоты в гравитационном поле Земли в системе стационарных и перевозимых водородных квантовых часов c нестабильностью 1·10^–15. Часы разнесены по высоте на 34 m и соединены радиоканалом на основе оптического волокна. Измеренный относительный удвоенный эффект "красного" смещения на этой высоте составил Delta f_GR/f_ref=(–7.73±1.61)·10^–15. Ключевые слова: гравитационный эффект замедления времени, гравитационное смещение частоты, квантовые водородные часы.

Новиков В.В., Февральских Л.Н. «К вопросу о затухании свободной прецессии астероидов» Проблемы прочности и пластичности, 80, № 2, с. 227-237 (2018)

Изучается проблема оценки времени затухания свободной прецессии астероидов. Астероиды рассматриваются как упругие твердые тела, обладающие в недеформированном состоянии различными осевым и экваториальным моментами инерции. Рассматриваются два механизма диссипации энергии: за счет внутреннего трения, обусловленного вязкоупругими свойствами, и тепловых процессов, связанных с макроскопической термодиффузией. Приводятся выражения коэффициентов затухания прецессии для каждого из рассматриваемых механизмов диссипации. Для некоторой группы наиболее известных астероидов проводится оценка времени затухания движений в теле астероида оси устойчивого вращения. Представлена зависимость времени затухания прецессии от среднего диаметра астероидов и периода их собственного вращения. Отмечается увеличение продолжительности свободной прецессии с уменьшением размера астероидов и замедлением собственного вращения. Проводится сравнение времени затухания прецессии со средним временем между последовательными столкновениями астероидов, приводящими к отклонению осей вращения от устойчивого положения. Оценки показывают, что большинство рассмотренных астероидов имеет время затухания, меньшее времени между последовательными столкновениями. При оценке времени затухания прецессии изучается вклад в этот процесс каждого из рассматриваемых механизмов диссипации. Установлено, что для тел небольшого размера с продолжительным периодом собственного вращения диссипация в основном обусловлена вязкоупругими свойствами астероидов. Отмечено существенное влияние термодиффузии на затухание угловых движений больших быстро вращающихся астероидов, причем, в отличие от внутреннего трения, для некоторых астероидов термодиффузия приводит к уменьшению времени затухания прецессии, достаточному, чтобы наблюдать их вращение относительно оси наибольшего момента инерции.

Феденко А.А., Проскорякова Ю.А., Чаава М.М., Чукарина И.М. «Исследование технологических параметров вибрационной отделочной обработки деталей» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 198-202 (2021)

Рассматривается моделирование единичного взаимодействия стального шарика с поверхностью детали в процессе вибрационной отделочной обработки. Учитывается траектория движения шарика как по нормали к обрабатываемой поверхности, так и под различными углами. Найденные аналитические зависимости можно использовать при расчете технологических параметров вибрационной отделочной обработки.

Федоров А.В., Быченок В.А., Беркутов И.В., Алифанова И.Е. «Методика оценки неопределенности измерений механических напряжений ультразвуковым методом с помощью оптико-акустического раздельно-совмещенного преобразователя» Контроль. Диагностика, 24, № 7, с. 56-61 (2021)

Аннотация. Рассматривается ультразвуковой метод контроля механических напряжений с использованием головных волн. Проведен анализ факторов, оказывающих вклад в результат измерений механических напряжений, среди которых: скорость распространения головной ультразвуковой волны, температура окружающей среды и объекта контроля, коэффициенты акустоупругой и термоакустической связей, параметры оптико-акустического преобразователя. Проведена оценка вклада каждого из этих факторов в результаты измерений механических напряжений. Разработана методика оценки неопределенности измерений механических напряжений ультразвуковым методом с применением головных волн.

Федоров В.М., Костин А.А., Фролов Д.М. «Баланс транзитного облучения окружающего Землю пространства» Космические исследования, 60, № 2, с. 116-124 (2022)

Рассматривается облучение поверхностей высотных уровней от верхней тропосферы до нижней мезосферы. Выполнены ранее не проводившиеся расчеты характеристик транзитного облучения широтных зон поверхностей в тропических годах и их частях с 3000 г. до н.э. по 2999 год н.э. Энергетические характеристики (Дж) вычислены во всех годах, удельные энергетические характеристики (Дж/м₂) – средние многолетние и в отдельных годах. Для каждой пары (широтная зона, часть тропического года) вычислены удельная входящая (через эту зону в тело, ограниченное поверхностью) транзитная энергия, удельная выходящая (из тела, ограниченного поверхностью) транзитная энергия и их разность (баланс). Для целой поверхности баланс за любой промежуток времени равен нулю (при отсутствии атмосферы), для полуповерхности и 5-градусной широтной зоны при наличии транзитного облучения баланс отличен от нуля. На поверхностях всех высотных уровней наиболее значительный разброс между балансами для 5-градусных зон отмечается среди полугодовых балансов в полярных районах. Для 5-градусных зон каждой полуповерхности от экватора к полюсу в летнем полугодии полугодовой баланс до 65-й параллели отрицателен, затем положителен, в зимнем полугодии наоборот. Полугодовой баланс для полуповерхности в летнем полугодии положителен, в зимнем отрицателен на всех высотных уровнях. В рассматриваемом диапазоне лет модуль полугодового баланса для полуповерхности уменьшается как по летним, так и по зимним полугодиям.

Веретенов Н.А., Розанов Н.Н., Федоров С.В. «Лазерные солитоны: топологические и квантовые эффекты» Успехи физических наук, 192, № 2, с. 121-142 (2022)

Представлен обзор свойств диссипативных солитонов с различной размерностью и различными топологическими характеристиками в лазерах и лазерных системах с насыщающимся поглощением. В отличие от консервативных солитонов, лазерные солитоны являются аттракторами, повышенная устойчивость которых вызвана балансом притока и оттока энергии. Топология лазерных солитонов определяется их сложной внутренней структурой, задаваемой полем потоков энергии излучения, причём энергетические характеристики служат важным дополнением топологических характеристик. Уравнение их динамики – обобщённое уравнение Гинзбурга–Ландау – отражает базовые черты открытых нелинейных систем различной природы. Топологические особенности солитонов расширяют круг проявлений их квантовых флуктуаций.

Метальников А.А., Золотой Н.В., Федорова Д.М., Еремеев А.А. «Построение анизотропных скоростных моделей для глубинной миграции до суммирования с привлечением данных широкополосного акустического каротажа» Материалы V Балтийской школы-семинара «Петрофизическое моделирование осадочных пород. BalticPetroModel-2016», 11–15 сентября 2016 г., с. 104-106 (2016)

В современной сейсморазведке всегда актуален вопрос совершенствования алгоритмов миграции сейсмических данных и уточнения скоростных моделей для её реализации. Обычно в сейсморазведке пользуются изотропной моделью для приближенного описания сред. В последнее время все больший интерес у сейсморазведчиков стал вызывать учет анизотропных свойств пород для уточнения скоростной модели сред, что позволяет, получать более качественные обработанные сейсмические данные. Актуальность создания подобных моделей определяет тот факт, что корректность глубинно-скоростной модели ведет к повышению качества глубинной миграции.

Нестерова О.П., Уздин А.М., Федорова М.Ю. «Особенности применения динамических гасителей колебаний для сейсмозащиты зданий и сооружений» IX Поляховские чтения. Санкт-Петербург, 09–12 марта 2021 г. Материалы международной научной конференции по механике, с. 119-121 (2021)

Ключевые слова: сейсмические воздействия, динамический гаситель колебаний большой массы, критическая масса

Ломунов А.К., Пряжевский Р.Д., Федотенков Г.В. «Нестационарная контактная задача для абсолютно твердого гладкого штампа и упругой полуплоскости на дорэлеевском интервале движения границ области взаимодействия» Проблемы прочности и пластичности, 79, № 1, с. 17-27 (2017)

В рамках плоской постановки рассмотрена нестационарная задача о контактном взаимодействии абсолютно твердого штампа, ограниченного гладкой выпуклой кривой, с упругой полуплоскостью. Закон движения штампа предполагается известным. Постановка задачи включает уравнения движения плоской теории упругости в потенциалах упругих смещений, связи потенциалов с перемещениями и напряжениями, начальные условия и граничные условия смешанного типа. Полагается, что контакт происходит в условиях свободного проскальзывания. На основании принципа суперпозиции нормальные перемещения границы полуплоскости представляются сверткой нормальных напряжений с функцией влияния. Функция влияния является решением задачи Лэмба. Метод решения основан на введении аналитических представлений для искомых функций и применении аналитического алгоритма совместного обращения интегральных преобразований Фурье–Лапласа. При этом существенно, чтобы функция, описывающая закон движения штампа, являлась однородной. Для случая движения границ области контакта со скоростями, не превышающими скорость распространения волн Рэлея, получены аналитические соотношения, разрешающие задачу.

Четверушкин Б.Н., Мингалев И.В., Чечеткин В.М., Орлов К.Г., Федотова Е.А., Мингалев В.С. «Описание блока расчета поля солнечного излучения в модели общей циркуляции нижней и средней атмосферы Земли» Математическое моделирование, 34, № 3, с. 43-70 (2022)

Изложено описание методов расчета поля солнечного излучения в радиационном блоке модели общей циркуляции нижней и средней атмосферы Земли. В этих расчетах используется новая параметризация молекулярного поглощения в диапазоне частот от 2000 до 50000 см^–1 в интервале высот от поверхности Земли до 100 км. При построении параметризации учитывается изменение газового состава атмосферы с высотой, а также учитывается нарушение локального термодинамического равновесия в колебательных полосах углекислого газа с длиной волны около 4.3 и 2.7 мкм на высотах выше 70 км. Для численного решения уравнения переноса излучения используется метод дискретных ординат. Результаты расчетов, выполненных с помощью радиационного блока модели, сравниваются с результатами эталонных расчетов поля солнечного излучения в нижней и средней атмосфере Земли, выполненных с очень высоким разрешением по частоте. Показано, что блок модели обеспечивает хорошую точность расчетов как при отсутствии облаков, так и при наличии облачных слоев с большой оптической толщиной.

Карачева Н.В., Филиппов С.Б. «Колебания стержня с переменным сечением» IX Поляховские чтения. Санкт-Петербург, 09–12 марта 2021 г. Материалы международной научной конференции по механике, с. 319-320 (2021)

Фирсанов В.В., Нгуен Л.Х. «Напряженное состояние цилиндрических оболочек под действием произвольных нагрузок с учетом пьезоэффекта» Проблемы прочности и пластичности, 82, № 4, с. 483-492 (2020)

На основе уточненной теории представлены результаты исследования напряженно-деформированного состояния цилиндрических оболочек с учетом пьезоэлектрического эффекта. Искомые перемещения и электрические потенциалы оболочки аппроксимируются полиномами по нормальной координате на две степени выше по отношению к классической теории типа Кирхгофа–Лява. При построении теории в качестве уравнений электроупругостного состояния оболочки применяются уравнения теории упругости и законы электростатики. С помощью вариационного принципа Лагранжа получена система дифференциальных уравнений равновесия в перемещениях и потенциалах с соответствующими граничными условиями. Тригонометрические ряды Фурье по окружной координате использованы для приведения дифференциальных уравнений в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Сформулированная краевая задача электроупругостного состояния оболочки решается операторным методом, основанным на преобразовании Лапласа. Поперечные нормальные и касательные напряжения оболочки определяются прямым интегрированием уравнений равновесия трехмерной теории упругости. В качестве примера рассматриваются расчеты напряженного состояния цилиндрической пьезооболочки с жестко закрепленными краями. Анализируются два случая: оболочка находится под действием механических нагрузок и электрических потенциалов. Проведено сравнение результатов, полученных по предлагаемой теории, с данными, соответствующими классической теории. Установлено, что вблизи жестко закрепленного края имеет место дополнительное напряженное состояние типа «погранслой», величины которого соизмеримы с напряжениями, определяемыми по классической теории. Это позволило подтвердить практическую ценность разработанной математической модели и существенный вклад в общее напряженно-деформированное состояние при анализе прочности и долговечности цилиндрических оболочек, моделирующих элементы конструкций машиностроения с учетом пьезоэлектрического эффекта.

Паймушин В.Н., Газизуллин Р.К., Фирсов В.А. «Экспериментальный метод исследования взаимодействия звуковых волн с тонкостенной преградой» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 31-37 (2021)

Обсуждаются средства борьбы с шумом и конструкции с использованием звукоизолирующих тонкостенных преград. Рассматриваются особенности прохождения звуковой волны через преграды, методы теоретических исследований звукоизолирующих свойств преград и способы их описания. Представлены результаты экспериментальных исследований изгибных колебаний тонкостенной преграды, и предложены инструментальные средства борьбы с резонансами.

Герасимов С.И., Ерофеев В.И., Каныгин И.И., Кикеев В.А., Фомкин А.П., Яненко Б.А., Герасимова Р.В. «Баллистика осколков кубической формы» Проблемы прочности и пластичности, 80, № 3, с. 368-379 (2018)

Представлены результаты расчетного исследования сверхзвукового обтекания потоком воздуха фрагментов кубической формы. Фрагменты были различным образом ориентированы относительно направления набегающего потока. Рассматривались кубики с длиной ребра 8 мм. Скорость набегающего потока воздуха изменялась в пределах значений числа Маха от 2 до 10. Расчет процесса обтекания проводился с использованием инженерной программы SolidWorks путем численного решения полных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса. Для учета турбулентности использовалась κ-e-модель. Для воздуха применялось уравнение состояния совершенного газа. Начальные значения плотности, температуры и давления соответствовали нормальным условиям. Расчет разбивался на несколько этапов, в конце каждого из которых проводился анализ полученного решения и основанное на этом анализе измельчение счетной сетки в зонах высокоградиентного распределения параметров потока. Полное число счетных ячеек в конкретном расчете, как правило, не превышало 2,5·10⁶. Точность полученных результатов оценивалась по характеру сходимости решения на каждом из рассматриваемых этапов расчета. Для уменьшения расчетных областей использовались условия симметрии. В процессе расчета определялись такие аэродинамические характеристики моделей, как коэффициенты сопротивления, строились картины полей обтекания. Значение коэффициента сопротивления в зависимости от скорости играет важную роль в баллистике осколков. Для сравнения представлены результаты экспериментального исследования сверхзвукового обтекания потоком воздуха осколков кубической формы, различным образом ориентированных относительно направления набегающего потока, представлены результаты визуализации процесса сверхзвукового обтекания фрагментов кубической формы с использованием метода теневого фотографирования. Показан характер уноса за счет аэротермомеханического разрушения осколка при гиперзвуковых скоростях с помощью импульсной рентгенографии. Эксперименты проводились в аэробаллистическом тире с использованием ствольных метательных установок. Помимо постов теневого фотографирования применялись посты импульсного рентгенографирования. На представленной рентгенограмме показан характерный унос материала при сверхзвуковом обтекании испытываемого образца из стали.

Герасимов С.И., Ерофеев В.И., Кикеев В.А., Фомкин А.П., Яненко Б.А., Герасимова Р.В. «Два механизма аэротермомеханического разрушения при гиперзвуковых скоростях обтекания в воздухе» Проблемы прочности и пластичности, 80, № 2, с. 219-226 (2018)

Рассматриваются вопросы организации защиты Земли от столкновения с космическими объектами. Проанализирована эффективность различных способов дробления космических объектов с целью ослабить опасные последствия от их падения на Землю. В рамках проблемы решалась задача экспериментального исследования аэротермомеханического уноса на начальном участке разгона модели метеорита при гиперзвуковых скоростях в условиях интенсивного фонового излучения. На основании рентгеновских снимков и фотоснимков движения тела в атмосфере Земли при гиперзвуковых скоростях предложена качественная картина аэротермомеханического уноса и торможения стальных шариков и шариков, изготовленных из композитного сплава вольфрам-никель-железо. Показано, что характер процессов, наблюдаемых при полете стальных шариков и шариков из композитного сплава, различен. Во время полета под действием аэродинамического теплового потока (конвективного и излучения) происходит интенсивный нагрев лобовой поверхности объектов, начинается унос материала, обусловливающий изменение массы и обводов. При продвижении от полюсного участка лобовой поверхности по потоку происходит снижение уровня тепловых нагрузок и, соответственно, остывание пленки. Поэтому возрастает вязкость расплава, скорость течения пленки падает, и происходит формирование наплыва. Накапливающийся расплав периодически срывается с поверхности тела. По мере торможения тепловые потоки снижаются, унос прекращается, и в дальнейшем обводы объектов уже не меняются, а температура поверхности падает. У стальных шариков унос проходит из-за проплавления наружного слоя и сброса капель. У шариков из сплава вольфрам-никель-железо механизм уноса связан с разными температурами плавления компонентов и приводит к движению вольфрамовых частиц в направлении, нормальном к направлению полета тела.

Иногамов Н.А., Перов Е.А., Жаховский В.В., Шепелев В.В., Петров Ю.В., Фортова С.В. «Лазерная ударная волна: пластичность, толщина слоя остаточных деформаций и переход из упругопластического в упругий режим распространения» Письма в ЖЭТФ, 115, № 2, с. 80-88 (2022)

Мощное лазерное воздействие вызывает необратимые изменения в кристаллической структуре мишени. Эти изменения лежат в основе технологий лазерного пининга (laser shock peening, LSP). В работе исследуется процессы, определяющие толщину слоя остаточных деформаций и связанных с ними остаточных напряжений. Известно, что прекращение пинингования связано с затуханием лазерной ударной волны. В работе получены новые сведения относительно того, каким образом протекает трансформация волны из упругопластического в упругий режим распространения в случае пикосекундного воздействия. Упругая волна бесполезна для пининга. Оказывается, во время трансформации исчезает классическая конфигурация с пластическим скачком и упругим предвестником перед ним. При этом передний край расширяющегося пластического слоя постепенно снижает свою скорость ниже объемной скорости звука, размазывается внутри волны разрежения и останавливается.

Фролов В.Э. «Экспериментальные исследования эффективности мероприятий снижения шума на участках обкатки двигателей» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 6, с. 303-307 (2021)

Приведены результаты экспериментальных исследований виброакустических характеристик двигателей внутреннего сгорания, создаваемых ими на участках обкатки машиностроительных предприятий после выполнения мероприятий по снижению шума на рабочих местах операторов.

Федоров В.М., Костин А.А., Фролов Д.М. «Баланс транзитного облучения окружающего Землю пространства» Космические исследования, 60, № 2, с. 116-124 (2022)

Рассматривается облучение поверхностей высотных уровней от верхней тропосферы до нижней мезосферы. Выполнены ранее не проводившиеся расчеты характеристик транзитного облучения широтных зон поверхностей в тропических годах и их частях с 3000 г. до н.э. по 2999 год н.э. Энергетические характеристики (Дж) вычислены во всех годах, удельные энергетические характеристики (Дж/м₂) – средние многолетние и в отдельных годах. Для каждой пары (широтная зона, часть тропического года) вычислены удельная входящая (через эту зону в тело, ограниченное поверхностью) транзитная энергия, удельная выходящая (из тела, ограниченного поверхностью) транзитная энергия и их разность (баланс). Для целой поверхности баланс за любой промежуток времени равен нулю (при отсутствии атмосферы), для полуповерхности и 5-градусной широтной зоны при наличии транзитного облучения баланс отличен от нуля. На поверхностях всех высотных уровней наиболее значительный разброс между балансами для 5-градусных зон отмечается среди полугодовых балансов в полярных районах. Для 5-градусных зон каждой полуповерхности от экватора к полюсу в летнем полугодии полугодовой баланс до 65-й параллели отрицателен, затем положителен, в зимнем полугодии наоборот. Полугодовой баланс для полуповерхности в летнем полугодии положителен, в зимнем отрицателен на всех высотных уровнях. В рассматриваемом диапазоне лет модуль полугодового баланса для полуповерхности уменьшается как по летним, так и по зимним полугодиям.

Фурсяк Ю.А., Плотников А.А., Абраменко В.И. «Электрические токи в униполярных областях с разной скоростью затухания магнитного потока в пятне» Известия Крымской астрофизической обсерватории, 117, № 1, с. 29-37 (2021)

Используя магнитографические данные прибора Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) на борту космического аппарата Solar Dynamics Observatory (SDO), мы вычислили параметры магнитного поля и электрических токов для униполярных активных областей (АО) с низкой (≤2.1·10¹⁹ Мкс ч^–1, всего исследовано 11 АО) и высокой (≥7.0·10¹⁹ Мкс ч^–1, проанализировано 5 АО) скоростью затухания магнитного потока в пятне. Получены следующие результаты: 1) чем сильнее локальные (мелкомасштабные) электрические токи в окрестности униполярного пятна, тем быстрее оно затухает; 2) распределенный (глобальный, крупномасштабный) электрический ток вокруг быстро затухающих пятен практически нулевой, и от него не приходится ожидать стабилизирующего воздействия на процесс распада пятна; 3) для четырех случаев медленно затухающих пятен выявлен ненулевой распределенный электрический ток величиной до 5.0·10¹² А. Такой ток может оказывать стабилизирующее действие на распад пятна. Таким образом, полученные нами результаты указывают на то, что электрические токи малых масштабов оказывают скорее деструктивное воздействие на пятно, а присутствие крупномасштабных токов может стабилизировать пятно. Однако данный механизм, по-видимому, не является единственным и доминирующим в процессах стабилизации пятен.