Колесников А.Ф., Кузнецов Н.Т., Муравьева Т.И., Нагорнов И.А., Сахаров В.И., Севастьянов В.Г., Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Чаплыгин А.В., Щербакова О.О. «Исследование теплообмена керамики на основе HfB₂–SiC в недорасширенных струях диссоциированного азота и анализ поверхности» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 96-107 (2022)

На индукционном ВЧ-плазмотроне ВГУ-4 (ИПМех РАН) проведены эксперименты по теплообмену в недорасширенных сверхзвуковых струях высокоэнтальпийного азота с образцами керамики на основе HfB₂–SiC. Для условий экспериментов в сверхзвуковых режимах численным методом в рамках уравнений Навье–Стокса и упрощенных уравнений Максвелла выполнено моделирование течений плазмы азота в разрядном канале плазмотрона и обтекания недорасширенными струями диссоциированного азота цилиндрической державки с образцом керамики. Из сопоставления экспериментальных и расчетных данных определен возможный диапазон значений эффективного коэффициента гетерогенной рекомбинации атомов азота на поверхности керамики (при температуре 2000°C в зависимости от ее интегральной излучательной способности). Изучены микроструктура, элементный и фазовый составы поверхности образца керамики состава HfB₂–SiC, а также модифицированного двумя объемными процентами графена образца керамики HfB₂–SiC–G после воздействия на них сверхзвукового потока частично диссоциированного азота.

Зуев Л.Б., Надежкин М.В., Мних Н.М. «Комплексный анализ механических и акустических свойств материалов» Известия вузов. Физика, 65, № 5, с. 36-44 (2022)

Рассмотрена модель развития локализованного пластического течения твердых тел, основанная на представлениях о взаимодействии носителей пластичности и сигналов акустической эмиссии, возникающих при развитии элементарных актов пластичности. Показано, что на макромасштабном уровне пластическое течение всегда протекает локализованно, причем распределение зон локализации в объеме принимает формы различных автоволновых процессов и связано с законом деформационного упрочнения.

Сюняев Р., Арефьев В., Бабышкин В., Богомолов А., Борисов К., Бруннер Г., Бунтов М., Буренин Р., Ворон В., Гильфанов М., Гуреев П., Едер Й., Колмыков В., Комовкин С., Коутиньо Д., Кривонос Р., Лапшов И., Левин В., Ломакин И., Лутовинов А., Медведев П., Мерлони А., Мерник Т., Мжельский П., Михайлов Е., Молодцов В., Мюллер З., Нандра К., Назаров В., Поингод А., Предель П., Робраде Я., Сазонов С., Ткаченко А., Фрейберг М., Хабибуллин И., Хазингер Г., Чуразов Е., Ширшаков А., Шойерле Х., Эйсмонт Н. «Космическая обсерватория спектр-рг: ее телескопы и первые научные результаты» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 48, № 5, с. 301-356 (2022)

DOI: 10.31857/S0320010822050023

Павлинский М., Ткаченко А., Левин В., Александрович Н., Арефьев В., Бабышкин В., Батанов О., Боднар Ю., Богомолов А., Бубнов А., Бунтов М., Буренин Р., Человеков И., Чен К.-Т., Дроздова Т., Элерт С., Филиппова Е., Фролов С., Гамков Д., Гаранин С., Гарин М., Глушенко А., Горелов А., Гребенев С., Григорович С., Гуреев П., Гурова Е., Илькаев Р., Катасонов И., Кривченко А., Кривонос Р., Коротков Ф., Куделин М., Кузнецова М., Лазарчук В., Лапшов И., Липилин В., Ломакин И., Лутовинов А., Мереминский И., Мольков С., Назаров В., Олейников В., Пикалов Е., Рэмси Б.Д., Ройз И., Ротин А., Рядов А., Санкин Е., Сазонов С., Седов Д., Семена А., Семена Н., Сербинов Д., Ширшаков А., Штыковский А., Швецов А., Сюняев Р., Шварц Д.А., Тамбов В., Ворон В., Яскович А. «Телескоп ART-XC на борту обсерватории СРГ» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 48, № 5, с. 357-390 (2022)

DOI: 10.31857/S0320010822050011

Назаров С.А. «Концентрация собственных частот упругих тел с затупленным пикообразным заострением» Акустический журнал, 68, № 3, с. 249-260 (2022)

Для пластин Кирхгофа и пространственных изотропных деформируемых тел с пикообразными заострениями изучается феномен “черных дыр” для упругих волн. Поскольку в реальных инженерных конструкциях пик всегда затуплен, а значит, непрерывный спектр, провоцирующий волновые процессы, отсутствует, основное внимание уделяется исследованию поведения собственных частот в случае заострения с мелким обломанным кончиком, уменьшение размера h>0 которого интерпретируется как улучшение качества изготовления пика. Описаны наборы собственных частот с различным поведением при h→+0, а именно, малоподвижные, планирующие и блуждающие. Обнаруженная концентрация собственных частот в широком диапазоне спектра указывает на новый механизм поглощения кинетической энергии затупленным заострением – захват упругих волн на “почти всех” частотах.

Маликов З.М., Назаров Ф.Х., Мадалина М.Э. «Сравнение современных моделей турбулентности для течения Тейлора–Куэтта» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 78, с. 125-142 (20221)

Проводится сравнительный анализ современных моделей турбулентности для течения Тейлора–Куэтта. Для этой цели использованы линейные модели турбулентности SARC и SST-RC, метод Рейнольдсовых напряжений SSG/LRR-RSM-w2012 и двухжидкостная модель. Результаты этих моделей сопоставлены между собой, а также с известными экспериментальными данными и данными прямого моделирования DNS.

Маликов З.М., Назаров Ф.Х. «Сравнительный анализ моделей турбулентности на основе исследования затопленной осесимметричной турбулентной струи» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 2, с. 22-35 (2022)

Приведен сравнительный анализ RANS-моделей турбулентности (модели Ментера, Спаларта–Аллмараса, Секундова) и недавно предложенной двужидкостной модели с использованием численного моделирования осесимметричной затопленной струи. Сравнение моделей выполнено сопоставлением полученных численных результатов с экспериментальными данными и с использованием результатов анализа их численной реализации. Для всех моделей применен одинаковый численный алгоритм. Для облегчения исследования свободной струи рассмотрены "параболизованные" гидродинамические уравнения, для численной реализации которых использован "маршевый" метод интегрирования. Применена абсолютно устойчивая неявная конечно-разностная схема. Показано, что разработанная двужидкостная модель имеет преимущества по сравнению с другими моделями как по точности, так и по простоте численной реализации

Потанин С.А., Корнилов М.В., Саввин А.Д., Сафонов Б.С., Ибрагимов М.А., Копылов Е.А., Наливкин М.А., Шмагин В.Е., Ху Л.Х., Тао Н.Т. «Комплекс для исследования параметров атмосферы на основе датчика Шака-Гартмана» Астрофизический бюллетень, 77, № 2, с. 241-249 (2022)

Изложены основные принципы создания комплекса для проведения астроклиматических исследований, в конструкции которого использованы коммерчески доступные стандартные технические решения для его быстрого возведения и массового тиражирования. В состав комплекса входят телескоп диаметром 305 мм, F/8, системы Ричи–Кретьена на экваториальной монтировке, купол и автоматическая метеостанция с датчиком облачности. В качестве прибора для изучения параметров атмосферной турбулентности, в том числе высотного профиля, предлагается использовать только датчик Шака–Гартмана с субапертурой размером 30×30 мм. Возможность реализации такого подхода подтверждена исследованиями последних лет и численным моделированием, выполненным авторами.

Сюняев Р., Арефьев В., Бабышкин В., Богомолов А., Борисов К., Бруннер Г., Бунтов М., Буренин Р., Ворон В., Гильфанов М., Гуреев П., Едер Й., Колмыков В., Комовкин С., Коутиньо Д., Кривонос Р., Лапшов И., Левин В., Ломакин И., Лутовинов А., Медведев П., Мерлони А., Мерник Т., Мжельский П., Михайлов Е., Молодцов В., Мюллер З., Нандра К., Назаров В., Поингод А., Предель П., Робраде Я., Сазонов С., Ткаченко А., Фрейберг М., Хабибуллин И., Хазингер Г., Чуразов Е., Ширшаков А., Шойерле Х., Эйсмонт Н. «Космическая обсерватория спектр-рг: ее телескопы и первые научные результаты» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 48, № 5, с. 301-356 (2022)

DOI: 10.31857/S0320010822050023

Кузнецов Э.Д., Вибе Ю.З., Гламазда Д.В., Кайзер Г.Т., Крушинский В.В., Крючков С.В., Нароенков С.А., Перминов А.С. «Определение динамических и физических характеристик астероидов, сближающихся с Землей, по результатам наблюдений» Научные труды Института астрономии РАН, 7, № 1, с. 62-68 (2022)

На телескопах СБГ Коуровской астрономической обсерватории УрФУ и Цейсс-1000 Симеизской обсерватории ИНАСАН выполнены позиционные и многоцветные фотометрические наблюдения астероидов, сближающихся с Землей. По результатам позиционных наблюдений на телескопе СБГ для астероидов (52768) 1998 OR2, (65690) 1991 DG, (159857) 2004 LJ1, (326732) 2003 HB6, (332446) 2008 AF4, (388945) 2008 TZ3, 2015 NU13 получены улучшенные элементы орбит и оценки ускорения A₂, обусловленного влиянием эффекта Ярковского. По фотометрическим наблюдениям на телескопе СБГ оценены периоды осевого вращения астероидов (137170) 1999 HF1, (159857) 2004 LJ1, (326732) 2003 HB6. По результатам фотометрических наблюдений в фильтрах B, V, R, I на телескопе Цейсс-1000 получены показатели цвета для астероидов (137170) 1999 HF1, (138127) 2000 EE14, (153591) 2001 SN263, (159857) 2004 LJ1, (326732) 2003 HB6, 2010 TV149. Для трех астероидов по данным о показателях цвета оценен таксономический тип: астероид (153591) 2001 SN263 отнесен к типу C, (159857) 2004 LJ1 – к типу S, (326732) 2003 HB6 – к типу D.

Егоров И.В., Зыонг Н.Х., Нгуен Н.К., Пальчековская Н.В. «Численное моделирование влияния волны Маха на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 504, № 1, с. 36-40 (2022)

Рассматриваются результаты численного моделирования влияния падающей волны Маха на процесс ламинарно-турбулентного перехода в сверхзвуковом пограничном слое на плоской пластине, обтекаемой сверхзвуковым потоком совершенного газа при числе Маха М=2.5. Рассмотрено влияние амплитуды падающей волны Маха на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое. Показано, что влияние волны Маха с амплитудой 5% приводит к образованию турбулентного клина в пограничном слое на плоской пластине.

Мельников А.В., Вершков В.А., Грашин С.А., Драбинский М.А., Елисеев Л.Г., Земцов И.А., Крупин В.А., Лахин В.П., Лысенко С.Е., Немец А.Р., Нургалиев М.Р., Харчев Н.К., Хабанов Ф.О., Шелухин Д.А. «Исследование геодезических акустических и альвеновских колебаний в тороидальных термоядерных установках (Миниобзор)» Письма в ЖЭТФ, 115, № 6, с. 360-378 (2022)

Изучались геодезические акустические моды (GAM), альвеновские собственные моды (Alfven Eigenmodes – AE), стационарная и осциллирующая компонента электрического поля и их взаимосвязи с удержанием плазмы. Проверялись теоретические концепции взаимодействия GAM с другими типами плазменной турбулентности. Также рассмотрены сопутствующие вопросы: влияние методов нагрева на удержание и турбулентность плазмы, свойства примесей и пристеночного слоя плазмы. Описаны ключевые диагностики: зондирование пучком тяжелых ионов (HIBP), корреляционная рефлектометрия (CR) и многоцелевой комплекс оптических диагностик. Основные эксперименты проведены на токамаке Т-10, имеющем мощную систему электронно-циклотронного нагрева (ECRH). Поддерживающие эксперименты были проведены на стеллараторе TJ-II в Испании, токамаке COMPASS в Чехии и токамаке STOR-M в Канаде. Результаты экспериментов сопоставлены с аналитическими и численными расчетами.

Асланов В.С., Нерядовская Д.В. «Тросовая система в коллинеарных точках либрации L1, L2 системы Марс–Фобос» Труды Московского авиационного института, № 122, с. https://trudymai.ru/published.php?ID=163923 (2022)

Изучается возможность использования одной из коллинеарных точек либрации L1 или L2 для развертывания тросовой системы в направлении Фобоса в плоской круговой ограниченной задаче трех тел в системе Марс–Фобос. Орбитальный космический аппарат, с помощью которого «закрепляется» один конец троса, расположен в коллинеарной точке либрации L1 или L2 и удерживается в одной из этих неустойчивых точек с помощью низкой тяги своих двигателей. Получено уравнение движения тросовой системы в полярной системе координат для троса постоянной длины, найдены положения равновесия и определена зависимость периода колебаний от длины троса. Проведено сравнение приближенного решения для малых углов отклонения троса от местной вертикали с численным. Результаты этого исследования могут быть использованы для обеспечения будущих космических миссий. Так, например, в системе Марс–Фобос можно построить космический лифт, трос которого будет проходить через точку либрации L1 или L2. Кроме того, такой лифт может служить промежуточной станцией для проведения исследований, связанных с изучением пространства вокруг нее, а также как площадку для межпланетных перелетов. «Закрепив» тросовую систему в коллинеарной точке либрации L1 или L2 системы Марс–Фобос, можно проводить дистанционные исследования Фобоса с помощью аппарата с датчиками, который зависнет над его поверхностью.

Нестерёнок А.В. «Столкновительная накачка мазеров Н₂О и СН₃ОН в ударных волнах С-типа» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 48, № 6, с. 457-472 (2022)

DOI: 10.31857/S0320010822060043

Нестеров С.В. «Собственные частоты и формы сейш в канале переменной глубины» Прикладная математика и механика, 86, № 3, с. 365-369 (2022)

Рассмотрены стоячие волны (сейши) в прямоугольном канале переменной глубины в случае, когда глубина канала монотонно меняется от нулевого значения. Для решения задачи использован модифицированный метод укоренной сходимости. Найдены формы сейш в зависимости от ширины канала для различных профилей дна. Проанализировано поведение собственных частот для различных отношений между глубиной и шириной канала.

Попов В.В., Нечаев Д.И., Супин А.Я., Сысуева Е.В. «Интерауральная последовательная маскировка в слуховой системе дельфина» Сенсорные системы, 36, № 3, с. 244-251 (2022)

У бутылконосого дельфина Tursiops truncatus измеряли время освобождения коротколатентных слуховых вызванных потенциалов (КСВП) от последовательной маскировки при контактной звуковой стимуляции короткими тональными посылками: при положении источников кондиционирующего и тестирующего сигналов с одной стороны головы (унилатеральная стимуляция) и при положении источников с разных сторон головы (билатеральная стимуляция). В обоих вариантах стимуляции наблюдали значительное подавление тестирующего КСВП при межстимульных задержках менее 1 мс и практически полное восстановление тестирующего ответа (освобождение от маскировки) при задержках около 5 мс. Предполагается, что эффекты последовательной маскировки развиваются преимущественно в бинауральных слуховых структурах, где афферентные потоки от обеих улиток взаимодействуют. Ключевые слова: китообразные, бинауральный слух, последовательная маскировка

Зимовец И.В., Нечаева А.Б., Шарыкин И.Н., Низамов Б.А. «Источники длиннопериодных рентгеновских пульсаций перед началом солнечных вспышек» Геомагнетизм и аэрономия, 62, № 4, с. 436-455 (2022)

В работе [Tan et al., 2016] утверждается, что перед значительной долей (26–46%) “изолированных” солнечных вспышек наблюдаются длиннопериодные (с периодом P≈1.9–47.3 мин и длительностью 1–2 ч) квазипериодические пульсации (КПП) в диапазоне мягкого рентгеновского излучения. Результаты получены по данным инструмента GOES/XRS без пространственного разрешения. В данной работе мы выполнили анализ источников таких КПП перед 35 “изолированными” вспышками класса Х на основе “quick-look” изображений RHESSI в диапазоне 6–12 кэВ и установили, что события можно разделить на два типа. В событиях типа I источники всех КПП и основной вспышки располагаются в одной активной области (АО) на Солнце, тогда как в событиях типа II источники по крайней мере части КПП располагаются в другой АО, нежели АО вспышки. Более детальный анализ двух событий типа I и трех событий типа II с помощью изображений RHESSI в рентгеновском и SDO/AIA в ультрафиолетовом диапазонах показывает, что источники рентгеновских пульсаций в одной АО располагаются в разных местах (в пределах ∼20 Мм друг от друга и от основной вспышки), причем их появление соответствует появлению новых петлеобразных ультрафиолетовых источников. Мы приводим наблюдательные аргументы в пользу того, что предполагаемые в работе _{Tan et al., 2016} механизмы, основанные на осцилляциях корональных петель как LRC электрических контуров или МГД-осцилляциях петель, маловероятны. Более перспективными для объяснения рассматриваемых КПП представляется механизм осциллирующего пересоединения. В событиях типа I оно происходит в одной АО, тогда как в событиях типа II оно может происходить параллельно в нескольких разнесенных АО, и для объяснения этого обстоятельства требуется предположить когерентность подфотосферного всплытия магнитных потоков в разных участках Солнца. Это предположение требует дальнейшей проверки.

Давыдова М.А., Чхетиани О.Г., Левашова Н.Т., Нечаева А.Л. «Об оценке вклада вторичных вихревых структур в перенос аэрозолей в атмосферном пограничном слое» Прикладная математика и механика, 86, № 5, с. 765-778 (2022)

Рассматриваются два обоснованных подхода к задаче численного моделирования распределения концентрации мелкодисперсного аэрозоля в спиралевидных вихревых структурах (роллах) в атмосферном пограничном слое с целью оценивания вклада вихревых структур в перенос аэрозолей через пограничный слой. С использованием методов теории возмущений получено приближенное решение стационарной пространственно-периодической сингулярно возмущенной задачи типа реакция-диффузия– адвекция, моделирующей распределение аэрозоля в вихрях, оценен остаточный член и предложен метод численного решения задачи нулевого приближения. В качестве альтернативного подхода к задаче численного моделирования поля концентраций аэрозоля в роллах рассмотрена реализация метода эволюционной факторизации. С использованием модельных данных получена оценка количества аэрозоля, переносимого вихревыми структурами.

Дугин Н.А., Нечаева М.Б., Безруков В.В. «Возможности бистатических радиолокационных систем в решении задачи обнаружения потенциально опасных небесных тел» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 64, № 12, с. 994-1003 (2021)

С целью существенного увеличения эффективности радиолокационных систем при обнаружении потенциально опасных для Земли небесных тел – астероидов, комет и крупных фрагментов космического мусора – анализируются возможности бистатических многопозиционных комплексов с корреляционной обработкой сигналов. В частности, рассматриваются радиолокационные системы, в которых используется метод просветной локации, основанный на существенном увеличении бистатической эффективной отражающей поверхности цели вне зависимости от её формы и материала при рассеянии зондирующего сигнала вперёд. Рассмотрена возможность использования естественных радиоисточников в качестве зондирующих излучателей. Оценена эффективность двух вариантов наземно-космических радиолокационных систем как для обнаружения небесных тел, так и для мониторинга космической опасности в дальнейших перспективных разработках.

Зимовец И.В., Нечаева А.Б., Шарыкин И.Н., Низамов Б.А. «Источники длиннопериодных рентгеновских пульсаций перед началом солнечных вспышек» Геомагнетизм и аэрономия, 62, № 4, с. 436-455 (2022)

В работе [Tan et al., 2016] утверждается, что перед значительной долей (26–46%) “изолированных” солнечных вспышек наблюдаются длиннопериодные (с периодом P≈1.9–47.3 мин и длительностью 1–2 ч) квазипериодические пульсации (КПП) в диапазоне мягкого рентгеновского излучения. Результаты получены по данным инструмента GOES/XRS без пространственного разрешения. В данной работе мы выполнили анализ источников таких КПП перед 35 “изолированными” вспышками класса Х на основе “quick-look” изображений RHESSI в диапазоне 6–12 кэВ и установили, что события можно разделить на два типа. В событиях типа I источники всех КПП и основной вспышки располагаются в одной активной области (АО) на Солнце, тогда как в событиях типа II источники по крайней мере части КПП располагаются в другой АО, нежели АО вспышки. Более детальный анализ двух событий типа I и трех событий типа II с помощью изображений RHESSI в рентгеновском и SDO/AIA в ультрафиолетовом диапазонах показывает, что источники рентгеновских пульсаций в одной АО располагаются в разных местах (в пределах ∼20 Мм друг от друга и от основной вспышки), причем их появление соответствует появлению новых петлеобразных ультрафиолетовых источников. Мы приводим наблюдательные аргументы в пользу того, что предполагаемые в работе _{Tan et al., 2016} механизмы, основанные на осцилляциях корональных петель как LRC электрических контуров или МГД-осцилляциях петель, маловероятны. Более перспективными для объяснения рассматриваемых КПП представляется механизм осциллирующего пересоединения. В событиях типа I оно происходит в одной АО, тогда как в событиях типа II оно может происходить параллельно в нескольких разнесенных АО, и для объяснения этого обстоятельства требуется предположить когерентность подфотосферного всплытия магнитных потоков в разных участках Солнца. Это предположение требует дальнейшей проверки.

Низамов Б.А., Пширков М.С. «Ограничения на популяцию космических лучей в радиогало галактики M87 по данным гамма-наблюдений» Письма в ЖЭТФ, 115, № 5, с. 281-286 (2022)

Представлены результаты поиска протяженного высокоэнергетического излучения вокруг M87 – центральной галактики в скоплении Девы. Галактика M87 содержит очень тяжелую сверхмассивную черную дыру, M_BH>4·10⁹ M_⊙, и в последние 100 млн. лет переживает период повышенной активности, что привело к образованию полостей, которые являются заметными радио- и рентгеновскими источниками. Мы провели поиск в данных Fermi-LAT за 13 лет в трех энергетических интервалах: 0.1–1, 1–10 и 10–100 ГэВ. Ни в одном из интервалов не было обнаружено статистически значимого протяженного излучения, со слабым признаком сигнала (∼2.5σ) в последнем интервале (10–100 ГэВ). Мы использовали гамма-наблюдения, чтобы установить пределы на популяцию космических лучей в радиопузырях, ограничив их долю X относительно тепловой энергии горячего газа. В зависимости от значения спектрального индекса, для электронов X_e<(0.1–0.2), протоны ограничены на уровне X_p<(0.2–0.5). Эти результаты подтверждают, что в смысле вклада в полную энергию космические лучи являются второстепенным компонентом радиопузырей, а основная доля энергии сосредоточена в горячем газе.

Баранов Д.С., Босавин И.Н., Никитин К.К., Ясинская О.А., Никитина А.К. «Оптимизация мощных трансформаторов гидроакустических систем» Гидроакустика, № 45, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA45.pdf (2021)

Проведена оптимизация размерений магнитопровода трансформатора ГАС при заданных габаритах трансформатора по критерию максимизации мощности трансформатора (или его КПД). Показано что использование оптимальных размерений может заметно снизить тепловыделение. Ключевые слова: трансформатор, тепловыделение, магнитопровод, оптимизация.

Баранов Д.С., Босавин И.Н., Никитин К.К., Смирнов В.А. «Подавление импульсной помехи в корабельных сетях» Гидроакустика, № 44, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA44.pdf (2020)

Рассматривается важность подавления импульсных коммутационных помех в корабельных сетях, а также способы их подавления, такие как использование диссипативных звеньев, полупроводниковые ключи и варисторное подавление. Ключевые слова: импульсная коммутационная помеха, диссипативные звенья, полупроводниковые ключи, варистор

Байгашов А.С., Никитин М.А., Тепляков А.С. «Ядерная защита от километровых астероидов» Космические исследования, 60, № 4, с. 325-330 (2022)

Сделаны оценки возможности коррекции траектории километровых астероидов из хондрита, угрожающих Земле, с помощью ядерных взрывов в околоземном и отдаленном космическом пространстве. Показано, что для вывода подобных астероидов на безопасную траекторию необходимы ядерные взрывы мощностью более 100 Мт на расстояниях более 100 млн км от Земли. Также показано, что при найденных мощностях сохранение целостности километровых астероидов невозможно из-за их фрагментации. Последнее обстоятельство делает задачу коррекции траекторий подобных астероидов с помощью ядерных взрывов труднодостижимой из-за сложностей предсказания траекторий образовавшихся фрагментов.

Абдульманов К.Э., Никитин Н.В. «Развитие возмущений в круглой затопленной струе с двумя модами неустойчивости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 25-40 (2022)

Численно исследуются устойчивость и нелинейное взаимодействие возмущений в круглой струе при Re=2850. Воспроизводятся условия лабораторного эксперимента, выполненного ранее в НИИ механики МГУ. Характерная особенность изучаемой струи – наличие трех точек перегиба во входном профиле скорости, что существенно определяет свойства течения. Линейная устойчивость исследуется с использованием двух подходов: квазипараллельного и пространственного. Получено хорошее количественное согласие результатов двух подходов, а также согласие с результатами невязкой теории. Проведены численные расчеты с целью объяснения и интерпретации результатов лабораторного эксперимента, в котором обнаружено изменение протяженности зоны перехода к турбулентности в струе под действием периодических во времени осесимметричных возмущений. Показано, что осесимметричные возмущения даже значительной начальной амплитуды не приводят к переходу к турбулентности. Наблюдающийся в эксперименте переход может объясняться наличием неконтролируемых трехмерных возмущений, усиливающихся на фоне достаточно интенсивных искусственных возмущений. Проведенные в данной работе исследования подтверждают выдвинутую гипотезу. Таким образом, инициатором перехода служат трехмерные возмущения, а осесимметричные возмущения при достаточно большой амплитуде лишь ускоряют их рост. Показано, что более интенсивные трехмерные возмущения могут быть способными обеспечивать еще более быстрый переход даже при отсутствии осесимметричной составляющей.

Баранов Д.С., Босавин И.Н., Никитин К.К., Ясинская О.А., Никитина А.К. «Оптимизация мощных трансформаторов гидроакустических систем» Гидроакустика, № 45, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA45.pdf (2021)

Проведена оптимизация размерений магнитопровода трансформатора ГАС при заданных габаритах трансформатора по критерию максимизации мощности трансформатора (или его КПД). Показано что использование оптимальных размерений может заметно снизить тепловыделение. Ключевые слова: трансформатор, тепловыделение, магнитопровод, оптимизация.

Бабанин Н.В., Мелконян А.Л., Николаев Д.А. «Расчет вибрации соосного валопровода с учетом вращения гребных винтов» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S 1, с. 72-79 (2022)

Работа посвящена разработке расчетного комплекса (модель, алгоритм и программа) для получения параметров вибрации соосного многоопорного валопровода при учете вращения гребных винтов, а так же оценки взаимовлияния валов на параметры их вибрации. Разработана модель соосного валопровода в виде совокупности двух квазиодномерных конечно-элементных конструкций. Алгоритм расчета построен на базе метода парциальных откликов в его дискретном варианте. Влияние вращения гребного винта учтено введением дополнительных моментов гироскопической природы, которые, в свою очередь, учитываются модификацией инерционно-жесткостных характеристик каждой из квазиодномерных моделей валов. Для решения поставленной задачи были разработаны математическая модель и алгоритм расчета параметров вибрации принятой модели. Для проведения расчетов параметров вибрации валопровода была создана программа «Соосность». Выполнено исследование взаимовлияния валов на параметры их вибрации и значения собственных частот рассматриваемой модели. Совокупность выполненных работ привела к выполнению поставленной цели – созданию расчетного комплекса для определения параметров вибрации соосного валопровода, а так же выполнена расчетная оценка влияния этого фактора на параметры вибрации и собственные частоты для конкретного примера. DOI 10.24937/2542-2324-2022-1-S-I-72-79

Гежа Д.В., Мелконян А.Л., Николаев Д.А. «Расчет параметров вибрации валопровода с учетом вращения гребного винта» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № S 1, с. 105-112 (2022)

Работа посвящена разработке расчетного комплекса (модель, алгоритм и программа) для получения параметров вибрации многоопорного валопровода переменного поперечного сечения при учете вращения гребного винта, а так же оценки влияния этого фактора на параметры вибрации (амплитуды смещений, внутренних усилий и опорных реакций). Разработана модель валопровода в виде квазиодномерной конечно-элементной конструкции. Алгоритм расчета построен на базе метода парциальных откликов в его дискретном варианте. Влияние вращения гребного винта учтено введением дополнительных моментов гироскопической природы, которые, в свою очередь, учитываются модификацией инерционно-жесткостных характеристик квазиодномерной модели валопровода. Выведены формулы для парциальных откликов и парциальных параметров, необходимые при реализации предложенного алгоритма. Для решения поставленной задачи была разработана математическая модель, учитывающая действие дополнительных гироскопических моментов, обусловленных учетом вращения гребного винта. Разработан алгоритм расчета параметров вибрации принятой модели. Для проведения расчетов параметров вибрации валопровода была создана программа «Винтs». Выполнено исследование влияния вращения винта на параметры вибрации и значения собственных частот рассматриваемой модели. Совокупность выполненных работ привела к выполнению поставленной цели – созданию расчетного комплекса для определения параметров вибрации валопровода с учетом вращения гребного винта, а так же расчетной оценки влияния этого фактора на параметры вибрации и собственные частоты для конкретного примера. DOI 10.24937/2542-2324-2022-1-S-I-105-112

Николаев Д.А., Петросян С.А., Цысарь С.А., Росницкий П.Б., Сапожников О.А. «Использование фазовых масок для формирования требуемого пространственного распределения ультразвукового поля» Известия РАН. Серия физическая, 86, № 7, с. 1019-1025 (2022)

Развит способ создания требуемого распределения ультразвукового поля мегагерцового диапазона частот в жидкости за счет комбинирования одноэлементного пьезоэлектрического излучателя с расположенной перед ним системой из двух профилированных твердотельных пластин (фазовых масок). Исследована возможность создания фазовых масок, позволяющих управлять пространственным распределением акустического поля за счет изменения частоты излучения.

Николаев И.В. «Разработка судового фундамента с повышенными виброизолирующими свойствами для условий повышенных температур и агрессивных воздействий» Морской вестник, № 3, с. 66-68 (2021)

Для каждого проектируемого судна, у которого расчетом установлено превышение ожидаемого уровня шума, допустимого санитарными нормами, а также для построенных судов с уровнями шума, превышающими эти нормы, и в связи с эти подготавливаемых к переоборудованию, должны быть разработаны необходимые комплексы противошумовых мероприятий. Как известно, от акустической незаметности зависит выживание подводных лодок. Механическая вибрация и шум от оборудования передаются на конструкцию корпуса через фундамент. Затем эта вибрация и звук излучаются в воду. Поэтому фундамент становится ключевым звеном на пути передачи вибрации. Вибрационные характеристики фундамента в какой-то степени можно отнести к акустической скрытности подводных лодок

Седельников А.В., Танеева А.С., Сердакова В.В., Николаева А.С., БРАТКОВА М.Е. «Исследование возмущающего воздействия на малый космический аппарат «Аист» по данным измерений магнитного поля Земли» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 4, с. 5-10 (2022)

На основе анализа данных измерений вектора индукции магнитного поля Земли проводится оценка возмущающего воздействия на опытный образец (ОО) малого космического аппарата (МКА) «Аист» вблизи магнитного экватора. Эта оценка позволяет рассчитывать параметры вращательного движения МКА и эффективно управлять его движением. Ключевые слова: измерения вектора магнитной индукции, малый космический аппарат, возмущающее воздействие.

Крючков С.В., Николенко И.В., Ибрагимов М.А., Крючков М.С., Аршинкин С.С. «Использование широко- и узкопольных телескопов в задачах астероидно-кометной опасности» Научные труды Института астрономии РАН, 7, № 1, с. 41-43 (2022)

Обсуждается комплексное использование широкопольных и узкопольных телескопов в поисковых и наблюдательных задачах, связанных с астероидно-кометной опасностью. Рассматривается возможность создания 2-уровневой системы обнаружения и исследования АСЗ. На инструментах 1-ого уровня происходит обнаружение объекта («барьерный уровень»). На инструменте(-ах) 2-ого уровня осуществляется исследование обнаруженного объекта («прецизионный уровень»). На 1-м уровне для обнаружения АСЗ используются широкоугольные телескопы с малыми апертурами (характерные размеры апертур 0.2–0.5 м, характерные поля зрения 3–5 угловых градуса). Далее, координаты обнаруженных объектов передаются («подхватываются»/«follow-up») основным инструментом(-ами) 2-го уровня, на котором проводится дальнейшее исследование объекта (получение прецизионной координатной и некоординатной информации). Характерные показатели инструмента 2-го уровня – размер апертуры 1 м и более, поля зрения 0.1–1 угловых градуса. В статье также описана система управления 1-м телескопом, позволяющая автоматизировать описанный процесс наблюдений.

Исаев С.А., Судаков А.Г., Никущенко Д.В., Чунг К. «Влияние сжимаемости на уловленный вихрь в зазоре между соосными диском и цилиндром и сопротивление компоновки при осесимметричном до-, транс- и сверхзвуковом обтекании» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 125-134 (2022)

Представляется численное исследование влияния сжимаемости воздуха на циркуляционное течение в крупномасштабном вихре, уловленном в зазоре между соосными диском и цилиндром. До-, транс- и сверхзвуковое осесимметричное обтекание и сопротивление близкой к оптимальной по профильному сопротивлению для несжимаемой среды компоновки тела диск-цилиндр-диск рассматривается в диапазоне чисел Маха М от 0 до 3. Обосновываются сеточная сходимость и адекватность численных прогнозов при их сравнении с имеющимися экспериментальными данными. Наблюдаемая в трансзвуковом диапазоне чисел М с 0.75 до 0.95 перестройка ударно-волновой структуры от возникающего прямого скачка над сдвиговым слоем и до формирования лямбда скачка над боковой поверхностью цилиндра обусловливает быстрый рост волнового сопротивления компоновки. Показано, что свыше M=0.8 плотность, температура, характеристики турбулентности в ядре уловленного вихря меняются слабо.

Егоров И.В., Новиков А.В., Образ А.О. «Аномальное влияние отсоса на неустойчивость сверхзвукового пограничного слоя» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 503, № 1, с. 42-46 (2022)

Представлены результаты исследования устойчивости пристенного течения при сверхзвуковом обтекании плоской пластины с участком отсоса газа из пограничного слоя через стенку. Система отсоса обычно рассматривается как способ стабилизации пограничного слоя и затягивания ламинарно-турбулентного перехода, который работает при дозвуковых и невысоких сверхзвуковых скоростях. В настоящей работе исследуется влияние отсоса на развитие неустойчивостей в пограничном слое при больших сверхзвуковых скоростях. Проводится численное моделирование ламинарного обтекания пластины с участком постоянного отсоса различной интенсивности с помощью интегрирования уравнений Навье–Стокса. Неустойчивости в искаженном отсосом пограничном слое анализируются в рамках линейной теории устойчивости с помощью eN метода. Рассмотрены высокочастотные возмущения, относящиеся к плоским волнам второй моды Мэка, которая наиболее неустойчива при высоких скоростях. Обнаружено, что неустойчивости над участком отсоса могут аномальным образом усиливаться сильнее, чем в случае без отсоса.

Клеймёнов В.В., Возмищев И.Ю., Новикова Е.В. «О возможности применения моностатической схемы построения наземного телескопа при наблюдении космических объектов» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 21, № 4, с. 443-448 (2021)

Предмет исследования. В современных крупноапертурных оптических системах слежения за астрономическими объектами широко внедряется технология бистатических схем, в которых лазер, а также главный и вспомогательный телескопы пространственно разнесены. Это требует принятия дополнительных мер при юстировке оптических осей телескопов, особенно при сопровождении низкоорбитальных космических объектов. Выбор бистатических схем в астрономических телескопах обусловлен проблемой «неопределенности наклона», свойственной моностатическим схемам формирования лазерной опорной звезды. Эта проблема вызвана трудностями или невозможностью определения наклона волнового фронта при дрожании лазерной опорной звезды в плоскости изображения. В работе рассмотрена моностатическая схема построения наземных адаптивных оптико-электронных систем. В данной схеме совмещены оптические оси лазера, генерирующего лазерную опорную звезду, и телескопа, служащего для получения изображения космических объектов посредством устранения фазовых возмущений атмосферы по излучению лазерной опорной звезды. Метод. Предложенный метод определения наклона волнового фронта в моностатической схеме основан на анализе математических выражений для дисперсий дрожания наклонов изображений лазерной опорной звезды и космического объекта. Рассмотрен случай, когда диаметр приемной апертуры телескопа значительно больше диаметра апертуры лазера. Подход базируется на высокой коррелированности мгновенных значений наклонов лазерного луча и принимаемого пучка от естественной звезды, передаваемых навстречу друг другу. При наблюдении низкоорбитальных малоразмерных космических объектов и лазерных опорных звезд предполагается, что они находятся в зоне Френеля приемной апертуры оптико-электронной системы и в пределах угла изопланатизма атмосферы, определяемого в рамках изотропной и локально-однородной модели турбулентности атмосферы. Основные результаты. Представленное решение позволяет определить значение мгновенного угла наклона изображения малозаметного космического объекта в фокальной плоскости приемной апертуры телескопа на основе измерения мгновенного угла наклона реально наблюдаемого изображения лазерной опорной звезды. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при разработке наземных адаптивных оптико-электронных систем слежения за низкоорбитальными малоразмерными космическими объектами.

Норкин М.В. «Динамика точек отрыва после мгновенной остановки кругового цилиндра в возмущенной жидкости» Прикладная механика и техническая физика, 83, № 4, с. 73-81 (2022)

Исследуется динамика тонкой присоединенной каверны, образовавшейся в результате мгновенной остановки (удара) кругового цилиндра в возмущенной жидкости. Течение жидкости в момент, непосредственно следующий за ударом, и первоначальная зона отрыва определяются с использованием классической модели удара с отрывом. Для изучения процесса схлопывания каверны применяется прямой асимптотический метод, в котором разложения основных гидродинамических характеристик ведутся по малому параметру, равному безразмерному ускорению цилиндра до удара. В главном асимптотическом приближении формулируется задача с односторонними ограничениями, из решения которой определяется движение точек отрыва и описывается процесс схлопывания тонкой каверны. С учетом специальных уравнений пограничного слоя проводится анализ внутренней свободной границы жидкости.

Носов М.А., Большакова А.В., Семенцов К.А. «Энергетические характеристики очагов цунами и механизм генерации волн сейсмическими движениями океанического дна» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 98-104 (2022)

Представлен физический анализ процесса формирования волн цунами сейсмическими движениями дна. Для набора сильных подводных землетрясений выполнены оценки работы, совершаемой против сил гидростатического давления при косейсмических смещениях дна, а также доступной потенциальной энергии – энергии цунами. Показано, что к волнам цунами переходит незначительная доля энергии землетрясения (от 0.004% при Mw=7 до 0.16% при Mw=9), в то время как работа против сил гидростатического давления по абсолютной величине сопоставима с энергией землетрясения, оцениваемой по формуле Канамори.

Слепышев А.А., Носова А.В. «Вертикальный перенос импульса внутренними волнами в западной части Средиземного моря» Морской гидрофизический журнал, 38, № 4, с. 358-371 (2022)

Цель. Исследование вертикального переноса импульса внутренними волнами при учете вращения Земли и сдвигового течения в западной части Средиземного моря, изучение влияния турбулентной вязкости и диффузии на указанные волновые потоки и стоксов дрейф – цель данной работы. Методы и результаты. Для решения исходной системы нелинейных уравнений гидродинамики используется слабонелинейный подход. В первом порядке малости по амплитуде волны решается краевая задача для амплитуды вертикальной скорости, во втором порядке по амплитуде волны исследуются нелинейные эффекты: стоксов дрейф и вертикальные волновые потоки импульса. Указанная краевая задача решается двумя способами: методом возмущений, применявшимся ранее, и численным методом по неявной схеме Адамса третьего порядка точности. Метод возмущений предполагает разложение решения и частоты волны в ряд по малому параметру, пропорциональному горизонтальной турбулентной вязкости. В работе сравниваются результаты, полученные методом возмущений и численным методом. Показано совпадение результатов по расчету дисперсионных кривых обоими методами. Однако для декремента затухания волны метод возмущений дает завышенные значения, для второй моды большие, чем для первой. Вертикальные волновые потоки импульса отличны от нуля, и метод возмущений дает завышенные значения для потока uw. Вертикальный волновой поток импульса vw практически не зависит от турбулентной вязкости и диффузии, и оба метода дают для него идентичные результаты. Компонента скорости стоксова дрейфа вдоль направления распространения волны также нечувствительна к турбулентной вязкости и диффузии, в то время как поперечная составляющая равна нулю при отсутствии турбулентной вязкости и диффузии. Выводы. Метод возмущений дает завышенные значения декрементов затухания волны, волнового потока импульса uw и поперечной составляющей скорости стоксова дрейфа. На волновой поток импульса vw и продольную составляющую скорости стоксова дрейфа горизонтальная турбулентная вязкость и диффузия влияния практически не оказывают.

Мельников А.В., Вершков В.А., Грашин С.А., Драбинский М.А., Елисеев Л.Г., Земцов И.А., Крупин В.А., Лахин В.П., Лысенко С.Е., Немец А.Р., Нургалиев М.Р., Харчев Н.К., Хабанов Ф.О., Шелухин Д.А. «Исследование геодезических акустических и альвеновских колебаний в тороидальных термоядерных установках (Миниобзор)» Письма в ЖЭТФ, 115, № 6, с. 360-378 (2022)

Изучались геодезические акустические моды (GAM), альвеновские собственные моды (Alfven Eigenmodes – AE), стационарная и осциллирующая компонента электрического поля и их взаимосвязи с удержанием плазмы. Проверялись теоретические концепции взаимодействия GAM с другими типами плазменной турбулентности. Также рассмотрены сопутствующие вопросы: влияние методов нагрева на удержание и турбулентность плазмы, свойства примесей и пристеночного слоя плазмы. Описаны ключевые диагностики: зондирование пучком тяжелых ионов (HIBP), корреляционная рефлектометрия (CR) и многоцелевой комплекс оптических диагностик. Основные эксперименты проведены на токамаке Т-10, имеющем мощную систему электронно-циклотронного нагрева (ECRH). Поддерживающие эксперименты были проведены на стеллараторе TJ-II в Испании, токамаке COMPASS в Чехии и токамаке STOR-M в Канаде. Результаты экспериментов сопоставлены с аналитическими и численными расчетами.

Нуриев А.Н., Камалутдинов А.М. «Идентификация характеристик силового аэродинамического воздействия на колеблющиеся консольно-закрепленные балки» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 62-79 (2022)

Проводится экспериментальное и численное исследование взаимодействия длинных упругих балок с жидкостью в резонансных режимах колебания. Экспериментально изучаются затухающие изгибные колебания консольно-закрепленных тест-образцов в воздухе. С помощью МЭМС гироскопа регистрируются угловые скорости движения свободного конца консоли, с помощью дымовой визуализации проводится наблюдение течений в окрестности балки, индуцированных колебаниями. Строится квазиплоская математическая модель взаимодействия балка–жидкость, позволяющая по измеряемым логарифмическому декременту колебаний и относительному изменению частоты оценить силовое аэрогидродинамическое воздействие на балку. Проводится прямое трехмерное численное моделирование движения жидкости около консоли. По результатам численных и экспериментально-теоретических исследований выполняется анализ структуры течений и аэрогидродинамических сил, индуцированных колебаниями балки при разных параметрах колебаний. Исследуется применимость квазиплоской модели взаимодействия.