Сизых Г.Б. «К вопросу об эволюции завихренности в жидкости и газе» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 14, № 1, с. 27-34 (2022)

Рассматривается задача с линейным неоднородным уравнением в частных производных первого порядка, возникающая в общем пространственном случае при построении поля скорости Фридмана для завихренности методом, предложенным автором в 2015 году. В этом методе применяется теорема Фридмана, которая требует непрерывности вторых производных решения задачи. Показывается, что при некоторой гладкости начальных условий из непрерывности вторых производных коэффициентов и правой части (неоднородности) уравнения следует существование решения и непрерывность его вторых производных в некоторой трехмерной области, содержащей плоскую область, на которой заданы начальные условия. Устанавливаются требования к гладкости гидродинамических функций, входящих вместе со своими производными в выражения упомянутых выше коэффициентов и правой части уравнения. В результате дается строгое обоснование подхода, предложенного в 2015 году для построения скорости Фридмана.

Суханов Д.Я., Росляков С.Н. «Захват частиц широкополосным вихревым ультразвуковым полем» Известия вузов. Физика, 65, № 8, с. 19-23 (2022)

Предлагается способ захвата частиц в широкополосном вихревом акустическом поле в воздухе. Рассматривается размещение излучателей на поверхности сферического пояса с радиальным сдвигом, обеспечивающим формирование вихревого поля. Представлены результаты численных расчетов и результаты экспериментальных исследований. Показано, что в широкополосном поле обеспечивается единственная точка, где поддерживается стабильный захват частицы

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.

Канев Н.Г. «Оптимизация затухания звука в прямоугольном канале с импедансными стенками» Акустический журнал, 68, № 4, с. 449-453 (2022)

Приведено решение задачи об оптимальном импедансе стенок бесконечного канала прямоугольного сечения, при котором затухание некоторой моды является максимальным. Показано, что при соответствующем подборе импеданса четыре простые моды сливаются, образуя четверную моду, имеющую наибольшее затухание. Найдены импедансы, при которых достигается оптимум затухания, в зависимости от номера моды и размеров сечения канала. Для этого стенки канала неквадратного сечения должны иметь разные импедансы. Ключевые слова: импеданс, волновод, канал, поглощение звука, звуковые моды, оптимальное затухание

Жуков В.Б. «Отражение звуковых волн импедансной поверхностью» Гидроакустика, № 43, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA43.pdf (2020)

Рассмотрен вопрос об отражении звуковых волн поверхностью, обладающей нормальным и тангенциальным импедансами, в частности, граничной поверхностью жидкой и твердой сред. Приведены формулы для расчета составляющих импеданса, исходя из известного распределения поля в окружающей границу жидкой среде. Предложена методика расчета интегрального коэффициента отражения импедансной поверхности. Ключевые слова: импеданс поверхности, коэффициент отражения.

Бирюков И.Р. «Оценка погрешности различных способов измерения амплитуды сигнала» Гидроакустика, № 43, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA43.pdf (2020)

Дана статистическая оценка погрешности измерения амплитуды, полученная путем моделирования, для известных и широко применяемых способов, а также для способа, основанного на корреляционной обработке, ранее не применявшегося. Ключевые слова: погрешность измерения, корреляционный способ измерения.

Жуков В.Б. «Импеданс поверхности» Гидроакустика, № 44, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA44.pdf (2020)

Рассмотрена задача теоретического определения импеданса поверхности и коэффициента отражения на границе водной и упругой сред. Ключевые слова: граничная задача, импеданс поверхности, импедансы продольных и сдвиговых волн коэффициент отражения.

Дружинин О.А. «О переносе микропузырьков поверхностными волнами» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 58, № 5, с. 591-600 (2022)

Проводится прямое численное моделирование (DNS) и исследуется динамика приповерхностного водного слоя, насыщенного воздушными пузырьками, в присутствии стационарной поверхностной волны. Полные, трехмерные уравнения движения водной среды (Навье–Стокса) решаются в Эйлеровой формулировке одновременно с Лагранжевыми уравнениями движения пузырьков с учетом их воздействия на несущую фазу. Диаметры пузырьков в DNS рассматриваются в интервале от 200 до 400 микрон, что позволяет пренебречь их деформацией. Результаты показывают, что наличие вихревых следов за всплывающими пузырьками приводит к усилению турбулентных пульсаций в водной среде. Среди сил, действующих на пузырьки со стороны окружающей водной среды, определяющими являются силы плавучести, вязкого трения и Лагранжевого ускорения, в то время как подъемная сила, определяемая завихренностью несущей фазы и относительной скоростью пузырька, остается пренебрежимо малой. Показано, что горизонтальный перенос пузырьков контролируется скоростью Стоксового дрейфа, в то время как вертикальный перенос определяется скоростью всплывания пузырьков в покоящейся водной среде. На основе результатов DNS предложены параметризации вертикального и горизонтального потоков концентрации воздушной фазы.

Левченко Д.Г. «Влияние придонных течений на регистрацию сейсмических сигналов на морском дне» Океанология, 62, № 5, с. 768-784 (2022)

Регистрация сейсмических сигналов на дне акваторий в большинстве случаев сопровождается интенсивными помехами, источниками которых являются придонные течения. До настоящего времени не найдены действенные способы борьбы с этим явлением, существенно затрудняющим развитие морской сейсмологической сети. Основные проблемы состоят в том, что подобные помехи возбуждаются как на элементах оборудования, которые по условиям эксплуатации должны находиться на донной поверхности, так и на неровностях дна. В предлагаемой работе рассматривается ряд механизмов возбуждения таких помех, в том числе, за счет прямого воздействия стационарного и нестационарного потоков на чувствительные элементы донных сейсмографов и вследствие генерации в водной среде сейсмоакустических полей при вихревом и турбулентном течениях. Сравниваются результаты регистрации сейсмических сигналов на дне, в толще осадков и в донной скважине при наличии интенсивных помех от течений. Приводится ряд практических рекомендаций по существенному снижению влияния подобных помех.

Карельский К.В., Петросян А.С. «Формирование и классификация скачков и уединенных ударных волн в изэнтропических течениях политропных сплошных сред» Письма в ЖЭТФ, 116, № 2, с. 88-95 (2022)

Исследованы условия возникновения произвольного скачка в изэнтропическом течении политропной среды. Показано, что скачок газодинамических параметров возникает в результате эволюции автомодельного течения. Введено понятие самофокусирующихся волн Римана. Показано, что произвольный скачок формируется только такими волнами и найдены условия его генерации. Показано, что существует критическое значение скорости, ниже которой скачок не может быть сформирован изэнтропически. Найдено второе критическое значение скорости, при превышении которого скачок формируется только при наличии зоны вакуума. Показано, что существует только два класса уединенных ударных волн: ударные волны, формирующиеся в среде, содержащей зону вакуума, и формирующиеся в непрерывной среде. Показано, что не всякое падение волны Римана приводит к появления ударной волны. Полученные результаты носят общефизический характер, поскольку основаны только на общих свойствах квазилинейных гиперболических систем уравнений.

Бусов К.А., Мажейко Н.А. «Формообразование свободной струи перегретой воды на различных расстояниях от цилиндрического канала» Прикладная механика и техническая физика, 83, № 2, с. 3-11 (2022)

Проведено экспериментальное исследование зависимости формы, структуры и величины угла раскрытия струи воды от степени перегрева. Выявлена связь между различными режимами вскипания и характерными формами вскипающей струи. Установлено, что при одинаковых термодинамических условиях форма и угол раскрытия струи перегретой жидкости изменяются различным образом в зависимости от длины струи. Представлены результаты изменения угла раскрытия вскипающей струи в трех диапазонах: метровом, дециметровом и сантиметровом.

Воронков С.С. «Полный цикл турбулентности в жидкостях и газах» Техническая акустика, 21, № 1, с. https://www.ejta.org/ru/voronkov15 (2022)

Приводятся уравнения, описывающие полный цикл турбулентности в вязком газе, включающий различные этапы: усиление низкочастотных возмущений, возникновение волн Толлмина–Шлихтинга, возникновение вихревых трубок, деформация и растяжение вихревых трубок, распад вихревых трубок, сопровождающийся взрывным, асимптотическим ростом пульсации давления, распространение возмущений давления по вихревым трубкам с образованием турбулентных пятен Эммонса, возникновение пульсаций скорости различных частот и интенсивностей. Представлен график полного цикла турбулентности. Выполнено обобщение уравнений, полученных для полного цикла турбулентности в вязком газе на жидкости.

Абрашкин А.А., Пелиновский Е.Н. «Волны Герстнера и их обобщения в гидродинамике и геофизике» Успехи физических наук, 192, № 5, с. 491-506 (2022)

В связи с 220-летием со времени появления статьи Герстнера, где было приведено точное решение уравнений гидродинамики, дан обзор точных решений для волн на воде, каждое из которых является некоторым обобщением волны Герстнера. В качестве дополнительных факторов выступают геометрия бассейна, вращение жидкости, непостоянное давление на свободной поверхности, стратификация, сжимаемость жидкости и фоновые течения. Волны на вращающейся Земле изучаются в приближении f-плоскости, а в приэкваториальной области – также и в приближении β-плоскости. Течения описываются в лагранжевых переменных. Для всех волн в отсутствие фоновых потоков траекториями жидких частиц являются окружности, как в волне Герстнера (отсюда их общее название – герстнероподобные).

Иванычев Д.А., Левина Е.Ю. «Определение неосесимметричных упругих полей в анизотропных телах вращения, вызванных действием объемных сил» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 4, с. 22-38 (2022)

Представлена методика построения упругих полей для трансверсально-изотропных тел, ограниченных коаксиальными поверхностями вращения и находящихся под действием неосесимметричных объемных сил. Построенная теория оперирует понятиями метода граничных состояний, основу которого составляют пространства состояний среды. Базис пространства внутренних состояний формируется с помощью фундаментальных многочленов. Многочлен ставится в любую позицию вектора перемещения плоского вспомогательного состояния и по формулам перехода определяется пространственное состояние. Набор таких состояний образует конечномерный базис, по которому после ортогонализации искомые характеристики упругого поля раскладываются в ряды Фурье с одинаковыми коэффициентами. Коэффициенты рядов представляют собой скалярные произведения векторов заданных и базисных объемных сил. Поиск упругого состояния сводится к решению квадратур. Даны рекомендации в построении базиса внутренних состояний в зависимости от вида заданных по различным циклическим законам (синуса и косинуса) объемных сил. Проанализировано решение конкретной задачи теории упругости для трансверсально-изотропного кругового цилиндра от действия неосесимметричных объемных сил. Проведены анализ сходимости рядов и оценка точности решения в графическом виде