Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. «Алгоритм коррекции батиметрических измерений интерферометрометрическим гидролокатором бокового обзора» Журнал радиоэлектроники, № 10, с. 11 (2022)

Рассмотрен алгоритм коррекции батиметрических измерений при построении детальной цифровой карты рельефа донной поверхности по данным полосовой съемки интерферометрического гидролокатора бокового обзора (ИГБО). Возможности предлагаемого алгоритма продемонстрированы на основе математического моделирования фазоразностных измерений ИГБО для многослойных звукорассеивающих плоскостей и применения результатов моделирования для коррекции данных формирования цифровой модели рельефа морского дна. Отмечена применимость алгоритма коррекции данных батиметрии для калибровки антенных трактов интерферометрических гидролокаторов бокового обзора и измерения звукорассеивающих слоев в водной среде.

Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. «Калибровка интерферометрического гидролокатора бокового обзора по данным съемки на участке дна с известным рельефом» Журнал радиоэлектроники, № 12, с. 14 (2022)

Рассмотрены алгоритмы вычисления параметров интерферометрического гидролокатора бокового обзора (ИГБО) на основе обработки данных акустической съемки поверхности морского дна с известным рельефом. Проведено опробование алгоритмов на математических моделях сигналов, отраженных от плоской горизонтальной поверхности. Возможности предлагаемых алгоритмов продемонстрированы на экспериментальных фазоразностных измерениях ИГБО полученных на участке с ровным морским дном. Показана эффективность алгоритмов для калибровки интерферометрических гидролокаторов бокового обзора.

Казаков Ю.В. «Исследование динамических потерь энергии на Si и SiC полупроводниковых приборах в составе ключевых усилителей мощности» Гидроакустика, № 52, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA52.pdf (2022)

Представлены результаты исследований динамических потерь энергии в широкополосных ключевых усилителях класса BD и ABD при работе на гидроакустический излучатель. Проведено сопоставление относительных потерь энергии в усилительных каскадах на кремниевых (Si) и карбид-кремниевых (SiC) полевых транзисторах. Дано сравнение динамических процессов, связанных со сквозным током «транзистор–диод», в схемах ключевого усиления с Si импульсными обратными диодами и SiC диодами Шоттки. Показана перспектива использования современных SiC транзисторов с собственными обратными диодами Шоттки в оконечных каскадах модулей ключевого усиления гидроакустических излучающих трактов. Ключевые слова: широтно-импульсная модуляция, ключевой усилитель мощности, динамические потери

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Копьев В.А., Фараносов Г.А., Моралев И.А., Казанский П.Н. «Активное управление шумом взаимодействия струи и крыла с помощью плазменных актуаторов в узкой полосе частот» Акустический журнал, 69, № 2, с. 177-190 (2023)

Для струи, расположенной вблизи крыла, рассеяние на его задней кромке волн неустойчивости, развивающихся в слое смешения струи, приводит к генерации значительного шума. В работе экспериментально исследована возможность снижения данного шума за счет активного подавления естественных волн неустойчивости. Активная система управления состоит из микрофонов ближнего поля, с которых снимается сигнал обратной связи, модуля фильтровой обработки сигнала и плазменного актуатора на основе высокочастотного диэлектрического барьерного разряда. Показано, что снижение возмущений давления в ближнем поле турбулентной струи, связанных с осесимметричными волнами неустойчивости, в узкой полосе частот приводит к соответствующему снижению шума в дальнем поле. Ключевые слова: турбулентная струя, шум взаимодействия струи и крыла, волны неустойчивости, активное управление DOI: 10.31857/S0320791922600524, EDN: ITIMBG

Низомов Д.Н., Каландарбеков И.И., Каландарбеков И.К. «Моделирование сейсмоизолированных зданий на основе теории подобия» Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук (ранее: Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук), № 1, с. 109-116 (2023)

Рассматривается применение теории подобия к моделированию фрагмента трёхэтажного здания на основе анализа дифференциальных уравнений, описывающих колебательные процессы. Получены коэффициенты подобия, соответствующие свободным и вынужденным колебанием трехэтажной рамы.

Низомов Д.Н., Каландарбеков И.И., Каландарбеков И.К. «Моделирование сейсмоизолированных зданий на основе теории подобия» Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук (ранее: Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук), № 1, с. 109-116 (2023)

Рассматривается применение теории подобия к моделированию фрагмента трёхэтажного здания на основе анализа дифференциальных уравнений, описывающих колебательные процессы. Получены коэффициенты подобия, соответствующие свободным и вынужденным колебанием трехэтажной рамы.

Антонов В.С., Калашников Е.В. «Моделирование движения космического тела в неоднородном гравитационном поле» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 4, с. 35-44 (2022)

Цель. Моделирование поведения нескольких тел с ньютоновским потенциалом взаимодействия. Выделение в этой системе двух тел с целью изучения их сближения. Процедура и методы исследования. Строится система дифференциальных уравнений второго порядка. Эти уравнения переводятся в систему алгебраических уравнений. В системе нескольких тел выделяются два тела. Исследуется взаимное поведение этих тел путём вариации масс остальных тел системы. Всё исследование строится на языке Python. Результаты проведённого исследования. Найдены траектории движения тел в модели, в неоднородном гравитационном поле, сформированном самими этими телами. Найдены траектории сближения двух выделенных тел. Проведены исследования устойчивости такой траектории. Теоретическая и/или практическая значимость. В системе нескольких тел, взаимодействующих через гравитационные потенциалы между собой, выделена подсистема двух тел. Рассмотрена устойчивость орбиты сближения двух тел в поле действия остальных тел выбранной системы. Практическая значимость выражена в исследовании безопасности Земли. Ключевые слова: ньютоновский потенциал, моделирование системы нескольких тел, сближение двух тел

Калашников С.А. «Исследования устойчивости ключевых усилителей с обратной связью по выходному напряжению» Гидроакустика, № 52, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA52.pdf (2022)

В качестве основных факторов, определяющих особенности применения обратной связи в ключевых регуляторах напряжения, рассмотрены проникновение высокочастотных составляющих в тракт формирования широтно-импульсно модулированного сигнала и его задержка, обусловленная особенностями работы оконечного каскада ключевого усилителя мощности. В статье описан системный подход к определению предельной глубины обратной связи для различных механизмов возбуждения и предложены аналитические зависимости и графические представления величин предельной обратной связи от параметров модуляции и схемы ключевого преобразования. Ключевые слова: ключевой преобразователь напряжения, широтно-импульсная модуляция, обратная связь, гидроакустический комплекс

Алимов О.А., Калашникова Т.М. «Воздействие сейсмической активности на неоднородности спорадического слоя E_S ионосферы» Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук (ранее: Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук), № 1, с. 26-29 (2023)

Изучается неисследованная ранее особенность зависимости между предельной частотой и частотой экранирования спорадического слоя Еs в сейсмоактивный и сейсмоспокойный периоды. Показано, что величина показателя трехмерного спектра атмосферной турбулентности в сейсмоактивный период в 1.5–2 раза больше по сравнению со сейсмоспокойным периодом.

Душина О.А., Калинин Е.И., Клюев М.А., Мазо А.Б., Молочников В.М. «Влияние ограничения потока боковыми стенками на поперечное обтекание кругового цилиндра при умеренных числах Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 97-114 (2023)

Выполнено численное и экспериментальное исследование влияния ограничения потока по трансверсальной координате на поперечное обтекание кругового цилиндра при числах Рейнольдса (по диаметру цилиндра и скорости невозмущенного потока) от 40 до 255. В экспериментах цилиндр располагался в канале прямоугольного поперечного сечения, а при численном моделировании на ограничивающих поток боковых стенках ставились три типа граничных условий: периодические граничные условия, условия скольжения и прилипания. Особое внимание уделено вихревой структуре течения в следе цилиндра. Показано, что только в случае граничных условий прилипания, в области соединения цилиндра с боковыми стенками формируются спиралевидные вихри, движущиеся к плоскости симметрии канала. При их взаимодействии в центре канала образуются вихревые сгустки и наблюдаются признаки турбулизации потока в следе. При периодических граничных условиях и условиях скольжения на боковых стенках спиралевидные вихри отсутствуют, а в диапазоне Re от 200 до 250 в следе цилиндра реализуются моды А и Б трехмерной неустойчивости и переход к турбулентности. Получена оценка влияния ширины канала и типа граничных условий на его боковых стенках на структуру вихревого следа за цилиндром и интегральные параметры его обтекания.

Калиниченко В.А. «Частотные характеристики стоячих изгибно-гравитационных волн в прямоугольном сосуде» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 130-132 (2022)

Ранее были представлены результаты экспериментального исследования влияния плавающей тонкой упругой пластины из пенополиэтилена на процесс регуляризации разрушающихся стоячих гравитационных поверхностных волн Фарадея на свободной поверхности воды в прямоугольном сосуде. Показано, что стоячие изгибногравитационные волны в исследуемой гидроупругой системе (плавающая пластина–вода) определяются толщиной пластины: при малой толщине превалирует гравитационная волна, при больших – волна изгибная. Хотя и выявлена критическая толщина пластины, при которой волны отсутствуют, какие-либо оценки частоты гидроупругих колебаний не проводились. Ниже представлены результаты экспериментов по исследованию частотных характеристик стоячих изгибно-гравитационных волн. Полученные в эксперименте оценки собственных частот сравниваются с величинами, рассчитанными по известным дисперсионным зависимостям. Опыты продолжают цикл исследований автора по выявлению возможных механизмов регуляризации разрушающихся гравитационных волн на свободной поверхности жидкости ограниченного объема.

Белянкова Т.И., Ворович Е.И., Калинчук В.В. «Особенности распространения SH-волн в двухслойной структуре из неоднородных пьезоэлектрического и диэлектрического слоев» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 98-109 (2023)

Предложен подход к моделированию динамических процессов в полубесконечной составной пластине из неоднородных пьезоэлектрического и диэлектрического слоев. При моделировании неоднородности слоев использована двухкомпонентная модель с функционально градиентным изменением свойств, в которой физические параметры основного материала непрерывным образом меняются по толщине до параметров включения. Материал пьезоэлектрического слоя представляет собой сочетание пьезокерамик на основе PZT, обладающих значительным различием скоростных характеристик. Реализована возможность локализации неоднородности как у внешней поверхности пластины, так и в середине слоя или у границы раздела. Диэлектрический слой выполнен из SiO₂, неоднородность диэлектрического слоя моделирует взаимопроникновение пьезоэлектрика и диэлектрика в узкой переходной области у границы раздела. В качестве параметров материала включения рассматривались упругие и диэлектрические модули пьезоэлектрического материала, расположенного у границы раздела. Внешние поверхности составной пластины свободны от механических напряжений и электрически закорочены. Рассмотрена задача о распространении поверхностных SH-волн в составной структуре из функционально градиентных пьезо- и диэлектрического слоев, инициированных действием бесконечно удаленного источника гармонических колебаний. Решение строится в пространстве образов Фурье, сведением к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, которое в свою очередь строится с использованием метода Рунге–Кутты–Мерсона. Приведено дисперсионное уравнение задачи, анализ которого позволил исследовать влияние характера, величины области перехода материалов и локализации неоднородности структуры на особенности поведения фазовых скоростей ПАВ для широкого диапазона частот. Полученные результаты приведены в безразмерных параметрах и могут представлять особый интерес при разработке, проектировании и оптимизации новых материалов для микро- и наноразмерных приборов и устройств на SH ПАВ с высокими эксплуатационными характеристиками.

Волкова У.В., Меркулов Д.И., Калмыков С.А., Пелевина Д.А., Налетова В.А. «Движение поршня, разделяющего магнитную и немагнитную жидкости, в магнитном поле» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 115-126 (2023)

Теоретически и экспериментально исследовано перекачивание немагнитной жидкости с помощью насоса-дозатора на основе магнитной жидкости, содержащей тело из намагничивающегося материала. Изучен процесс перекачивания жидкости в приложенном вертикальном однородном магнитном поле. Вычислены и измерены зависимости высоты поднятия поршня, разделяющего магнитную и немагнитную жидкости, от времени в постоянном и ступенчатом магнитном поле. Получено хорошее совпадение теории и эксперимента. Вычислена зависимость времени подъема поршня от величины постоянного магнитного поля. Теоретически исследовано движение поршня при выключении магнитного поля.

Калюлин С.Л., Модорский В.Я. «Численное моделирование обледенения при вибрациях аэродинамического профиля» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 72, с. 100-110 (2022)

По сравнению с исследованиями процессов обледенения конструкции без обтекания газодинамическим потоком исследований с обтеканием аэродинамического профиля существенно меньше. Из них большая часть – без вибраций, тогда как исследования при воздействии вибраций, посвященные описанию механизмов образования льда при вибрациях для различных амплитуд и частот, обнаружить не удалось. В настоящей статье представлены результаты численного моделирования обледенения аэродинамического профиля с учетом его вибрации по гармоническому закону, описаны механизмы обледенения при различных виброскоростях, показано влияние вибраций на массу ледяных наростов. Выявлены зависимости коэффициента отношения скорости набегающего газодинамического потока к виброскорости KV от массы льда. Показано, что при низких частотах превалирует эффект «прилипания» льда к стенкам аэродинамического профиля, а при повышении частот – эффект «стряхивания». Вибрации могут не только снижать массу льда, но и повышать ее. Исследование действия вибраций аэродинамического профиля на обледенение позволит учесть и при необходимости изменить диапазон собственных и вынужденных частот элементов конструкции. При постоянных виброскоростях, близких к скорости набегающего потока, при повышении частоты колебания от 2 до 60 кГц и соответствующим снижением амплитуды масса льда сначала увеличивается на 50–80%, а потом снижается на 15–25% относительно режима «без вибраций». Ключевые слова: обледенение, аэродинамический профиль, вибрации, численное моделирование, суперкомпьютер, виброскорость, авиационный двигатель, ледяной нарост, распределение толщины льда, механизм облеленения.

Вдовин М.И., Сергеев Д.А., Троицкая Ю.И., Кандауров А.А. «Лабораторное исследование влияния пены на поверхности на характеристики поверхностного волнения» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 51-53 (2022)

Различные натурные и лабораторные исследования показали существование эффекта насыщения для коэффициента аэродинамического сопротивления водной поверхности при ураганных ветрах. Одним из возможных объяснений низкого аэродинамического сопротивления водной поверхности при сильном ветре может быть влияние поверхностной пены, которая изменяет аэродинамические характеристики водной поверхности и влияет на ветро-волновое взаимодействие, на процессы обмена импульсом, теплом и влагой в турбулентном атмосферном пограничном слое. На основе данных, полученных в ходе аэрофотосъемки, было определено, что при сильном ветре лишь малая часть морской поверхности покрыта белыми шапками, состоящими из плотных пятен пены, образовавшихся в результате обрушения волн. Также было обнаружено, что коэффициент сопротивления начинает выходить на насыщение, начиная со скорости 25 м/с, совпадающей с моментом начала образования пенных полос на поверхности. Более того, при скорости ветра примерно 40 м/с, когда пенные полосы сливаются друг с другом, коэффициент сопротивления начинает уменьшаться. Для исследования влияния пены на поверхности на характеристики волнения был проведен лабораторный эксперимент на база высокоскоростного ветроволнового канала ИПФ РАН.

Зотова А.Н., Кандауров А.А., Троицкая Ю.И., Сергеев Д.А. «Моделирование динамики всплывающего пузырька» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 118-121 (2022)

Среди процессов, определяющих взаимодействие океана и атмосферы, важную роль играет поглощение пузырьков воздуха толщей воды, их всплывание и разрыв с попаданием капель воды в атмосферу. Одним из параметров, характеризующих эти процессы, является время жизни пузырька до его достижения поверхности воды и разрыва. Авторы предполагают, что наличие в жидкости сдвигового течения, может повлиять на этот параметр, и поэтому конечной целью наших исследований будет именно моделирование всплывания пузырька газа в жидкости со сдвиговым течением. В данной работе речь пойдет о начальном этапе исследования – моделировании динамики пузырька в жидкости без течения для сравнения с экспериментом и результатами моделирования, приведенными в литературе.

Канев Н.Г. «Тангенциальный импеданс» Акустический журнал, 69, № 2, с. 270-274 (2023)

Решена задача об отражении плоской звуковой волны от жесткой поверхности, покрытой дипольными резонаторами. Показано, что такая поверхность реагирует на наклонно падающие волны, при этом найденная угловая зависимость коэффициента отражения не может быть получена для поверхностей, свойства которых описываются обычным импедансом. В связи с этим предложено понятие тангенциального импеданса – отношения касательного акустического воздействия на поверхность к ее нормальной скорости. Показано, что тангенциальный импеданс может быть как изотропным, так и анизотропным, т.е. величина последнего зависит от направления падающей волны. Соответствующие поверхности предложено называть неполяризованными и поляризованными. В некоторых случаях тангенциальный импеданс может быть полезен для макроскопического описания метаповерхностей со сложной структурой. Ключевые слова: метаповерхность, дипольный резонатор, коэффициент отражения, поляризация, граничные условия DOI: 10.31857/S0320791922600445, EDN: ITDVVH

Соколовская Ю.Г., Подымова Н.Б., Карабутов А.А. «Выявление нарушений укладки слоев волокон в углепластиках методом широкополосной акустической спектроскопии» Дефектоскопия, № 10, с. 27-36 (2022)

Показана возможность обнаружения нарушений укладки слоев армирующей ткани в углепластиках, представляющих собой зазоры между лентами углеродных волокон. Для этой задачи использовалась широкополосная акустическая спектроскопия с лазерным источником ультразвука. Широкая полоса частот зондирующего сигнала позволяет получить частотные зависимости для коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в углепластике в спектральном диапазоне 1–11 МГц. На примере исследованной стрингерной панели показано, что в областях с наличием зазоров наблюдается локальный минимум внутри резонансного максимума коэффициента затухания, вызванный нарушением периодичности структуры. Сканирование объекта вдоль поверхности позволяет определять направление данных зазоров в плоскости укладки углеродной ткани.

Качанов В.К., Соколов И.В., Караваев М.А., Минаев Д.В. «Разработка методов и устройств ультразвукового бесконтактного теневого контроля крупногабаритных изделий из полимерных композиционных материалов» Дефектоскопия, № 1, с. 3-13 (2023)

Показано, что для повышения чувствительности ультразвукового (УЗ) бесконтактного теневого контроля изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) необходимо разрабатывать высокочувствительные низкочастотные широкополосные бесконтактные пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП). Рассмотрены способы обеспечения одновременно высокой чувствительности и широкой полосы УЗ бесконтактных ПЭП. Предложены и разработаны УЗ бесконтактные высокочувствительные широкополосные ПЭП, основанные на использовании технологии мозаичных контактных ПЭП, выборе оптимальных согласующих слоев и использования различных вариантов возбуждения излучающих ПЭП. Показано, что с помощью мозаичных низкочастотных широкополосных бесконтактных ПЭП возможно обеспечить высокую чувствительность контроля и обеспечить точность измерения акустических характеристик (скорости ультразвука, плотности и пр.) при УЗ низкочастотном теневом бесконтактном контроле крупногабаритных изделий из ПКМ.

Ахмедов Х.М., Каримов Х.С., Фатима Н., Юсуфбеков Н.Ш. «Исследование датчиков вибрации на основе органических материалов» Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук (ранее: Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук), № 1, с. 103-108 (2023)

Описан способ изготовления и исследования свойства эластичного датчика вибрации на основе композита органических материалов фталоцианина никеля (NiPc) и углеродных нанотрубок (УНТ). Показано, что при действии вибрации частотой 10 Гц сопротивление датчика увеличивается в 4.8 раз. Установлено, что изготовленные датчики отличаются методикой получения, обладают конструкционной новизной и отличительными свойствами по сравнению с аналогами. Датчики вибрации могут быть использованы как в практике, так и в демонстрационных целях в учебном процессе.

Липанов А.М., Шумихин А.А., Королева М.Р., Карпов А.И. «Численное моделирование внутрикамерных нестационарных турбулентных течений. Часть 2» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 16, № 1, с. 35-46 (2023)

Течение потока газа в твердотопливном ракетном двигателе определяется особенностями физико-химических процессов, протекающих в камере сгорания, и процесса истечения газа из сопла. Авторами предложена методика моделирования внутренних нестационарных турбулентных течений в ракетном двигателе с зарядом твердого топлива телескопического типа. Алгоритм разработан на основе системы уравнений сохранения гидромеханических параметров, описывающих поток сжимаемого вязкого газа. Система уравнений была записана с использованием цилиндрической системы координат. Представленная численная методика относится к классу алгоритмов, использующих подход Годунова. Основой разработанного алгоритма является схема расщепления векторов потоков, модифицированная для вязких течений. Предложенный алгоритм позволяет производить сквозной расчет течения продуктов сгорания твердого топлива по всему тракту ракетного двигателя. Результаты, полученные в ходе численного моделирования потока в ракетном двигателе, позволяют сделать анализ зависимости температуры газа на стенке двигателя от скорости горения низкотемпературной внешней шашки телескопического заряда.

Ефремов В.В., Попова О.П., Глазачев Д.О., Маргонис А., Оберст Ю., Карташова А.П. «Абляция мелких метеорных тел: сравнение модели сплошного и пористого тела» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 81, с. 110-122 (2023)

Модель абляции для мелких метеороидов используется для оценки физических параметров метеоров в разных предположениях. Метеороид рассматривается в двух модификациях: сплошное и пористое тело. Использован автоматизированный метод оценки параметров по кривым блеска. Обсуждаются ограничения и особенности модели.

Астахов С.А., Бирюков В.И., Тимушев С.Ф., Катаев А.В. «Моделирование аэродинамического взаимодействия при трековых испытаниях изделий авиационной техники» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 72, с. 5-20 (2022)

Наземные трековые испытания современных летательных аппаратов баллистического типа позволяют моделировать аэродинамические силовые нагрузки в условиях максимальной плотности среды и при этом имеют существенно меньшую стоимость по сравнению с летными испытаниями. При трековых испытаниях изделий со сверхзвуковыми скоростями возникают интенсивные вибрации элементов конструкции подвижного трекового снаряжения и испытуемого летательного аппарата. В статье рассматриваются процессы обтекания воздушным потоком рельсовой установки, движущейся с большим ускорением. Применены базовые модели, которые описывают движение однородной среды при различных скоростях с учетом эффектов сжимаемости, турбулентности и теплопереноса. В зависимости от условий используются различные модели турбулентности потока. Разработан алгоритм численной реализации на прямоугольной сетке с локальной адаптацией и подсеточным разрешением сложной геометрии. Методология численного решения уравнений динамики, описывающих обтекание криволинейной поверхности сжимаемым газом, основана на интегрировании движения жидкости и переноса скалярных величин в частных производных по объемам расчетных ячеек-многогранников. С использованием программного комплекса Flow Vision выполнено моделирование обтекания сверхзвуковым воздушным потоком изделий различной формы применительно к трековым испытаниям. Это позволило определить ранее неизвестные зависимости коэффициентов аэродинамического сопротивления, подъемной силы и боковой силы от скорости движения, а также моменты аэродинамических сил для оценок вклада процессов обтекания воздушным потоком в общее вибрационное поле, воздействующее на трековую каретку с изделием. Ключевые слова: рельсовый трек, ракетная каретка, численное моделирование, сверхзвуковой поток, турбулентность, алгоритмы адаптации сеток.

Астахов С.А., Бирюков В.И., Катаев А.В. «Методика определения характеристик вибропрочности конструкции при высокоскоростных трековых испытаниях авиационной техники» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 72, с. 75-90 (2022)

Достижение предельных значений скорости летательными аппаратами баллистического типа является приоритетной, актуальной и новой технической задачей для настоящего времени. Трековые испытания подобных изделий являются одной из заключительных стадий, подтверждающих их практическую работоспособность и эффективность. Испытания изделий авиационной и ракетной техники на установке «Ракетный рельсовый трек 3500» Государственного казенного научно-испытательного полигона авиационных систем имени Л.К. Сафронова позволяют достаточно точно моделировать реальные условия, в которых они эксплуатируются. Экспериментальная установка включает в себя двухрельсовый путь, выполненный на специальном основании, исключающем недопустимый прогиб рельса марки Р65, с закреплением его через 0,5 м специальной конструкцией заделки. Рельсовый путь имеет участок разгона с углом атаки 0,2° длиной 2500 м и участок торможения. Объект испытания размещается на ракетной трековой каретке, таким образом, чтобы исключить воздействия на него скачков уплотнения, отраженных от элементов каретки и рельефа. На каретке устанавливаются ракетные двигатели твердого топлива, которые обеспечивают нужную тягу. Опоры скольжения ракетной каретки охватывают головку рельсов. Тяга стартовых ракетных двигателей обеспечивает необходимое ускорение для достижения максимальных значений требуемой скорости испытания. Трековые высокоскоростные испытания объектов спецтехники сопровождаются интенсивной вибрацией и ударными нагружениями конструкции. По мере увеличения скорости изделий свыше 600 м/с, как показали испытания, амплитуда упругих колебаний конструкции может достигать предельных допустимых из условий прочности значений. Экспериментальное и теоретическое изучение вибрационных и ударных воздействий на конструкцию трековой каретки с испытуемыми объектами в условиях существующего рельсового трека является актуальной для практики задачей. Ключевые слова: наземные испытания, рельсовый трек, ракетная каретка, вибрация, плотность спектра мощности, корреляция, передаточные функции.

Морозов А.Н., Фомин И.В., Гладышев В.О., Кауц В.Л., Шарандин Е.А., Каютенко А.В. «Метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 6, с. 90-105 (2022)

Рассмотрен метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн на разностной частоте в электромагнитных резонаторах и их дальнейшей регистрации на основе различных типов детекторов. В качестве фактора амплификации амплитуды гравитационных волн, индуцированных предложенным способом, рассмотрена обратная зависимость их амплитуды от квадрата разностной частоты. Это является следствием уравнений Эйнштейна для изученной конфигурации электромагнитных полей в резонаторе. Сопоставлены характеристики гравитационных волн, связанных с электромагнитным полем внутри резонатора, и гравитационных волн в пустом пространстве. Исследована возможность проведения эксперимента по генерированию и детектированию гравитационных волн с контролируемыми параметрами источника и детектора (опыта Герца) на основе предложенного метода. Рассмотрены различные типы существующих и перспективных детекторов низкочастотных гравитационных волн и получена оценка характеристик источника, которые необходимы для успешного детектирования гравитационных волн, генерируемых посредством указанного метода. Эффективность предложенного подхода сопоставлена с другими методами генерирования гравитационных волн. Отмечена специфика рассмотренного метода генерирования гравитационных волн, связанная с возможностью получения в лабораторных условиях низкочастотных гравитационных волн с частотой, близкой к частоте гравитационных волн астрофизических источников, и амплитудой, существенно превышающей амплитуду высокочастотных гравитационных волн, которые можно генерировать на основе ранее предложенных методов

Качанов В.К., Соколов И.В., Караваев М.А., Минаев Д.В. «Разработка методов и устройств ультразвукового бесконтактного теневого контроля крупногабаритных изделий из полимерных композиционных материалов» Дефектоскопия, № 1, с. 3-13 (2023)

Показано, что для повышения чувствительности ультразвукового (УЗ) бесконтактного теневого контроля изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) необходимо разрабатывать высокочувствительные низкочастотные широкополосные бесконтактные пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП). Рассмотрены способы обеспечения одновременно высокой чувствительности и широкой полосы УЗ бесконтактных ПЭП. Предложены и разработаны УЗ бесконтактные высокочувствительные широкополосные ПЭП, основанные на использовании технологии мозаичных контактных ПЭП, выборе оптимальных согласующих слоев и использования различных вариантов возбуждения излучающих ПЭП. Показано, что с помощью мозаичных низкочастотных широкополосных бесконтактных ПЭП возможно обеспечить высокую чувствительность контроля и обеспечить точность измерения акустических характеристик (скорости ультразвука, плотности и пр.) при УЗ низкочастотном теневом бесконтактном контроле крупногабаритных изделий из ПКМ.

Морозов А.Н., Фомин И.В., Гладышев В.О., Кауц В.Л., Шарандин Е.А., Каютенко А.В. «Метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 6, с. 90-105 (2022)

Рассмотрен метод генерирования гравитационных волн посредством системы стоячих электромагнитных волн на разностной частоте в электромагнитных резонаторах и их дальнейшей регистрации на основе различных типов детекторов. В качестве фактора амплификации амплитуды гравитационных волн, индуцированных предложенным способом, рассмотрена обратная зависимость их амплитуды от квадрата разностной частоты. Это является следствием уравнений Эйнштейна для изученной конфигурации электромагнитных полей в резонаторе. Сопоставлены характеристики гравитационных волн, связанных с электромагнитным полем внутри резонатора, и гравитационных волн в пустом пространстве. Исследована возможность проведения эксперимента по генерированию и детектированию гравитационных волн с контролируемыми параметрами источника и детектора (опыта Герца) на основе предложенного метода. Рассмотрены различные типы существующих и перспективных детекторов низкочастотных гравитационных волн и получена оценка характеристик источника, которые необходимы для успешного детектирования гравитационных волн, генерируемых посредством указанного метода. Эффективность предложенного подхода сопоставлена с другими методами генерирования гравитационных волн. Отмечена специфика рассмотренного метода генерирования гравитационных волн, связанная с возможностью получения в лабораторных условиях низкочастотных гравитационных волн с частотой, близкой к частоте гравитационных волн астрофизических источников, и амплитудой, существенно превышающей амплитуду высокочастотных гравитационных волн, которые можно генерировать на основе ранее предложенных методов

Кветкин А.А., Колесов А.В. «Расчёт перелётов с высокоэллиптических орбит на геостационарную с использованием стационарного плазменного двигателя» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 21, № 4, с. 25-32 (2022)

Представлены решения задачи выбора перелётов космического аппарата с высокоэллиптических орбит на геостационарную орбиту с использованием стационарного плазменного двигателя и задачи оптимального изменения большой полуоси, эксцентриситета и наклонения, минимизирующего невязки по этим элементам с применением локально-оптимального закона управления, обеспечивающего совместное изменение этих параметров. Приведён алгоритм определения весовых коэффициентов, обеспечивающий одновременность выполнения граничных условий по большой полуоси, эксцентриситету и наклонению. Представлены результаты численного моделирования по результатам оптимизации перелётов спутника связи с высокоэллиптической орбиты на геостационарную. По результатам проведения численного моделирования построены графики зависимости параметров орбиты от времени. По результатам полученных данных делается вывод о возможности применения схемы совместного изменения параметров орбиты.

Кильдибаева С.Р., Харисов Э.И. «Трехмерная визуализация модели течения многофазной затопленной струи» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 16, № 1, с. 69-80 (2023)

Во время добычи нефтепродуктов из недр морского шельфа есть опасность выброса углеводородов в толщу воды в виде многофазной струи. Особенность течения многофазной затопленной струи определяет скорость загрязнения водоема нефтью и зависит от теплофизических характеристик разлива и окружающей среды, в том числе от характера подводного течения. Проведенное исследование позволило выявить необходимость в визуализации многофазных затопленных струй на основе данных математического моделирования. Статья рассматривает возможности визуализации многофазной затопленной струи в пакете трехмерного моделирования Blender3D, для разработанного расширения подробно описано назначение и функциональные возможности. Визуальное отображение траектории струи интерпретирует в цветовом формате изменения температуры и концентрации. Программа позволяет отобразить многофазную затопленную струю в двух режимах: граничном и по объему. Разработанная программа дает возможность расширить представления о разливе согласно начальным и граничным условиям, что позволит в перспективе уменьшить время его ликвидации. Внедрение свободного и открытого программного обеспечения, как показывает практика, расширяет производственные процессы и позволяет реализовывать ранее недоступные проекты, при этом сокращая финансовые затраты.

Мухутдинова А.А., Киреев В.Н., Урманчеев С.Ф. «Влияние диаметра внутреннего цилиндра на распределение гидродинамических параметров течения аномально термовязкой жидкости в кольцевом канале» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 188-191 (2022)

Рассмотрена фильтрация термообратимой полимерной композиции в системе коаксиальных цилиндрических каналов лабораторного стенда. Авторы исходят из условия, что пористость насыпки металлических сферических частиц во внутреннем цилиндре высокая, а в кольцевом сечении внешнего цилиндра – низкая за счёт меньшего радиуса частиц.

Низамова А.Д., Урманчеев С.Ф., Киреев В.Н. «Исследование спектров собственных значений и собственных функций в задаче об устойчивости течения термовязкой жидкости в кольцевом канале» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 195-197 (2022)

Основные теоретические результаты в области гидродинамической устойчивости были получены для течения в плоском канале. При этом вязкость жидкости принималась постоянной величиной. Однако, если принять во внимание зависимость вязкости от температуры в рассматриваемой реальной жидкости и условия теплообмена на стенках канала, неоднородное распределение температуры приведёт к соответствующему распределению вязкости по его сечению. Таким образом на основе постановки задачи гидродинамической устойчивости при течении термовязких жидкостей в плоских каналах было получено обобщённое уравнение Орра–Зоммерфельда с учётом переменной вязкости. При этом зависимость вязкости от температуры большинства капельных жидкостей с той или иной степенью точности можно описать экспоненциально убывающей функцией. Результаты исследования спектров соответствующего дифференциального оператора привели к установлению важной зависимости критического числа Рейнольдса от показателя термовязкости конкретной жидкости: было показано, что с его увеличением происходит снижение критического числа Рейнольдса. В представленной работе рассмотрена задача об устойчивости ламинарного течения термовязкой жидкости в кольцевом канале. В качестве примера из области возможных приложений задачи можно привести обтекание тепловыделяющей сборки теплоносителем в ячеечной модели ядерных энергетических установок. Поставленная задача была сведена к обобщённому уравнению Орра–Зоммерфельда относительно возмущений амплитуды поперечной скорости. Для его решения был использован спектральный метод на основе разложения по полиномам Чебышева первого рода. Решение для устойчивого течения термовязкой жидкости в кольцевом канале было найдено аналитически.

Мухутдинова А.А., Киреев В.Н., Урманчеев С.Ф. «Численное моделирование блокирующего эффекта термообратимой композиции в канале испытательного стенда» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 186-188 (2022)

Рассматривается течение аномально термовязкой несжимаемой жидкости в кольцевом канале, на внутренней и внешней поверхностях которого задан конвективный теплообмен с окружающей средой согласно закону Ньютона–Рихмана. Течение жидкости происходит под действием постоянного перепада давления.

Киреев С.Н. «О влиянии рефракции на оценку угла места цели в бортовой РЛС» Журнал радиоэлектроники, № 12, с. 5 (2022)

Рассматривается влияние рефракции при наблюдении надводной или наземной цели в бортовой РЛС. При этом необходимо учитывать угол фотограмметрической атмосферной рефракции, поведение которого не рассмотрено в литературе по радиолокации. При большой высоте полета РЛС он в несколько раз меньше угла истинной атмосферной рефракции, который актуален для наземных РЛС. Выполнен расчет и сравнение углов рефракции. Рассмотрена упрощенная модель учета рефракции с заменой радиуса Земли на эквивалентный радиус. Оценены допустимые условия ее применения в бортовой РЛС. Представлены таблицы значений угла фотограмметрической рефракции, позволяющие выполнить коррекцию пеленга цели в бортовой РЛС.

Вековищев М.П., Кирсанов Е.А. «Неньютоновское течение наножидкости на основе оксида титана» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 4, с. 6-16 (2022)

Цель: рассмотреть реологическое поведение наножидкости, полученной на основе наночастиц оксида титана в воде и этиленгликоле. Процедура и методы. Проведена аппроксимация экспериментальных данных уравнениями структурной реологической модели на отдельных интервалах скорости сдвига. Результаты. Показана связь коэффициентов реологических уравнений с характером изменения структуры наножидкости, а именно формирования и разрушения агрегатов наночастиц. Теоретическая и/или практическая значимость. Предложены уравнения, которые способны аппроксимировать экспериментальные данные на отдельных интервалах скорости сдвига, соответствующих определённому структурному состоянию наножидкости.

Вековищев М.П., Кирсанов Е.А. «Неньютоновское течение структурированных систем. XXXIII. Модель сдвигового затвердевания» Жидкие кристаллы и их практическое использование, 21, № 2, с. 53-63 (2022)

Предложена структурная реологическая модель для описания сдвигового затвердевания в структурированных системах, а именно, в концентрированных суспензиях, мицеллярных растворах и в растворах ассоциированных полимеров. Причиной сдвигового затвердевания является возникновение структуры под действием сдвига в результате столкновения частиц или макромолекул. При этом увеличивается сила сцепления между частицами или макромолекулами. Интегральной характеристикой структуры является суммарное количество агрегированных частиц. Кинетическое уравнение, описывающее процесс формирования/разрушения агрегатов на участке сдвигового затвердевания, содержит четыре константы скорости и приводит к реологическому уравнению с двумя коэффициентами. Аппроксимация уравнениями структурной реологической модели выполнена для раствора ассоциированного полимера и для суспензии частиц, между которыми могут образовываться водородные связи.

Золин Д.А., Киселев А.Н., Перевощиков В.А., Филатов Д.О., Скупов В.Д. «Структурные изменения в кремнии после ионного облучения и обработки ультразвуком» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 2, с. 131-137 (2001)

Методами селективного химического травления и атомно-силовой микроскопии исследовано влияние облучения ионами аргона и последующей жидкостной ультразвуковой обработки на микродефектную структуру и микроморфологию поверхности бездислокационных кристаллов кремния. Установлено, что сочетание таких воздействий снижает концентрацию микродефектов и неоднородность их распределения по объему кристалла, а при определенных режимах обработки и улучшает качество его поверхности.

Злобина Е.А., Киселев А.П. «Дифракция волны шепчущей галереи при скачкообразном распрямлении границы» Акустический журнал, 69, № 2, с. 119-128 (2023)

Изучается дифракция высокочастотной волны шепчущей галереи с небольшим номером, набегающей вдоль вогнутой границы, кривизна которой испытывает скачок при переходе в плоскую границу. Рассмотрены случаи жесткой (условие Неймана) и мягкой (условие Дирихле) границы. В рамках метода параболического уравнения получена корректная задача рассеяния, которая решена явно и детально исследована асимптотически. Найдены аналитические выражения для всех волновых полей, возникающих в окрестности особой точки границы. В частности, описана расходящаяся из этой точки краевая волна. Для жесткой границы ее амплитуда пропорциональна величине скачка кривизны, а для мягкой нет. Ключевые слова: высокочастотная асимптотика, дифракция на негладкой границе, уравнение Гельмгольца, метод параболического уравнения DOI: 10.31857/S0320791923600038, EDN: ITWTAS

Виноградов Ю.А., Здитовец А.Г., Киселёв Н.А., Попович С.С. «Экспериментальное исследование энергоразделения при поперечном обтекании пары круговых цилиндров сжимаемым потоком воздуха» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 102-112 (2023)

Экспериментально исследовано влияние расстояния между двумя поперечно обтекаемыми круговыми цилиндрами на распределение температуры и статического давления по их поверхности. Исследования проводились при числах Маха набегающего потока M=0.295 и 0.365 и числах Рейнольдса Re_D=6.4·10⁴ и 7.9·10⁴ соответственно. Получено распределение коэффициентов давления и восстановления температуры на поверхности одного из цилиндров. Показано, что в зависимости от расстояния между цилиндрами коэффициенты давления и восстановления температуры могут быть как больше, так и меньше значений, полученных при обтекании одиночного цилиндра при идентичных параметрах набегающего потока.

Киселева С.В., Тепляков И.О., Ивочкин Ю.П., Михайлов Е.А. «Исследование влияния деформации свободной поверхности на электровихревое течение в полусферическом объеме» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 133-136 (2022)

В настоящее время, в мире ведется активный поиск альтернативных источников энергии для решения проблемы изменения климата. В качестве решения данного вопроса компания «General Fusion» предлагает создание термоядерных электростанций, так как энергия термоядерного синтеза имеет меньший углеродный след, чем другие источники энергии. «General Fusion» предлагает следующую конструкцию термоядерного реактора. Жидкий металл, являющийся теплоносителем, помещается во вращающийся цилиндр, при достижении достаточной скорости вращения жидкий металл отбрасывается на стенку и в центр (по оси цилиндра) вводится дейтерий-тритиевая плазма. Далее, при помощи механических ударников металл сжимается. Предполагается, что в центре камеры будут получены сжатие и температура, достаточные для возникновения термоядерной реакции. В этом подходе разгон металла осуществляется механическим способом. Мы предполагаем, что с помощью ЭВТ можно создать жидкометаллическую стенку электромагнитным способом, которую можно будет использовать в подобной конструкции. Возможность создания жидкометаллической стенки в системе с электровихревым течением была показана экспериментально в Объединенном институте высоких температур РАН.

Душина О.А., Калинин Е.И., Клюев М.А., Мазо А.Б., Молочников В.М. «Влияние ограничения потока боковыми стенками на поперечное обтекание кругового цилиндра при умеренных числах Рейнольдса» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 97-114 (2023)

Выполнено численное и экспериментальное исследование влияния ограничения потока по трансверсальной координате на поперечное обтекание кругового цилиндра при числах Рейнольдса (по диаметру цилиндра и скорости невозмущенного потока) от 40 до 255. В экспериментах цилиндр располагался в канале прямоугольного поперечного сечения, а при численном моделировании на ограничивающих поток боковых стенках ставились три типа граничных условий: периодические граничные условия, условия скольжения и прилипания. Особое внимание уделено вихревой структуре течения в следе цилиндра. Показано, что только в случае граничных условий прилипания, в области соединения цилиндра с боковыми стенками формируются спиралевидные вихри, движущиеся к плоскости симметрии канала. При их взаимодействии в центре канала образуются вихревые сгустки и наблюдаются признаки турбулизации потока в следе. При периодических граничных условиях и условиях скольжения на боковых стенках спиралевидные вихри отсутствуют, а в диапазоне Re от 200 до 250 в следе цилиндра реализуются моды А и Б трехмерной неустойчивости и переход к турбулентности. Получена оценка влияния ширины канала и типа граничных условий на его боковых стенках на структуру вихревого следа за цилиндром и интегральные параметры его обтекания.

Ключкин А.К., Мацкевич В.И., Слатова Е.В. «Предельные характеристики обнаружения космических объектов бортовым оптико-электронным средством» Авиакосмическое приборостроение, № 5, с. 21-28 (2023)

Работа посвящена рассмотрению вопросов совершенствования бортовых оптико-электронных средств в космических аппаратах-наблюдения, находящихся в эксплуатации нашей Родины. Проведено исследование способов повышения вероятности обнаружения космических объектов в космическом пространстве находящихся на различном удалении от космического аппарата-наблюдателя. Проблемная ситуация данной работы состоит в том, что для обеспечения высокой точности определения координат космических объектов в космическом пространстве необходимо обеспечить высокую точность определения координат центров отметок от космических объектов, которые проецируются на матричные приемники оптического излучения. Цель данной работы – выявление предельных характеристик обнаружения космических объектов бортовыми оптико-электронными средствами. Задача решается путем определения этих характеристик исходя из физических процессов, протекающих в бортовых оптико-электронных средствах. Ключевые слова: космические средства наблюдения, бортовое оптико-электронное устройство, сигналы точечных объектов. DOI: 10.25791/aviakosmos.5.2023.1338

Ковалев Д.П., Ковалев П.Д., Куркин А.А. «Длинные волны в районе южных Курильских островов» Экологические системы и приборы, № 3, с. 40-54 (2023)

Описаны результаты исследований длинных волн с периодами от 1 до 70 часов, выполненные с использованием временных рядов колебаний уровня моря и температуры воды секундной дискретности, измеренных в районе южных островов Курильской гряды Кунашир и Уруп с помощью автономным регистраторов волнения АРВ-К14. Проведенный спектральный анализ временных рядов колебаний уровня выявил волновые процессы с периодами около 12, 12.4, 23.8 и 25.9 ч, которые обладают наибольшей энергией и являются главными приливными гармониками S2, M2, _f1 и O1. Дано объяснение волновых процессов с периодами более 21 ч с помощью численного моделирования, использующего дисперсионное соотношение для волн континентального шельфа с экспоненциальным профилем морского дна, которое показало, что обнаруженные спектральные пики могут быть отнесены к шельфовым волнам. Анализ волновых процессов с периодами от 3.4 до 12.3 ч, обнаруженных в спектральных плотностях колебаний уровня моря вблизи м. Ловцова и м. Ван-Дер-Линд, с использованием дисперсионного соотношения для краевых волн Стокса в приближении плоского наклонного дна показал, что волновые процессы с периодами от 3.4 до 12.3 часа могут являться краевыми захваченными волнами. Методами численного моделирования, проверена возможность генерации сейш Охотского моря с периодами 3.4 до 12.3 ч, которые показали, что обнаруженные волновые процессы могут быть также и сейшами, а часть их энергии способствует генерации краевых волн. Спектральный анализ временных рядов температуры воды показал присутствие внутренних волн с периодами суточных приливных гармоник, которые могут генерироваться баротропным приливом, текущим по рельефу дна. Из проведенного анализа следует, что периоды внутренних волн в диапазоне от 4.8 до 11.9 близки к периодам сейш генерируемых атмосферными возмущениями или ветром, что говорит о передаче части их энергии внутренним волнам. В спектрах колебаний уровня моря и температуры отсутствуют пики, соответствующие инерционным периодам, что согласуется с выводом универсальной модели внутреннего волнового спектра Гарретта и Манка. Ключевые слова: длинные волны, внутренние волны, спектральный анализ. DOI: 10.25791/esip.3.2023.1360

Ковалев Д.П., Ковалев П.Д., Куркин А.А. «Длинные волны в районе южных Курильских островов» Экологические системы и приборы, № 3, с. 40-54 (2023)

Описаны результаты исследований длинных волн с периодами от 1 до 70 часов, выполненные с использованием временных рядов колебаний уровня моря и температуры воды секундной дискретности, измеренных в районе южных островов Курильской гряды Кунашир и Уруп с помощью автономным регистраторов волнения АРВ-К14. Проведенный спектральный анализ временных рядов колебаний уровня выявил волновые процессы с периодами около 12, 12.4, 23.8 и 25.9 ч, которые обладают наибольшей энергией и являются главными приливными гармониками S2, M2, _f1 и O1. Дано объяснение волновых процессов с периодами более 21 ч с помощью численного моделирования, использующего дисперсионное соотношение для волн континентального шельфа с экспоненциальным профилем морского дна, которое показало, что обнаруженные спектральные пики могут быть отнесены к шельфовым волнам. Анализ волновых процессов с периодами от 3.4 до 12.3 ч, обнаруженных в спектральных плотностях колебаний уровня моря вблизи м. Ловцова и м. Ван-Дер-Линд, с использованием дисперсионного соотношения для краевых волн Стокса в приближении плоского наклонного дна показал, что волновые процессы с периодами от 3.4 до 12.3 часа могут являться краевыми захваченными волнами. Методами численного моделирования, проверена возможность генерации сейш Охотского моря с периодами 3.4 до 12.3 ч, которые показали, что обнаруженные волновые процессы могут быть также и сейшами, а часть их энергии способствует генерации краевых волн. Спектральный анализ временных рядов температуры воды показал присутствие внутренних волн с периодами суточных приливных гармоник, которые могут генерироваться баротропным приливом, текущим по рельефу дна. Из проведенного анализа следует, что периоды внутренних волн в диапазоне от 4.8 до 11.9 близки к периодам сейш генерируемых атмосферными возмущениями или ветром, что говорит о передаче части их энергии внутренним волнам. В спектрах колебаний уровня моря и температуры отсутствуют пики, соответствующие инерционным периодам, что согласуется с выводом универсальной модели внутреннего волнового спектра Гарретта и Манка. Ключевые слова: длинные волны, внутренние волны, спектральный анализ. DOI: 10.25791/esip.3.2023.1360

Коваленко В.В., Селезнев И.А. «Оперативная океанография в интересах акустического подводного наблюдения» Гидроакустика, № 53, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA53.pdf (2022)

Рассмотрены принципы создания систем оперативной океанографии в приложении к задачам акустического подводного наблюдения. Охарактеризованы принципиально важные свойства таких систем. Среди базовых принципов одним из наиболее важных признано последовательное вложение локальных моделей и систем в региональные системы и далее в глобальные системы, а также сопряжение моделей и систем различного уровня. Показано, что состоятельность и практическая полезность систем оперативной океанографии в задачах гидроакустики связаны с удовлетворением идущих от приложений требований. Качество систем оперативной океанографии связывается с процедурами адаптивной выборки натурных данных об океанической среде и адаптивным моделированием. Ключевые слова: оперативная океанография, гидроакустические системы подводного наблюдения

Коваленко В.В. «Проблемные вопросы реализации метода согласованной с полем ожидаемого сигнала обработки в гидроакустике» Гидроакустика, № 53, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA53.pdf (2022)

Рассмотрены пути преодоления трудностей реализации метода согласованной с полем ожидаемого сигнала обработки в задачах подводной акустики. Эти пути связываются с наличием и свойствами специализированной системы оперативной океанографии, созданной для обеспечения решения задач подводного наблюдения. Решение этих задач предусматривает оптимизацию размещения сенсорных элементов систем наблюдения в океанической среде и согласованную с полем обработку данных. К принципиально важным свойствам систем оперативной океанографии отнесены способность выявления зон повышенной неопределенности, адаптивная выборка данных и адаптивное моделирование состояния среды в таких зонах. Принципиально важным является представление сквозного формирования выходной реакции трактов подводного наблюдения, подвергшихся влиянию текущих свойств океанической среды, и акустических полей в неоднородных средах. Сквозное представление должно включать распространение неопределенностей от оценок состояния океана через оценивание акустических полей до реакции трактов наблюдения. Ключевые слова: согласованная с полем ожидаемого сигнала обработка, оперативная океанография, адаптивная выборка данных, адаптивное моделирование состояния среды, распространение неопределенностей

Кожурина П.И., Горкунов С.В., Долуденко А.Н. «Исследование устойчивости контактной границы жидкость–газ в рамках сетевой модели пористой среды» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 136-138 (2022)

Козлов В.Ф. «Эффективное решение задачи о распространении ультразвука в порах прямоугольного сечения, заполненных газом низкой плотности» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 4, с. 45-55 (2022)

Целью работы является построение эффективного в практическом применении решения задачи о распространении ультразвуковых волн в порах прямоугольного сечения, заполненных разреженным газом. Процедура и методы. Решение нестационарных двумерных уравнений газовой динамики в приближении ползущих течений строится в виде бесконечных рядов по собственным функциям, в которых нулевые члены разложений – заранее определённые функции. Число Кнудсена, определяемое как отношение длины свободного пробега в газе к характерному поперечному размеру поры, предполагается меньше либо порядка 1. Поэтому на внутренних поверхностях пор используются граничные условия, учитывающие эффекты скольжения и скачок температуры. Результаты. Представлено модифицированное решение задачи о распространении ультразвуковых волн в порах прямоугольного сечения, заполненных разреженным газом. В отличие от ранее опубликованных результатов решение представлено быстро сходящимися рядами по собственным функциям. Проверка численными методами показала, что достаточно взять два члена разложений, чтобы обеспечить относительную точность расчётов, не превышающую 1%. Получены приближенные соотношения для собственных значений и коэффициентов двухчленных разложений, удобные для компьютерных вычислений. Также получено несколько математических результатов общего характера. Теоретическая и/или практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы для инженерных оценок акустических характеристик пористых материалов, эксплуатируемых при низких давлениях, а так же представляют основу для дальнейших теоретических исследований акустических свойств пористых материалов. Ключевые слова: пора, длина свободного пробега, течение со скольжением, монохроматическая волна, частота, собственная функция, собственное значение, динамическая плотность, динамическая сжимаемость, характеристический импеданс

Кокорина А.В., Слюняев А.В., Зайцев А.И., Диденкулова Е.Г., Москвитин А.А., Диденкулова И.И., Пелиновский Е.Н. «Анализ данных долговременных измерений волн у острова Сахалин» Экологические системы и приборы, № 12, с. 45-54 (2022)

Проанализированы натурные данные – записи с датчиков придонного давления, полученные за 4 измерительных сезона у о. Сахалин. Исследованы статистические характеристики 20-минутных записей смещения морской поверхности, восстановленного с использованием гидростатического приближения, а также параметры индивидуальных волн, такие как высота, период, геометрическая асимметрия экстремальных волн. С целью повышения статистической однородности данных выполнена селекция записей со схожими метеорологическими условиями по соотношению значительной высоты и среднего периода волн. Построены вероятностные распределения высот волн, они сопоставлены с теоретическими распределениями – Рэлея и Глуховского. Демонстрируется существенное отклонение от теоретических кривых в области очень высоких волн, связанное с образование интенсивных групп волн в зимний период 2014–2015 гг. Ключевые слова: натурные измерения, обработка данных, волны-убийцы, вероятностные свойства, статистические характеристики. DOI: 10.25791/esip.12.2022.1339

Григорьев А.И., Колбнева Н.Ю., Ширяева С.О. «Об источнике энергии, идущей на излучение осциллирующей каплей электромагнитных и акустических волн» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 77-78 (2022)

Осциллирующая облачная капля или капля дождя, несущая собственный или индуцированный внешним электростатическим полем электрический заряд способна излучать электромагнитные волны. Вне зависимости от наличия заряда на капле, она при осцилляциях в сжимаемой среде способна генерировать и акустические волны, в том числе и в диапазоне слышимых человеческим ухом звуков. Математическая теория этих явлений разработана детально, но кое-какие лакуны остались. Так не понятен источник энергии, идущей на генерацию акустических и электромагнитных волн, ведь большая часть исследований проведена на простейшей модели идеальной несжимаемой жидкости. При излучении каплей электромагнитных или акустических волн энергия, запасенная в ней, уменьшается. Очевидной энергией, подходящей для таких процессов, является тепловая. В самом деле, при излучении электромагнитных волн ускоренно движущимися зарядами они замедляются. То же самое происходит и с излучением акустических волн: приводя в движение окружающие каплю частицы среды (например, молекулы газа) осциллирующая капля передает им механическую энергию движения, и при этом замедляется скорость движения молекул жидкости в приповерхностном слое капли. Скорость движения молекул той либо иной среды есть мера ее температуры. Другими словами при излучении электромагнитных или акустических волн осциллирующей каплей ее температура снижается. Восполнение количества тепла, запасенного в капле возможно за счет теплообмена со средой. В состоянии равновесия тепловая энергия, получаемая каплей от среды, должна равняться энергии, теряемой ею с акустическим и электромагнитным излучениями. Расчеты показывают, что интенсивность акустического излучения от уединенной капли на много порядков (более чем на десять порядков, в зависимости от радиуса) превышает интенсивность электромагнитного излучения от капли тех же размеров. Даже перепад температур в 10^–18° между средой и каплей обеспечит необходимый для поддержания непрерывного электромагнитного и акустического излучения поток тепловой энергии на каплю.

Колбнева Н.Ю. «Акустическое излучение нелинейно осциллирующей незаряженной капли, находящейся во внешнем электростатическом поле» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 138-141 (2022)

Исследование звукового излучения от капли, осциллирующей в материальной среде во внешнем электростатическом поле, представляет интерес для широкого спектра академических проблем и практических приложений: от особенностей распространения акустических волн от объектов искусственного и естественного происхождения (облака, туманы, ливневый дождь) до проблем акустической левитации капель в современных технологиях получения высокочистых веществ. В модели идеальной несжимаемой жидкости энергия капиллярных осцилляций капли в соответствие с законом сохранения энергии теряется на излучение акустических и электромагнитных (при наличии ускоренно движущихся зарядов) волн. Наиболее интенсивным звуковым излучением, генерируемым линейными осцилляциями капли, является излучение, связанное со второй (основной) колебательной модой. Однако возбуждение центрально-симметричной (нулевой) и трансляционной (первой) мод возможно лишь во втором порядке малости по безразмерной амплитуде осцилляций. В настоящей работе в аналитических асимптотических расчетах второго порядка малости по ? проведено исследование монопольного и дипольного акустических излучений незаряженной капли, совершающей нелинейные осцилляции конечной амплитуды в материальной среде во внешнем электростатическом поле. Показано, что монопольная компонента акустического излучения дождевых капель, осциллирующих в диапазоне слышимых звуковых волн, на 6–9 порядков величины интенсивнее дипольной компоненты. Интенсивное монопольное акустическое излучение превышает электромагнитное излучение более, чем на 20 порядков величины

Колесник Е.В., Смирнов Е.М. «Двойственность картины обтекания затупленного ребра сверхзвуковым потоком вязкого газа: влияние малого скоса передней кромки» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 3-11 (2023)

Представлены результаты численного решения задачи сверхзвукового обтекания симметричного затупленного ребра, установленного на пластине, вдоль которой развивается пограничный слой. Исходная постановка задачи основана на расчетно-экспериментальной работе Tutty и соавт. (2013), в которой изучался ламинарный режим обтекания перпендикулярного к пластине ребра при числе Маха внешнего потока, равном 6.7. Ранее авторами было показано (2020), что для данных условий существуют два устойчивых решения задачи, которые отвечают метастабильным состояниям потока с различной конфигурацией вихревой структуры и картиной локального теплообмена. В настоящей работе исследовано влияние малой скошенности передней кромки на вихревую структуру потока в отрывной области, локальный теплообмен, и на возможность получения двойственного решения. Построены бифуркационные диаграммы, определяющие для двух решений положение центра основного подковообразного вихря в плоскости симметрии и протяженность отрывной области в зависимости от угла скоса.

Чаплыгин А.В., Котов М.А., Якимов М.Ю., Лукомский И.В., Галкин С.С., Колесников А.Ф., Шемякин А.Н., Соловьев Н.Г. «Демонстрационные эксперименты по совмещенному нагреву струей азотной плазмы и лазерным пучком» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 274-277 (2022)

Плазмотроны широко используются в экспериментах по моделированию термохимического взаимодействия высокоэнтальпийного газового потока с поверхностью материала как в России (ЦНИИМаш, ЦАГИ, ИПМех РАН), так и за рубежом (США, Европа, Япония, Китай). Такие установки обеспечивают конвективный нагрев поверхности образцов. Но в некоторых случаях достигаемые значения тепловых потоков к поверхностям образцов являются недостаточными. Добавление источника лазерного излучения помогает расширить возможности плазмотрона в моделировании реальных условий входа в атмосферу за счет сочетания радиационного и конвективного нагрева. В данной работе демонстрируются новые комбинированные режимы нагрева установки ВГУ-4 ИПМех РАН. Образец теплозащитного материала подвергался воздействию дозвуковой струи азотной плазмы и дополнительно нагревался излучением иттербиевго волоконного лазера. В результате проведенных экспериментов была успешно продемонстрирована новая возможность комбинированного нагрева на плазмотроне ВГУ-4 ИПМех РАН. Максимальный тепловой поток, полученный в комбинированном режиме при мощности лазерного излучения 47 Вт и мощности ВЧ-генератора плазмотрона по анодному питанию 22 кВт, составил 32.1 Вт/см² . Конвективный тепловой поток от струи азотной плазмы при той же мощности анодного питания составил 12.6 Вт/см² . В дальнейших работах планируется сосредоточиться на задачах: получения сверхвысоких температур поверхности при максимальной мощности ВЧ-генератора плазмотрона ВГУ-4 и импульсного иттербиевого лазера, используемого в данной работе, а также интеграции в установку ВГУ-4 более мощного источника лазерного излучения.

Колесниченко Е.В., Хохрякова К.А., Краков М.С. «Стационарные волны на поверхности жидкости, возникающие при обтекании точечного препятствия» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 141-144 (2022)

Целью работы являлось экспериментальное исследование зависимости угла раствора волн, возникающих при обтекании точечного препятствия на поверхности магнитной и немагнитной жидкостей в зависимости от приложенного однородного магнитного поля и от вязкости жидкости. В природе стационарные волны за препятствием наблюдаются в океанах при движении штормов и ураганов, атмосфере и на поверхности воды за движущимися объектами, например, случай корабельных волн на поверхности воды. Анализ стационарных волн основан на дисперсионном уравнении гравитационно-капиллярных волн на поверхности жидкости. Причиной образования стационарных волн на поверхности жидкости за движущимся препятствием является зависимость фазовой и групповой скорости распространения волн от длины волны. Для магнитных жидкостей дополнительным управляющим параметром для подобных структур на поверхности будет являться напряженности магнитного поля. Экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы о задаче обтекания жидкостью точечного препятствия. С ростом напряженности в вертикальном магнитном поле угол раствора стационарных волн уменьшается, а их амплитуда увеличивается. Горизонтальное магнитное поле, параллельное скорости препятствия, расширяет угол раствора стационарных волн, а при достижении определенного значения напряженности полностью волны на поверхности магнитной жидкости подавляются полностью. Горизонтальное магнитное поле, перпендикулярное скорости препятствия, также увеличивает угол раствора стационарных волн, но не влияет на их амплитуду.

Кветкин А.А., Колесов А.В. «Расчёт перелётов с высокоэллиптических орбит на геостационарную с использованием стационарного плазменного двигателя» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 21, № 4, с. 25-32 (2022)

Представлены решения задачи выбора перелётов космического аппарата с высокоэллиптических орбит на геостационарную орбиту с использованием стационарного плазменного двигателя и задачи оптимального изменения большой полуоси, эксцентриситета и наклонения, минимизирующего невязки по этим элементам с применением локально-оптимального закона управления, обеспечивающего совместное изменение этих параметров. Приведён алгоритм определения весовых коэффициентов, обеспечивающий одновременность выполнения граничных условий по большой полуоси, эксцентриситету и наклонению. Представлены результаты численного моделирования по результатам оптимизации перелётов спутника связи с высокоэллиптической орбиты на геостационарную. По результатам проведения численного моделирования построены графики зависимости параметров орбиты от времени. По результатам полученных данных делается вывод о возможности применения схемы совместного изменения параметров орбиты.

Шамсутдинова Е.С., Анисимкин В.И., Фионов А.С., Смирнов А.В., Колесов В.В., Кузнецова И.Е. «Совершенствование методов исследования электрофизических и вязкостных свойств жидкостей» Акустический журнал, 69, № 1, с. 56-62 (2023)

Для контроля физических свойств полярных и неполярных жидких сред проведено измерение параметров модельных систем на основе вазелинового и силиконового масел, а также глицерина с помощью электрофизических и акустоэлектрических методов. Электрофизические исследования выполняли с помощью LCR-метра Agilent E4980A и измерительной ячейки, состоящей из пробирки Эппендорфа и двух коаксиальных никелевых электродов, образующих цилиндрический конденсатор. Диэлектрическая проницаемость жидкости определялась по формуле для конденсатора. Для акустической части задачи в качестве пьезоэлектрической пластины использовался ST,X-кварц, на котором была размещена ячейка для жидкости из фторопласта. Измерения проводились в три этапа: измерение фазы и амплитуды акустической волны i) без контакта с жидкостью, ii) в контакте с чистой исследуемой жидкостью и iii) в контакте с исследуемой жидкостью с наполнителем. В качестве наполнителей использовались микрочастицы фармацевтического активированного угля и поверхностно-активное вещество сорбитан моноолеат. Вязкость суспензий определялась по разнице затухания акустической волны в присутствии чистой жидкости и жидкости с наполнителем. Ключевые слова: вязкость жидкостей, электропроводность жидкостей, акустическая линия задержки, датчик свойств жидкости DOI: 10.31857/S0320791922600238, EDN: DAGBJL

Носов М.А., Семенцов К.А., Колесов С.В., Прядун В.В. «Проявления атмосферной волны Лэмба в вариациях придонного давления» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 77, № 6, с. 66-73 (2022)

Представлен теоретический анализ волновых движений, возникающих в океане под действием бегущих возмущений атмосферного давления. Для океана фиксированной глубины получены формулы, описывающие проявления бегущих возмущений атмосферного давления в вариациях придонного давления. Получены формулы для оценки амплитуды свободных гравитационных волн, формируемых в океане бегущим атмосферным возмущением в области резкого изменения глубин. По данным наземных барографов IRIS и глубоководных станций уровня моря DART, которые зарегистрировали волновые возмущения в атмосфере и океане, вызванные взрывным извержением вулкана Хунга Тонга–Хунга Хаапай 15.01.2022, исследованы проявления атмосферной волны Лэмба в вариациях придонного давления. Показано, что волна Лэмба проявлялась в вариациях придонного давления с усилением, при идентичности волновых форм, зарегистрированных наземными барографами и донными датчиками давления. Показано, что волна Лэмба с амплитудой 500 Па способна возбудить в области глубоководного желоба поверхностные гравитационные волны с амплитудой 0.5 м.

Дмитренко А.В., Колосова М.А., Колпаков М.И., Закутнов С.А., Бойченко Д.А. «Теплообмен при кризисе кипения в турбулентных течениях на основе стохастической теории турбулентности» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 95-97 (2022)

Представлены зависимости при кризисе кипения в турбулентных потоках на базе стохастической теории теплообмена. Моделирование учитывает влияния интенсивности турбулентности при кризисе кипения.

Дмитренко А.В., Колосова М.А., Колпаков М.И., Закутнов С.А., Бойченко Д.А. «Теплообмен при кризисе кипения в турбулентных течениях на основе стохастической теории турбулентности» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 95-97 (2022)

Представлены зависимости при кризисе кипения в турбулентных потоках на базе стохастической теории теплообмена. Моделирование учитывает влияния интенсивности турбулентности при кризисе кипения.

Колчанов Н.В., Сидоров А.С. «Экспериментальное определение теплофизических и фильтрационных свойств искусственных волокнистых пористых сред с внутренним тепловыделением и низкой теплопроводностью» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 145-147 (2022)

Рассматривается задача отвода тепла за счет конвекции в сложных системах, состоящих из нескольких горизонтальных слоев: газ–пористая среда, насыщенная газом. В теоретических расчетах для такой системы ранее получена бимодальная нейтральная кривая. Это означает, что в одном случае конвективное течение возникает в виде локальных валов в свободном от пористой среды слое, а в другом – в виде крупномасштабных валов, захватывающих оба слоя. Подбирая параметры системы отношение толщин слоев, отношение их теплопроводностей и др., можно повышать эффективность отвода тепла из системы. Для этих целей проведено экспериментальное моделирование тепловыделяющей волокнистой пористой среды с низкой теплопроводностью и определены ее свойства. Исследуемые образцы пористой среды сделаны путём вплетения тепловыделяющих волокон в фотополимерный каркас. Для анализа мощности тепловыделения и определения эффективной теплопроводности разработана и собрана экспериментальная установка. По температуре в центре пористого слоя определена мощность тепловыделения во всём объёме пористого образца. Проведено сравнение расчетной мощности с потребляемой от источника питания электрической мощности. Получены значения эффективной доли тепловыделяющей части, скорректированной за счет тепловыделения фотополимерным каркасом. Экспериментально определена проницаемость волокнистых пористых сред конвективным методом и построена зависимость проницаемости от пористости.

Замотина З.С., Хлебникова О.А., Терехина Я.Е., Росляков А.Г., Репкина Т.Ю., Рыбалко А.Е., Колюбакин А.А. «Определение границы максимального распространения последнего оледенения по данным сейсмоакустики и многолучевого эхолотирования (юго-западная часть Карского моря)» Геофизика, № 2, с. 29-39 (2023)

Представлены результаты анализа данных сейсморазведки в нескольких частотных диапазонах, полученных в разные годы компаниями, занимающимися освоением Арктики, в юго-западной части Карского моря. По данным 2D-сейсморазведки стандартного (СР), высокого (СВР), сверхвысокого (ССВР) разрешения, а также акустического профилирования (АПр) и многолучевого эхолотирования (МЛЭ) прослежены основные закономерности в строении верхнечетвертичного разреза и идентифицированы формы рельефа различного генезиса. На западе района работ (в пределах Восточно-Новоземельского желоба) обнаружены морены Де Гира, мегамасштабная ледниковая штриховка, западины, связанные с вытаиванием «мертвого» льда. Восточнее (в районе Западно-Карской ступени) выделены мелкохолмистые равнины, сформировавшиеся, вероятно, при деградации многолетнемерзлых пород; термокарстовые котловины, пингообразные структуры, оползни, складки гравитационного оползания и нагнетания. На востоке района работ (в зоне Ямало-Гыданской отмели) найдены термокарстовые котловины, останцы дочетвертичных отложений, покмарки, пингообразные формы рельефа, а также эрозионные врезы. В результате выделены три области распространения комплексов форм различного генезиса: гляциальная (преобладание денудационных, в том числе экзарационных и эрозионных, процессов), переходная (распространение приледниковых эрозионных форм и аккумулятивных тел и флювиальных конусов выноса), перигляциальная (распространение субаэрального рельефа). Уточнено положение границы максимального распространения ледникового покрова последнего оледенения (МИС-2).

Коннова Е.О., Хохлова В.А., Юлдашев П.В. «Использование графических ускорителей при моделировании нелинейных ультразвуковых пучков с ударными фронтами на основе уравнения Вестервельта» Акустический журнал, 69, № 1, с. 13-21 (2023)

Рассмотрена задача ускорения алгоритма расчета нелинейных эффектов при моделировании высокоинтенсивных ультразвуковых пучков на основе однонаправленного уравнения Вестервельта. При построении численного решения для сильно искаженных волн с ударными фронтами необходимо учитывать большое число гармоник (до 1000) на пространственных сетках с размером матриц порядка 10000 на 10000, что требует обработки больших объемов данных и длительного времени расчетов. В работе реализация оператора нелинейности проводится во временном представлении с использованием удароулавливающей схемы типа Годунова, которая позволяет моделировать нелинейные волны с ударными фронтами с небольшим (3) количеством узлов сетки на ударном фронте. В работе проводится сравнение эффективности использования данного метода при его реализации на центральном процессоре (CPU) и графических ускорителях (GPU) по сравнению со спектральным методом, реализованным ранее для квазилинейного распространения волны. Проводится анализ скорости выполнения алгоритмов на CPU и GPU в зависимости от размеров массивов входных данных. Ключевые слова: нелинейное уравнение Вестервельта, метод Годунова, графические ускорители, неинвазивная ультразвуковая хирургия DOI: 10.31857/S032079192210015X, EDN: DAEXFM

Коновалов С.И., Юлдашев З.М. «Формирование зондирующих сигналов пьезоэлектрических преобразователей для ультразвукового контроля» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 26, № 1, с. 87-98 (2023)

Сокращение длительности зондирующего импульса на выходе многослойного излучателя является актуальной задачей акустического неразрушающего контроля, поскольку способствует улучшению разрешающей способности системы, точности определения координат дефектов и снижению протяженности мертвой зоны. Наиболее распространенным методом достижения малой длительности сигнала является механическое демпфирование. Применение с этой целью RL-цепей, подключаемых к электрической стороне пьезопреобразователя (ПЭП), изучено в меньшей мере. Интерес представляет сравнительное исследование потенциальных возможностей двух указанных способов получения короткого сигнала. Цель работы. Проведение сравнительного исследования двух вариантов снижения длительности зондирующего сигнала с целью установления предпочтительности их применения в практике ультразвукового контроля. Материалы и методы. Для определения границ предпочтительного применения одного из методов в сравнении с другим использован математический аппарат, основанный на использовании интегрального исчисления, а также численных методов расчета. При построении математической модели ПЭП применен метод схем-аналогов в сочетании со спектральным методом на основе преобразований Фурье. Численные расчеты выполнены в среде MathCad. Результаты. Установлено, что применение электрической корректирующей цепи с оптимальными параметрами позволяет в широком диапазоне изменения значений удельного акустического сопротивления протектора добиваться меньшей длительности зондирующих сигналов на выходе ПЭП, чем в случае использования демпфированного ПЭП при значениях удельного акустического сопротивления демпфера z_д, меньших 10⁷ Па·с/м. При z_д>10⁷ Па·с/м предпочтение стоит отдавать механическому демпфированию пьезоэлемента. Установлено, что амплитуда сигналов на выходе ПЭП с подключенной к нему корректирующей цепью превышает амплитуду сигнала при осуществлении демпфирования пьезоэлемента. Заключение. Полученные результаты позволяют априорно оценивать и сравнивать между собой возможности ПЭП при использовании двух методов создания короткого зондирующего сигнала, а также обоснованно выбирать материалы для создания протектора в широком диапазоне удельных акустических сопротивлений. Корректный выбор параметров конструктивных элементов ПЭП дает возможность улучшения разрешающей способности систем излучения-приема, снижения протяженности мертвой зоны и повышения точности определения координат дефектов, что, в итоге, способствует повышению качества акустического контроля материалов и изделий.

Константинов М.С., Тант А.М. «Проектирование низкоэнергетических лунных перелетов, траектория которых проходит в окрестности точек либрации системы Земля–Луна. Часть 1. Теория и метод» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 24, № 1, с. 7-16 (2023)

Предложен метод проектирования низкоэнергетических перелетов к Луне с выведением космического аппарата на низкую окололунную орбиту. Анализ траектории низкоэнергетического лунного перелета основывается на решении краевой задачи для системы дифференциальных уравнений ограниченной задачи четырех тел. Траектория низкоэнергетического перелета проходит через область пространства, где гравитационное притяжение Земли, Луны и Солнца очень близки. Поэтому траектория оказывается крайне чувствительной к начальным условиям движения космического аппарата и возникает проблема при решении краевой задачи. Дополнительная трудность проектирования траектории низкоэнергетического лунного перелета связана с многоэкстремальностью рассматриваемой оптимизационной проблемы. В исследовании выдвигается предположение, что перелетная траектория проходит в окрестности точки либрации L1 или L2 системы Земля–Луна и вводятся некоторые ограничения на вектор скорости космического аппарата в момент прохождения им окрестности точки либрации. Данное предположение с использованием перебора в пространстве двух основных параметров схемы перелета позволяет найти начальное приближение для траектории низкоэнергетического перелета.

Завьялов Д.В., Конченков В.И., Крючков С.В. «Бризер малой амплитуды нелинейного уравнения Клейна–Гордона» Журнал технической физики, 92, № 12, с. 1763-1769 (2022)

Представлена методика получения приближенного бризерного решения уравнения Клейна–Гордона. Исследовано бризерное решение уравнения, описывающего распространение нелинейных волн в сверхрешетке на основе графена. Ключевые слова: уравнение Клейна–Гордона, бегущий бризер, приближенное решение, коэффициент корреляции.

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Копьев В.А., Фараносов Г.А., Моралев И.А., Казанский П.Н. «Активное управление шумом взаимодействия струи и крыла с помощью плазменных актуаторов в узкой полосе частот» Акустический журнал, 69, № 2, с. 177-190 (2023)

Для струи, расположенной вблизи крыла, рассеяние на его задней кромке волн неустойчивости, развивающихся в слое смешения струи, приводит к генерации значительного шума. В работе экспериментально исследована возможность снижения данного шума за счет активного подавления естественных волн неустойчивости. Активная система управления состоит из микрофонов ближнего поля, с которых снимается сигнал обратной связи, модуля фильтровой обработки сигнала и плазменного актуатора на основе высокочастотного диэлектрического барьерного разряда. Показано, что снижение возмущений давления в ближнем поле турбулентной струи, связанных с осесимметричными волнами неустойчивости, в узкой полосе частот приводит к соответствующему снижению шума в дальнем поле. Ключевые слова: турбулентная струя, шум взаимодействия струи и крыла, волны неустойчивости, активное управление DOI: 10.31857/S0320791922600524, EDN: ITIMBG

Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф., Величко С.А., Беляев И.В. «Локализация и ранжирование источников шума самолета в летных испытаниях и сравнение с акустическими измерениями крупномасштабной модели крыла» Акустический журнал, 69, № 2, с. 165-176 (2023)

Проведены измерения шума современного регионального самолета с помощью метода бимформинга при летных испытаниях в конфигурации захода на посадку с выпущенными шасси и отклоненными элементами механизации крыла (предкрылками и закрылками). Проведена локализация и выполнено ранжирование источников шума самолета при натурных числах Рейнольдса. Сравнение результатов летных испытаний с результатами акустических измерений шума обтекания для крупномасштабной модели крыла, полученных ранее в DNW-NWB, показало хорошее соответствие результатов измерений шума крупномасштабной модели, отмасштабированных на натурный размер, с результатами для шума обтекания крыла самолета в летных испытаниях. Ключевые слова: шум крыла, шум обтекания, бимформинг, локализация, масштабирование DOI: 10.31857/S0320791922600561, EDN: ITUPXJ

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Копьев В.А., Фараносов Г.А., Моралев И.А., Казанский П.Н. «Активное управление шумом взаимодействия струи и крыла с помощью плазменных актуаторов в узкой полосе частот» Акустический журнал, 69, № 2, с. 177-190 (2023)

Для струи, расположенной вблизи крыла, рассеяние на его задней кромке волн неустойчивости, развивающихся в слое смешения струи, приводит к генерации значительного шума. В работе экспериментально исследована возможность снижения данного шума за счет активного подавления естественных волн неустойчивости. Активная система управления состоит из микрофонов ближнего поля, с которых снимается сигнал обратной связи, модуля фильтровой обработки сигнала и плазменного актуатора на основе высокочастотного диэлектрического барьерного разряда. Показано, что снижение возмущений давления в ближнем поле турбулентной струи, связанных с осесимметричными волнами неустойчивости, в узкой полосе частот приводит к соответствующему снижению шума в дальнем поле. Ключевые слова: турбулентная струя, шум взаимодействия струи и крыла, волны неустойчивости, активное управление DOI: 10.31857/S0320791922600524, EDN: ITIMBG

Копьев В.Ф., Ершов В.В., Храмцов И.В., Кустов О.Ю. «Повышение точности локализации дипольных источников звука с помощью плоских микрофонных антенн» Акустический журнал, 69, № 2, с. 191-206 (2023)

Разработан метод проведения настройки микрофонной решетки на оптимальное качество визуализации акустических диполей. Проведена генерация акустических диполей в экспериментальных условиях в заглушенной камере с помощью обтекания дозвуковым воздушным потоком тонкого металлического стержня и тонкой прямоугольной пластины. Для подтверждения работоспособности созданного подхода проведен сравнительный анализ карт визуализации, полученных с использованием разработанного подхода, с результатами, полученными с использованием решетки подобного класса, настроенной традиционным монопольным способом. Разработанный подход, адаптирующий решетку к дипольной модели излучения и основанный на модификации передаточных функций, учитывающих влияние направленности падения звуковых волн, демонстрирует повышение динамического диапазона решетки при использованном оптимальном размещении микрофонов. Ключевые слова: микрофонная антенна, плоский бимформинг, акустический диполь, локализация источников шума DOI: 10.31857/S0320791923600063, EDN: IUGYUM

Пальчиковский В.В., Кузнецов А.А., Корин И.А., Сорокин Е.В. «Влияние поля скорости на извлечение импеданса звукопоглощающей конструкции по результатам испытаний в интерферометре с потоком» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 71, с. 99-108 (2022)

Для проверки соответствия импеданса проектным значениям образцы звукопоглощающих конструкций авиационных двигателей испытываются на установках «Интерферометр с потоком». Малая длина канала установки приводит к изменению скорости потока не только в поперечном, но и продольном направлении. Таким образом, для более точного определения импеданса необходимо учитывать в расчете все поле скорости в рабочей секции установки. Измерение поля скорости по всей рабочей секции представляет серьезную проблему (большое число точек измерений, нестабильность газодинамических параметров при длительном нагнетании потока, искажение измерительными зондами профиля скорости). В работе предложено определение поля скорости на основе численного моделирования, а верификация расчетов выполняется путем сравнения с замерами скорости только в отдельных точках канала. Полученное поле скорости используется в процедуре извлечения импеданса. Также проводятся расчеты по извлечению импеданса с постоянным по длине канала профилем скорости и средней скоростью потока. Полученные результаты показывают, что при скорости потока до 100 м/с значения импеданса в диапазоне частот 500–1500 Гц для средней скорости и профилей скорости отличаются до 20% (чем ниже частота, тем сильнее отличие). При частотах 1500–3000 Гц значения импеданса примерно одинаковы для всех случаев. С увеличением скорости потока расхождение значений импеданса при разных вариантах профиля скорости на высоких частотах существенно возрастает. Ключевые слова: авиационный двигатель, звукопоглощающие конструкции, интерферометр с потоком, извлечение импеданса, численное моделирование, метод конечных элементов.

Королев Г.Л., Сычёв Вик.В. «Об обтекании полутела вращения Рэнкина» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 85-89 (2023)

Исследовано осесимметричное течение несжимаемой жидкости при больших числах Рейнольдса около полутела вращения Рэнкина. Установлено, что в решении задачи для системы уравнений пограничного слоя линии нулевого поверхностного трения не возникает. Рассмотренное течение является безотрывным, что находится в полном соответствии с имеющимся экспериментальным результатом.

Липанов А.М., Шумихин А.А., Королева М.Р., Карпов А.И. «Численное моделирование внутрикамерных нестационарных турбулентных течений. Часть 2» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование, 16, № 1, с. 35-46 (2023)

Течение потока газа в твердотопливном ракетном двигателе определяется особенностями физико-химических процессов, протекающих в камере сгорания, и процесса истечения газа из сопла. Авторами предложена методика моделирования внутренних нестационарных турбулентных течений в ракетном двигателе с зарядом твердого топлива телескопического типа. Алгоритм разработан на основе системы уравнений сохранения гидромеханических параметров, описывающих поток сжимаемого вязкого газа. Система уравнений была записана с использованием цилиндрической системы координат. Представленная численная методика относится к классу алгоритмов, использующих подход Годунова. Основой разработанного алгоритма является схема расщепления векторов потоков, модифицированная для вязких течений. Предложенный алгоритм позволяет производить сквозной расчет течения продуктов сгорания твердого топлива по всему тракту ракетного двигателя. Результаты, полученные в ходе численного моделирования потока в ракетном двигателе, позволяют сделать анализ зависимости температуры газа на стенке двигателя от скорости горения низкотемпературной внешней шашки телескопического заряда.

Макаров О.И., Шанин А.В., Корольков А.И. «Интеграл Зоммерфельда в задачах моделирования дифракции акустических волн с помощью треугольной сетки» Акустический журнал, 69, № 2, с. 129-145 (2023)

Получены аналитические решения двух задач для дискретного аналога уравнения Гельмгольца на треугольной сетке: 1) задача излучения точечного источника на плоскости; 2) задача дифракции на полупрямой с граничными условиями Дирихле. Показано, что в данных задачах полное поле может быть представлено как интеграл от алгебраической функции по семейству контуров, расположенных на некотором комплексном многообразии. Решение первой задачи найдено в виде интеграла от некоторой дифференциальной формы по этому многообразию, получена асимптотика дальнего поля для этого решения. Вторая задача решена с помощью аналога интеграла Зоммерфельда. Проверено, что полученное решение совпадает с решением данной задачи методом Винера–Хопфа. Ключевые слова: дискретное уравнение Гельмгольца, дифракция на полупрямой, дискретная функция Грина, интеграл Зоммерфельда DOI: 10.31857/S0320791923600105, EDN: IULQGZ

Корольков С.Д., Измоденов В.В. «Взаимодействие сверхзвукового звездного ветра с набегающим потоком межзвездной среды: влияние азимутального магнитного поля звезды» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 31-40 (2023)

Рассматривается задача о взаимодействии гиперзвукового звездного ветра с окружающей межзвездной средой. Среды считаются полностью ионизованными и описываются в рамках идеальной магнитогидродинамики. Новизна работы заключается в учете магнитного поля звезды. При определенных параметрах течения магнитное поле качественным образом изменяет форму астропаузы – тангенциального разрыва, отделяющего звездный ветер от межзвездной среды. Вместо классической параболоидальной формы астропауза приобретает трубчатую (или цилиндрическую) форму. Показано, что трубчатая форма имеет место для медленно движущихся звезд или, в системе координат звезды, для набегающих потоков с числом Маха (M_∞) меньше критического. При достижении критического числа Маха (M_∞*) потоком происходит бифуркация режима течения и форма астропаузы изменяется с трубчатой на классическую. Для звезд с сильным магнитным полем бифуркация происходит при больших числах Маха, чем для звезд со слабым магнитным полем. Также показано, что при M_∞=1 происходит еще одна качественная перестройка течения, при которой форма астропаузы не меняется, но образуются головная ударная волна и диск Маха.

Яцких А.А., Афанасьев Л.В., Кочарин В.Л., Семенов Н.В., Косинов А.Д. «Экспериментальное исследование формирования возмущений в сверхзвуковом пограничном слое пластины от двух импульсных источников» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 312-315 (2022)

Ламинарно-турбулентный переход пограничного слоя является сложным комплексным явлением для теоретического описания и экспериментального изучения. Турбулизация течения в пограничном слое происходит благодаря возникновению и эволюции возмущений различного типа, их роста и взаимодействия друг с другом. Сложность развития возмущений в пограничном слое затрудняет создание методов предсказания и теоретического описания ламинарно-турбулентного перехода. Для понимания и описания процесса эволюции возмущений в пограничном слое необходимы подробные экспериментальные исследования

Косинов А.Д., Кочарин В.Л., Ливерко А.В., Семенов А.Н., Семенов Н.В., Смородский Б.В., Толкачев С.Н., Яцких А.А. «Влияние малых углов атаки на возникновение турбулентности в сверхзвуковых пограничных слоях на стреловидных крыльях» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 59-68 (2023)

Представлены новые (при числах Маха М=3 и 3.5) и обобщающие (для чисел Маха от 2 до 4) результаты экспериментальных исследований по влиянию малых углов атаки на ламинарнотурбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое стреловидного крыла с углом скольжения передней кромки 72°. Изменение угла атаки имело сильное влияние на числа Рейнольдса перехода. Получено уменьшение числа Рейнольдса перехода с ростом числа Маха. Измерения проводились термоанемометром постоянного сопротивления по отработанной процедуре для определения положения перехода. Впервые использован метод e^N для численной оценки чисел Рейнольдса перехода в сверхзвуковом пограничном слое стреловидного крыла с углом скольжения передней кромки 72°. Расчеты нарастания амплитуд стационарных и нестационарных мод поперечного течения в пограничном слое проводились по линейной теории устойчивости в рамках полной системы уравнений Лиза–Линя. Численные результаты говорят о том, что, по условиям экспериментов, ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое на модели стреловидного крыла определяется нарастанием стационарных мод неустойчивости поперечного течения.

Косов А.С., Рожков В.С., Рожков Л.С., Скулачев Д.П. «Цифровые каналы приема/передачи данных космических аппаратов» Журнал радиоэлектроники, № 2, с. 8 (2023)

Рассматриваются варианты построения каналов приема/передачи данных космических аппаратов (КА) с использованием цифровых технологий (software define radio, SDR). Предложены конкретные варианты построения различных блоков SDR. Реализованы и проверены каналы приема/передачи данных на базе коммерческих изделий. Выполнена экспериментальная проверка характеристик каналов связи.

Косов А.С., Рожков В.С., Рожков Л.С., Скулачев Д.П. «Цифровые каналы приема/передачи данных космических аппаратов» Журнал радиоэлектроники, № 3, с. 8 (2023)

Рассматриваются варианты построения каналов приема/передачи данных космических аппаратов (КА) с использованием цифровых технологий (software define radio, SDR). Предложены конкретные варианты построения различных блоков SDR. Реализованы и проверены каналы приема/передачи данных на базе коммерческих изделий. Выполнена экспериментальная проверка характеристик каналов связи.

Дубинский С.В., Севастьянов Ф.С., Костенко В.М., Денисов С.Л. «Исследование влияния ударных повреждений на усталостные характеристики композитного соединения “обшивка–стрингер” в условиях виброакустического нагружения» Акустический журнал, 69, № 2, с. 261-269 (2023)

Представлены результаты исследования усталостных характеристик выполненных из полимерного композиционного материала соединений типа “обшивка–стрингер” (Т-образцов), подвергающихся случайному виброакустическому нагружению с широким спектром. На основе анализа экспериментальных данных определены механизмы возникновения и развития повреждений, а также критерий и мода разрушения для образцов с дефектами от ударного воздействия и для образцов без дефектов. Продемонстрировано влияние ударных повреждений на усталостные характеристики исследуемых образцов при различной энергии удара и уровнях виброакустического нагружения. Выявлены основные закономерности влияния дефектов на усталостные характеристики, которые могут использоваться в дальнейшем при создании расчетных моделей развития повреждений в конструкциях из полимерного композиционного материала при виброакустическом нагружении. Ключевые слова: виброакустическое воздействие, динамический отклик, кривая усталости, ударное повреждение, полимерный композиционный материал (ПКМ) DOI: 10.31857/S0320791922600512, EDN: ITFWCI

Костенко И.С. «Проявление цунами в устьях рек на побережье О. Сахалин» Экологические системы и приборы, № 12, с. 90-97 (2022)

Рассмотрены случаи проявления цунами на юго-западном побережье о. Сахалин. Особое внимание уделено волнам цунами в устьях рек. Проведен анализ проявления Монеронского цунами 05(06).09.1971 года и Невельского цунами 02.08.2007 года на рассматриваемом побережье. С помощью проведения численных расчетов этих событий выявлена возможность появления волн цунами в различных реках побережья. Ключевые слова: цунами, устья рек, численные расчеты, о. Сахалин. DOI: 10.25791/esip.12.2022.1344

Костенко И.С. «Проявление цунами в реках» Экологические системы и приборы, № 6, с. 34-41 (2023)

Рассмотрены случаи проявления цунами в реках, в том числе на побережье о. Сахалин. Проведен анализ особенностей проявления волн в районах устьев рек и в самих реках. С использованием вычислительного комплекса NAMI DANCE проведен расчет распространения исторических событий и гипотетического очага цунами с заходом волны в реку. Ключевые слова: цунами, реки, численное моделирование, о. Сахалин. DOI: 10.25791/esip.6.2023.1376

Архипов В.А., Басалаев С.А., Костюшин К.В., Перфильева К.Г., Усанина А.С. «Экспериментально-теоретическое исследование обтекания сферы с учетом вдува газа с ее поверхности» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 81, с. 57-72 (2023)

Представлены новые экспериментально-теоретические данные по исследованию обтекания твердой сферы в условиях истечения потока массы с ее поверхности. Предложен новый способ определения коэффициента аэродинамического сопротивления твердой сферы при истечении потока воздуха с ее поверхности, включающий измерение аэродинамической силы, действующей на обдуваемую равномерным газовым потоком полую сферу с пористой оболочкой, при подаче во внутреннюю полость сферы сжатого газа под давлением. Ключевые слова: твердая сфера, обтекание сферы, вдув газа, коэффициент сопротивления, экспериментальное исследование, численное моделирование

Чаплыгин А.В., Котов М.А., Якимов М.Ю., Лукомский И.В., Галкин С.С., Колесников А.Ф., Шемякин А.Н., Соловьев Н.Г. «Демонстрационные эксперименты по совмещенному нагреву струей азотной плазмы и лазерным пучком» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 274-277 (2022)

Плазмотроны широко используются в экспериментах по моделированию термохимического взаимодействия высокоэнтальпийного газового потока с поверхностью материала как в России (ЦНИИМаш, ЦАГИ, ИПМех РАН), так и за рубежом (США, Европа, Япония, Китай). Такие установки обеспечивают конвективный нагрев поверхности образцов. Но в некоторых случаях достигаемые значения тепловых потоков к поверхностям образцов являются недостаточными. Добавление источника лазерного излучения помогает расширить возможности плазмотрона в моделировании реальных условий входа в атмосферу за счет сочетания радиационного и конвективного нагрева. В данной работе демонстрируются новые комбинированные режимы нагрева установки ВГУ-4 ИПМех РАН. Образец теплозащитного материала подвергался воздействию дозвуковой струи азотной плазмы и дополнительно нагревался излучением иттербиевго волоконного лазера. В результате проведенных экспериментов была успешно продемонстрирована новая возможность комбинированного нагрева на плазмотроне ВГУ-4 ИПМех РАН. Максимальный тепловой поток, полученный в комбинированном режиме при мощности лазерного излучения 47 Вт и мощности ВЧ-генератора плазмотрона по анодному питанию 22 кВт, составил 32.1 Вт/см² . Конвективный тепловой поток от струи азотной плазмы при той же мощности анодного питания составил 12.6 Вт/см² . В дальнейших работах планируется сосредоточиться на задачах: получения сверхвысоких температур поверхности при максимальной мощности ВЧ-генератора плазмотрона ВГУ-4 и импульсного иттербиевого лазера, используемого в данной работе, а также интеграции в установку ВГУ-4 более мощного источника лазерного излучения.

Прохорчук К.В., Котов М.А., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. «О вопросах реализации трехмерного моделирования термогравитационной конвекции оптического разряда в газоразрядной лампе» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 209-212 (2022)

Исследование посвящено моделированию термогравитационной конвекции при генерации непрерывного оптического разряда (НОР) в газоразрядной лампе. Изучается проблема нестабильности излучения плазмы из-за образующихся пульсаций конвективного факела. Модель строится на основе ранее полученных результатов, в частности, квазитрехмерной симметричной задаче, которая представляла из себя цилиндр с прилегающим сектором с симметрией на границах, образуя, таким образом квазисферическую расчетную область. Были получены динамические распределения плотности, давления, температуры и скорости. Результаты качественно согласовывались с результатами экспериментов, на основе чего подтверждалось выдвинутое ранее предположение о гидродинамической термогравитационной природе колебаний. Проводилось вариационное создание моделей, направленное на количественное согласование с ранее упомянутыми экспериментами. В этих исследованиях менялась расчетная область, а также задавались дополнительные газовые потоки через расход для увеличения частот пульсаций и выявления проблем ранее полученных результатов. Данная работа посвящена вопросам вычислительной реализации описанных колебаний с учетом некоторых аспектов реальной геометрии газоразрядных ламп, в которых проводились эксперименты по поддержанию НОР.

Кохирова Г.И., Буриев А.М., Сафаров С.Н., Сатторзода А.А. «Динамика потенциально опасного астероида 2009 XO по наблюдениям в Гиссарской астрономической обсерватории» Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук (ранее: Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук), № 3, с. 68-77 (2022)

Представлены результаты астрометрической обработки оптических наблюдений потенциально опасного астероида (438908) 2009 XO, проведенных в период его сближения с Землей в мае 2020 г. в Гиссарской астрономической обсерватории Института астрофизики НАНТ. Определены координаты, видимая траектория и вычислена орбита астероида. Показано, что точность астрометрических измерений не превышает 0.06" и 0.09" по прямому восхождению и склонению объекта, соответственно. Новые результаты хорошо согласуются с имеющимися динамическими данными. Показано, что в период сближения с Землей орбита астероида оставалась стабильной, следовательно, это сближение не представляло реальной опасности для Земли.

Яцких А.А., Афанасьев Л.В., Кочарин В.Л., Семенов Н.В., Косинов А.Д. «Экспериментальное исследование формирования возмущений в сверхзвуковом пограничном слое пластины от двух импульсных источников» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 312-315 (2022)

Ламинарно-турбулентный переход пограничного слоя является сложным комплексным явлением для теоретического описания и экспериментального изучения. Турбулизация течения в пограничном слое происходит благодаря возникновению и эволюции возмущений различного типа, их роста и взаимодействия друг с другом. Сложность развития возмущений в пограничном слое затрудняет создание методов предсказания и теоретического описания ламинарно-турбулентного перехода. Для понимания и описания процесса эволюции возмущений в пограничном слое необходимы подробные экспериментальные исследования

Косинов А.Д., Кочарин В.Л., Ливерко А.В., Семенов А.Н., Семенов Н.В., Смородский Б.В., Толкачев С.Н., Яцких А.А. «Влияние малых углов атаки на возникновение турбулентности в сверхзвуковых пограничных слоях на стреловидных крыльях» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 59-68 (2023)

Представлены новые (при числах Маха М=3 и 3.5) и обобщающие (для чисел Маха от 2 до 4) результаты экспериментальных исследований по влиянию малых углов атаки на ламинарнотурбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое стреловидного крыла с углом скольжения передней кромки 72°. Изменение угла атаки имело сильное влияние на числа Рейнольдса перехода. Получено уменьшение числа Рейнольдса перехода с ростом числа Маха. Измерения проводились термоанемометром постоянного сопротивления по отработанной процедуре для определения положения перехода. Впервые использован метод e^N для численной оценки чисел Рейнольдса перехода в сверхзвуковом пограничном слое стреловидного крыла с углом скольжения передней кромки 72°. Расчеты нарастания амплитуд стационарных и нестационарных мод поперечного течения в пограничном слое проводились по линейной теории устойчивости в рамках полной системы уравнений Лиза–Линя. Численные результаты говорят о том, что, по условиям экспериментов, ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое на модели стреловидного крыла определяется нарастанием стационарных мод неустойчивости поперечного течения.

Богданов М.Б., Червяков М.Ю., Кошель А.А. «Возможное влияние космических лучей на планетарное альбедо Земли» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 1, с. 73-79 (2023)

По результатам измерений потока коротковолновой отраженной солнечной радиации, проведенных с борта ИСЗ “Метеор–М” № 2 в 2014–2019 гг., получены среднемесячные значения планетарного альбедо на верхней границе атмосферы Земли и значения средних альбедо полушарий. Глобально осредненное альбедо демонстрирует увеличение со временем, подтверждаемое наличием статистически значимого линейного тренда. Показано, что этот тренд не связан с изменением средней приповерхностной температуры планеты. Возможно, что повышение альбедо объясняется увеличением облачности, вызванным ростом потока галактических космических лучей на спаде цикла солнечной активности.

Разумный Ю.Н., Баранов А.А., Агравал Б., Дула А.М., Крайзель Й., Купреев С.А., Спенсер Д.Б., Разумный В.Ю., Ясака Т. «Концепция орбитального обслуживания для разработки космической системы следующего поколения и ее ключевые технологии» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 23, № 4, с. 269-282 (2022)

За последние годы многие компании и национальные агентства в разных странах были вовлечены в разработку различных технических аспектов орбитального обслуживания. Описан опыт орбитального обслуживания в США и России. Рассматривается проблема орбитального обслуживания в целом. Показано, что орбитальное обслуживание относится к развитию космической инфраструктуры следующего поколения и решение проблемы орбитального обслуживания в значительной степени предопределяет характеристики космических систем следующего поколения. Для реализации орбитального обслуживания выделяются два одинаково важных направления: 1) обеспечение работоспособности спутников; 2) создание систем непосредственного обслуживания. Реализация каждого направления включает в себя широкий спектр разработок. В первом случае нужно учитывать возможность стыковки с обслуживаемым спутником, гарантированный доступ к компонентам спутника, блочно-модульную структуру обслуживаемого спутника, стандартизацию аппаратного обеспечения и разъемов и т.д. Реализация второго направления варьируется от разработки методов обслуживания и систем обслуживания до спутниковых орбит и оптимизации группировки. Представлены существующие и перспективные ключевые технологии для исправного обслуживающего спутника. Показано, что экономическая выгода орбитального обслуживания должна тщательно обосновываться с глобальной точки зрения с учетом особенностей будущей космической инфраструктуры. Обслуживание позволяет продлить срок службы спутников, снизив таким образом стоимость жизненного цикла, более того – создавать совершенно новые системы и миссии. Эти эффекты могут быть достигнуты не только посредством дозаправки или ремонта спутников, но и за счет коррекции их орбит. Предлагаемое орбитальное обслуживание создает перспективу создания коммерческой сети обслуживания и удаления мусора, сформированной на той же технологической базе, что, однако, представляет собой отдельные технологические проблемы, которые тесно связаны с орбитальным обслуживанием.

Крайко А.Н., Шаповалов В.А. «Несущие профили, близкие к обтекаемым с наибольшими критическими числами Маха» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 127-134 (2023)

Прямым методом построения двумерных оптимальных по критическим числам Маха M* тел построены близкие к оптимальным по M* несущие профили. Их практически нулевые коэффициенты волнового сопротивления c_x остаются таковыми не только при числах Маха набегающего потока M0 меньших M*, но и при M0 заметно превышающих M*. Этим новые несущие профили отличаются от суперкритических несущих профилей, c_x которых стремительно растут при превышении расчетных значений M₀. При равных толщинах и M₀=M* суперкритические профили реализуют большие коэффициенты подъемной силы c_y. Однако из-за отмеченного выше отличия в поведении c_x при M₀, больших расчетных, качество суперкритических профилей может стать ниже даже как отношение c_y не к c_x, а к коэффициенту полного сопротивления.

Колесниченко Е.В., Хохрякова К.А., Краков М.С. «Стационарные волны на поверхности жидкости, возникающие при обтекании точечного препятствия» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 141-144 (2022)

Целью работы являлось экспериментальное исследование зависимости угла раствора волн, возникающих при обтекании точечного препятствия на поверхности магнитной и немагнитной жидкостей в зависимости от приложенного однородного магнитного поля и от вязкости жидкости. В природе стационарные волны за препятствием наблюдаются в океанах при движении штормов и ураганов, атмосфере и на поверхности воды за движущимися объектами, например, случай корабельных волн на поверхности воды. Анализ стационарных волн основан на дисперсионном уравнении гравитационно-капиллярных волн на поверхности жидкости. Причиной образования стационарных волн на поверхности жидкости за движущимся препятствием является зависимость фазовой и групповой скорости распространения волн от длины волны. Для магнитных жидкостей дополнительным управляющим параметром для подобных структур на поверхности будет являться напряженности магнитного поля. Экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы о задаче обтекания жидкостью точечного препятствия. С ростом напряженности в вертикальном магнитном поле угол раствора стационарных волн уменьшается, а их амплитуда увеличивается. Горизонтальное магнитное поле, параллельное скорости препятствия, расширяет угол раствора стационарных волн, а при достижении определенного значения напряженности полностью волны на поверхности магнитной жидкости подавляются полностью. Горизонтальное магнитное поле, перпендикулярное скорости препятствия, также увеличивает угол раствора стационарных волн, но не влияет на их амплитуду.

Красников И.А., Мурзаева И.В. «Проблема нормирования показателей надежности гидроакустических систем» Гидроакустика, № 52, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA52.pdf (2022)

Рассмотрена проблема задания завышенных показателей надежности для аппаратуры гидроакустических систем и описана методика задания нормативных показателей надежности, в частности показателя безотказности. Ключевые слова: вероятность безотказной работы, отказ, время работы, показатели надежности, безотказность, интенсивность отказов, интенсивность изменения потока отказов

Крашенинников И.В., Чумаков С.О. «Прогнозирование функциональной зависимости числа солнечных пятен в цикле солнечной активности на основе ИНС Элмана» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 2, с. 247-256 (2023)

Анализируется возможность прогнозирования функции временной зависимости числа солнечных пятен (SSN) в цикле солнечной активности на основе применения платформы искусственной нейронной сети Элмана к историческому ряду данных наблюдений. Предложен метод нормализации исходных данных для предварительного обучения алгоритма ИНС, в котором строится последовательность виртуальных идеализированных циклов, используя масштабируемые коэффициенты по длительности и значения максимумов в солнечных циклах. Корректность метода анализируется в численном эксперименте, основанном на моделировании временного ряда солнечных пятен. Оценены интервалы изменения адаптируемых параметров в работе ИНС и предложен математический критерий для выбора решения. Характерным свойством построенной функциональной зависимости в цикле числа солнечных пятен является значительная асимметрия ее восходящей и спадающей ветвей. Представлен прогноз временного хода на текущий 25-й цикл солнечной активности и обсуждается его корректность в сравнении с другими результатами прогнозирования и имеющимися данными обсерваторских наблюдений.

Воропаев С.А., Кривенко А.П. «Оценка температурных напряжений в литосфере ранней Луны» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 508, № 1, с. 53-58 (2023)

На ранних этапах развития Луны ее растущая литосфера испытала сложные изменяющиеся во времени температурные и гравитационные напряжения. Несмотря на последующее интенсивное ударное преобразование поверхности, в ходе гравиметрической съемки космической миссии GRAIL было обнаружено наличие реликтовых глубинных разломов. Анализ линейных гравитационных аномалий показывает расширение внешнего жесткого слоя планеты на определенном раннем этапе эволюции Луны из-за превышения температурных напряжений над гравитационным сжатием. Получение зависимости временного интервала расширения литосферы от ряда безразмерных параметров теплопроводности позволит уточнить существующие модели тепловой и геохимической эволюции ранней Луны.

Жиленко Д.Ю., Кривоносова О.Э. «Вихревые структуры неустойчивых течений, вызванных вращательными колебаниями жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 111-114 (2022)

Течения с вращательными колебаниями наблюдаются во многих природных системах: так, хорошо известна неравномерная во времени, с отклонением ±0.5% от средних значений, угловая скорость вращения поверхности Солнца. Устойчивые нестационарные течения, вызванные вращательными колебаниями одной из границ относительно состояния покоя, могут использоваться при определении реологических свойств жидкостей. В связи с этим необходима информация о зависимости положения границ устойчивости от амплитуды и частоты колебаний. Ранее показано, что в цилиндрическом течении Куэтта при низких частотах вращательных колебаний наблюдаются структуры, похожие на вихри Тейлора и занимающие всю толщину слоя. При высоких частотах в наблюдались вихри Гертлера, занимающие только меньшую часть цилиндрического слоя, примыкающую к внутренней границе. При промежуточных частотах виды неустойчивости не исследовались. Цель исследования – численное исследование видов неустойчивости, развивающихся при вращательных колебаниях жидкости в сферическом слое.

Жиленко Д.Ю., Кривоносова О.Э. «Имитационное моделирование спектров атмосферной турбулентности в численных и лабораторных экспериментах» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 114-117 (2022)

Для крупномасштабных течений в атмосфере Земли характерны вращение и сферическая геометрия. В данной работе рассматривается прямое численное моделирование турбулентности в сферическом течении Куэтта, представляющего собой изотермическое течение вязкой несжимаемой жидкости в зазоре между концентрически расположенными сферическими границами. Течение вызвано вращением этих границ вокруг общей оси. Цель исследования – качественная имитация некоторых свойств атмосферной турбулентности на примере турбулентных течений во вращающихся сферических слоях. Математическое моделирование данной задачи проводится на основе системы уравнений Навье–Стокса и неразрывности.

Кривоносова О.Э., Жиленко Д.Ю. «Структуры волн в течениях, вызванных вращательными колебаниями жидкости с двумя независимыми частотами» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 148-150 (2022)

Рассматриваются волны, возникающие в сферическом слое, заполненном вязкой несжимаемой жидкостью, при модуляции скорости вращения внутренней границы слоя. В осесимметричном приближении рассчитывается поле скоростей течения, которое далее используется для построения волновых поверхностей. Волновые поверхности это поверхности равных фаз, которые здесь определяются из временных рядов азимутальной компоненты скорости течения с помощью преобразования Гильберта. Рассмотрены течения при нулевых средних скоростях вращения границ. При малых амплитудах модуляции обнаружены сферические волны. Исследовано взаимодействие волн при двухчастотной модуляции. Показана возможность усиления низкочастотной малоамплитудной составляющей

Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. «Алгоритм коррекции батиметрических измерений интерферометрометрическим гидролокатором бокового обзора» Журнал радиоэлектроники, № 10, с. 11 (2022)

Рассмотрен алгоритм коррекции батиметрических измерений при построении детальной цифровой карты рельефа донной поверхности по данным полосовой съемки интерферометрического гидролокатора бокового обзора (ИГБО). Возможности предлагаемого алгоритма продемонстрированы на основе математического моделирования фазоразностных измерений ИГБО для многослойных звукорассеивающих плоскостей и применения результатов моделирования для коррекции данных формирования цифровой модели рельефа морского дна. Отмечена применимость алгоритма коррекции данных батиметрии для калибровки антенных трактов интерферометрических гидролокаторов бокового обзора и измерения звукорассеивающих слоев в водной среде.

Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. «Калибровка интерферометрического гидролокатора бокового обзора по данным съемки на участке дна с известным рельефом» Журнал радиоэлектроники, № 12, с. 14 (2022)

Рассмотрены алгоритмы вычисления параметров интерферометрического гидролокатора бокового обзора (ИГБО) на основе обработки данных акустической съемки поверхности морского дна с известным рельефом. Проведено опробование алгоритмов на математических моделях сигналов, отраженных от плоской горизонтальной поверхности. Возможности предлагаемых алгоритмов продемонстрированы на экспериментальных фазоразностных измерениях ИГБО полученных на участке с ровным морским дном. Показана эффективность алгоритмов для калибровки интерферометрических гидролокаторов бокового обзора.

Ганиев С.Р., Крюков А.И., Рудаков В.П., Шмырков О.В. «Исследование течения и спектральных характеристик в проточном гидродинамическом генераторе плоского типа при изменении степени перекрытия потока» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 3-8 (2023)

Представлены результаты исследований течения за цилиндрическими телами обтекания в проточном гидродинамическом генераторе плоского типа, полученные на гидродинамическом стенде экспериментальной базы НЦ НВМТ ИМАШ РАН при степени перекрытия потока телами обтекания S_t/S₀=10–82%, числах Re=(0.5–5)·10⁵, давлении на входе P_ВХ=0.1–0.9 МПа. Получено, что при определенных величинах отношения входного к выходному давлению, которые являются постоянными для каждого значения степени перекрытия потока, на частотах 0.5–5 кГц возникают мощные пики давления резонансного типа с амплитудой, более чем в 4–5 раза превышающей максимальное значение входного давления.

Соснина Е.Н., Маслеева О.В., Бедретдинов Р.Ш., Крюков Е.В., Гусев Д.А. «Акустическое исследование территории высоковольтных подстанций» Экологические системы и приборы, № 3, с. 3-13 (2023)

Рассмотрено акустическое исследование и оценка условий труда оперативного персонала, обслуживающего высоковольтные подстанции. Были проанализированы двухтрансформаторные подстанции с силовыми трансформаторами напряжением 110–330 кВ мощностью 10–1000 МВА. Выполнен расчёт шума по территории подстанции и построены изолинии с шагом 5 дБА. Исходя из планировки территории подстанции и пути обхода было рассчитано время нахождения оперативного персонала в каждой шумовой зоне с учётом скорости движения персонала и времени осмотра электрооборудования, и определены величины эквивалентного уровня звука. Проведённые исследования показали, что рассчитанная величина эквивалентного уровня звука за рабочую смену на подстанциях напряжением 110, 220 и 330 кВ не превышает допустимого значения, поэтому специальных мероприятий по снижению шума не требуется. Исследование выполнено в рамках государственного задания в сфере научной деятельности (тема № FSWE-2022-0005). Ключевые слова: шум, силовые трансформаторы, эквивалентный уровень звука, ауральный эффект. DOI: 10.25791/esip.3.2023.1356

Завьялов Д.В., Конченков В.И., Крючков С.В. «Бризер малой амплитуды нелинейного уравнения Клейна–Гордона» Журнал технической физики, 92, № 12, с. 1763-1769 (2022)

Представлена методика получения приближенного бризерного решения уравнения Клейна–Гордона. Исследовано бризерное решение уравнения, описывающего распространение нелинейных волн в сверхрешетке на основе графена. Ключевые слова: уравнение Клейна–Гордона, бегущий бризер, приближенное решение, коэффициент корреляции.

Тепляков И.О., Малышев К.Ю., Кубриков К.Г., Виноградов Д.А. «Наблюдение линейного режима электровихревого течения в жидком металле в полусферическом сосуде» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 248-250 (2022)

Богомолов С.В., Кувшинников А.Е. «Решение задачи о косом скачке уплотнения разрывным методом частиц» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 35-38 (2022)

Одним из классов методов, используемых для решения эволюционных задач, являются методы частиц. Непрерывная модель заменяется дискретной – совокупностью частиц, которые обладают набором свойств, таких как масса, скорость и положение в пространстве. При такой постановке изменение системы во времени определяется законами, регулирующими взаимодействие частиц. С помощью модификации разрывного метода частиц, в которой не учитывается форма частиц, решена задача газовой динамики об образования косого скачка уплотнения. Полученные результаты сравнивались с аналитическим решением. Обработка результатов расчетов с помощью средств научной визуализации наглядно демонстрируют возможность использования разрывного метода частиц в двумерных задачах.

Потемка А.К., Токарев М.Ю., Буланова И.А., Кудинов А.А., Яковенко А.Д., Бабушкина К.В. «Эффективность мультичастотных сейсмоакустических наблюдений для изучения разреза четвертичных отложений в северной части Карского моря» Геофизика, № 2, с. 2-9 (2023)

Запрос индустрии на комплексные морские исследования верхней части геологического разреза дополняется требованием к максимальной экономической эффективности выполнения полевых изысканий, особенно в Арктическом регионе. Мультичастотные сейсмоакустические исследования – это один из инструментов решения поставленной задачи, позволяющий извлекать информацию о разрезе в различных диапазонах частот с высокой детальностью, а также с высокой степенью достоверности интерпретировать сложные геологические объекты, такие как палеоврезы сложной морфологии, газонасыщенные толщи, ледниковые и мерзлотные образования, склоновые процессы. В данной статье будет описан опыт выполнения мультичастотных сейсмоакустических исследований в северной части Карского моря в рамках морской экспедиции TTR-21.

Кудлак В.В., Масленников А.Л. «Формирование снимка звездного неба с применением фильтра Гаусса для моделирования оптических дефектов» Авиакосмическое приборостроение, № 12, с. 28-33 (2022)

Моделирование астронавигационных систем позволяет разрабатывать эффективные и надежные алгоритмы решения задачи ориентации и навигации космического аппарата. Моделирование работы астродатчика строится по алгоритму, при этом для приближения алгоритмической модели в реальности в данный процесс добавляются этапы, где реализуются оптические дефекты, которые могут проявиться при работе прибора. В работе приводится алгоритм моделирования работы астродатчика – формирования снимка звездного неба. Рассматриваются два дефекта «смаз» и оптическая аберрация, которые модулируются с использованием фильтра Гаусса. Результаты моделирования показывают принципиальную схожесть со снимками, получаемыми с приборов. Ключевые слова: моделирование, астродатчик, звездный каталог, фильтр Гаусса, оптический дефект. DOI: 10.25791/aviakosmos.12.2021.1255

Бажилова Е.В., Заборонкова Т.М., Зайцева А.С., Кудрин А.В. «Излучение несимметричных волн свистового диапазона фазированной антенной решёткой в магнитоактивной плазме» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 65, № 9, с. 746-757 (2022)

Исследуется излучение несимметричных волн круговой эквидистантной фазированной антенной решёткой, расположенной в однородной холодной магнитоактивной плазме. Излучающими элементами решётки являются электрически малые рамочные антенны, оси которых ориентированы параллельно внешнему магнитному полю. С помощью разложения возбуждаемого поля по цилиндрическим векторным собственным функциям магнитоактивной плазмы получены интегральные представления поля и полной мощности излучения решётки. Применительно к нерезонансной области свистового диапазона частот определены полная мощность излучения, а также парциальные мощности излучения, идущие в волны с различными значениями азимутального индекса. Найдены условия, при которых решётка может эффективно возбуждать волны свистового диапазона частот с заданным азимутальным индексом в магнитоактивной плазме.

Пальчиковский В.В., Кузнецов А.А., Павлоградский В.В. «Оценка влияния переменности импеданса звукопоглощающей облицовки на шум вентилятора авиационного двигателя в расчете распространения звуковых мод в дальнее поле» Акустический журнал, 69, № 2, с. 230-241 (2023)

Исследовано влияние переменности импеданса звукопоглощающей конструкции (ЗПК) воздухозаборника на шум вентилятора авиационного двигателя в дальнем поле. Расчеты проводились в осесимметричной постановке для одиночных мод на основе решения методом конечных элементов уравнения Блохинцева для акустического потенциала. Импеданс ЗПК определялся по хорошо развитой полуэмпирической модели, учитывающей влияние высокого уровня звукового давления (УЗД) и скользящего потока. Разработана процедура расчета распространения одиночных звуковых мод через воздухозаборник авиационного двигателя, облицованный ЗПК с переменным импедансом, зависящим от скорости потока и УЗД в локальной точке ЗПК. Выполнена валидация расчетной процедуры. Проведены расчеты распространения одиночных мод в переднюю полусферу для воздухозаборника, на стенке которого задавались условия жесткой стенки, постоянного импеданса (импеданс не меняется по длине ЗПК) и переменного импеданса (импеданс изменяется по длине ЗПК в зависимости от изменений скорости скользящего потока и УЗД). По результатам расчетов установлено, что постоянный и переменный импеданс дают отличные друг от друга значения УЗД в дальнем поле, при этом учет переменности импеданса меняет не только значения УЗД в дальнем поле, но и направленность максимального излучения моды. Ключевые слова: авиационный двигатель, звукопоглощающая облицовка, переменный импеданс, акустические моды, численное моделирование, метод конечных элементов DOI: 10.31857/S0320791923600087, EDN: IUJLXT

Пальчиковский В.В., Кузнецов А.А., Корин И.А., Сорокин Е.В. «Влияние поля скорости на извлечение импеданса звукопоглощающей конструкции по результатам испытаний в интерферометре с потоком» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 71, с. 99-108 (2022)

Для проверки соответствия импеданса проектным значениям образцы звукопоглощающих конструкций авиационных двигателей испытываются на установках «Интерферометр с потоком». Малая длина канала установки приводит к изменению скорости потока не только в поперечном, но и продольном направлении. Таким образом, для более точного определения импеданса необходимо учитывать в расчете все поле скорости в рабочей секции установки. Измерение поля скорости по всей рабочей секции представляет серьезную проблему (большое число точек измерений, нестабильность газодинамических параметров при длительном нагнетании потока, искажение измерительными зондами профиля скорости). В работе предложено определение поля скорости на основе численного моделирования, а верификация расчетов выполняется путем сравнения с замерами скорости только в отдельных точках канала. Полученное поле скорости используется в процедуре извлечения импеданса. Также проводятся расчеты по извлечению импеданса с постоянным по длине канала профилем скорости и средней скоростью потока. Полученные результаты показывают, что при скорости потока до 100 м/с значения импеданса в диапазоне частот 500–1500 Гц для средней скорости и профилей скорости отличаются до 20% (чем ниже частота, тем сильнее отличие). При частотах 1500–3000 Гц значения импеданса примерно одинаковы для всех случаев. С увеличением скорости потока расхождение значений импеданса при разных вариантах профиля скорости на высоких частотах существенно возрастает. Ключевые слова: авиационный двигатель, звукопоглощающие конструкции, интерферометр с потоком, извлечение импеданса, численное моделирование, метод конечных элементов.

Морозова Т.И., Кузнецов И.А. «Фотозарядка пыли в условиях протопланетных дисков» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 78, № 3, с. 2330802_-1- 2330802_-4 (2023)

Рассмотрен процесс ионизации–рекомбинации газа и зарядки частиц пыли под действием рентгеновского излучения в условиях космической плазмы. Найдены условия когда в результате воздействия излучения, частицы пыли в протопланетном диске могут приобретать положительный заряд даже при низкой ионизации газа.

Кузнецов С.В., Голубев А.Ю. «Влияние высоты выступа на пристеночные пульсации давления вблизи его боковой кромки в турбулентном пограничном слое» Акустический журнал, 69, № 2, с. 207-215 (2023)

Пристеночные пульсации давления в турбулентном течении являются источником шума и вибраций обтекаемых потоком упругих конструкций. В работе представлены результаты экспериментального исследования влияния высоты выступа на пространственно-временную структуру пристеночных пульсаций давления в окрестности его боковой кромки в турбулентном пограничном слое. Измерения проводились в дозвуковой малошумной аэродинамической трубе Московского комплекса ЦАГИ. Высота выступа варьировалась от 3% до 17% толщины набегающего пограничного слоя. Показано, что область наиболее интенсивных пульсаций давления локализована вблизи переднего бокового угла выступа. Установлено характерное число Струхаля, определяющее спектры

Прохоров М.Е., Захаров А.И., Кузнецова И.В. «Симметрия между некоторыми методами автономной навигации космических аппаратов и методами определения их положения с Земли» Автометрия, 59, № 2, с. 62-70 (2023)

Обнаружено, что для некоторых неавтономных методов навигации в космосе существуют «симметричные» им автономные методы, в которых все измерения проводятся только с борта самого космического аппарата, положение которого определяется. При этом воспроизводятся результаты измерений, полученных в соответствующих неавтономных методах. С момента получения однотипных измерений обработка в обоих «симметричных» методах ведётся по единому алгоритму. Рассмотрены две пары подобных методов. Обсуждаются различие в степени «симметрии» и возможности использования промежуточных данных обработки наблюдений. DOI: 10.15372/AUT20230207

Шамсутдинова Е.С., Анисимкин В.И., Фионов А.С., Смирнов А.В., Колесов В.В., Кузнецова И.Е. «Совершенствование методов исследования электрофизических и вязкостных свойств жидкостей» Акустический журнал, 69, № 1, с. 56-62 (2023)

Для контроля физических свойств полярных и неполярных жидких сред проведено измерение параметров модельных систем на основе вазелинового и силиконового масел, а также глицерина с помощью электрофизических и акустоэлектрических методов. Электрофизические исследования выполняли с помощью LCR-метра Agilent E4980A и измерительной ячейки, состоящей из пробирки Эппендорфа и двух коаксиальных никелевых электродов, образующих цилиндрический конденсатор. Диэлектрическая проницаемость жидкости определялась по формуле для конденсатора. Для акустической части задачи в качестве пьезоэлектрической пластины использовался ST,X-кварц, на котором была размещена ячейка для жидкости из фторопласта. Измерения проводились в три этапа: измерение фазы и амплитуды акустической волны i) без контакта с жидкостью, ii) в контакте с чистой исследуемой жидкостью и iii) в контакте с исследуемой жидкостью с наполнителем. В качестве наполнителей использовались микрочастицы фармацевтического активированного угля и поверхностно-активное вещество сорбитан моноолеат. Вязкость суспензий определялась по разнице затухания акустической волны в присутствии чистой жидкости и жидкости с наполнителем. Ключевые слова: вязкость жидкостей, электропроводность жидкостей, акустическая линия задержки, датчик свойств жидкости DOI: 10.31857/S0320791922600238, EDN: DAGBJL

Муратов К.Р., Новиков В.Ф., Кулак С.М., Соколов Р.А., Сафаргалиев Р.Ф., Мусихин С.А., Проботюк В.В. «Учет жесткости стальных канатов при оценке силы их натяжения по результатам измерения частоты собственных колебаний» Дефектоскопия, № 2, с. 16-23 (2023)

Рассмотрены результаты ранее выполненного обследования стальных канатов вантового перехода, где определяли силу натяжения по частотам их поперечных колебаний. Выявлены особенности методики выполнения измерений собственных частот колебаний каната, касающиеся способа возбуждения колебаний, их ориентации и объема информативной выборки регистрируемых частот. Физическая модель, лежащая в основе методики измерений, не учитывает упругой изгибной реакции каната и вязкого трения. Показано, что учет таких факторов позволяет не только повысить точность измерения силы натяжения, но и открывает возможность выявления дефектов в канате. Например, обрыв волокон каната, его утонение в результате коррозии или истирания приводит к убыванию изгибной жесткости. Изменение состояния канатной смазки или проникновение жидкости внутрь каната приводит к изменению коэффициента затухания его колебаний. Результаты исследования могут быть использованы для создания мониторинговых систем состояния стальных канатов.

Куликовский А.Г., Чугайнова А.П. «О структуре разрывов в решениях гиперболических систем уравнений. Волны в стержнях. Особые разрывы» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 151-152 (2022)

Образование разрывов – “опрокидывание” волн – типичное поведение решений гиперболических систем уравнений. Если все условия на разрывах следуют из законов сохранения, то такой разрыв назовем ударной волной. Если для описания разрыва требуются дополнительные соотношения, которые следуют из рассмотрения структуры разрыва, то такие разрывы будем называть особыми. Хотя особые разрывы встречались ранее в различных моделях сплошных сред, они в основном относились к явлениям, связанными с химическими превращениями и наличием сильных колебаний в структуре разрывов. В предлагаемом докладе рассматривается модель, описывающая длинные нелинейные волны малой амплитуды, распространяющиеся по стержню. Изучаются продольно-крутильные волны в предположении, что деформации рассматриваются как линейные, а связь напряжений и деформаций нелинейна. Ранее в рамках этой модели изучены волны Римана и разрывы. В работе изучается структура разрывов. Структура разрывов описывается добавлением в уравнения движения вязких сил. Система уравнений является системой общего вида с простейшим описанием вязкой диссипации. Найдены условия существования особых разрывов. На примере предложенной модели показано, что особые разрывы влияют на множество допустимых разрывов и, как следствие, на строение решений физических задач.

Куликовский К.В., Стерлядкин В.В. «Радиофизические особенности радиолокационных отражений от ясного неба в миллиметровом диапазоне длин волн» Журнал радиоэлектроники, № 5, с. 3 (2023)

Исследованы особенности доплеровских спектров радиолокационных сигналов миллиметрового диапазона длин волн, рассеянных атмосферными неоднородностями в условиях ясного неба. Описана методика проведения измерений когерентным ветровым профайлером. Приведены результаты измерений радиолокационной отражаемости Z в условиях летней конвекции, которые не удается интерпретировать традиционной теорией Брегговского рассеяния на неоднородностях обусловленных локально однородной изотропной турбулентностью. Экспериментальные значения нередко на два порядка превышают максимальные теоретические оценки. Анализ тонкой структуры доплеровских спектров, полученных в летних условиях, указывает на их большую ширину, многопичковость, пространственную изменчивость. Данные особенности авторы связывают с формированием термиков, в структуре которых наблюдаются близко расположенные восходящие и нисходящие потоки. Высокий уровень радиолокационной отражаемости также подтверждает конвективную версию формирования сигналов, при которой большое различие влажности в близко расположенных восходящих и нисходящих слоях на границе термика приводит к формированию вихрей с большими градиентами показателя преломления.

Викулова Т.С., Диденкулов И.Н., Кулинич В.В., Прончатов-Рубцов Н.В., Сахаров Д.В. «Пузырьки в проточном акустическом резонаторе» Акустический журнал, 69, № 1, с. 7-12 (2023)

Приводятся результаты аналитического и численного исследования движения пузырьков в проточном резонаторе под действием радиационной силы и силы вязкого трения. Рассмотрены случаи слабых и сильных акустических полей. Ключевые слова: пузырьки, проточный резонатор, радиационная сила, слабые и сильные поля DOI: 10.31857/S032079192270006X, EDN: DBBTEE

Разумный Ю.Н., Баранов А.А., Агравал Б., Дула А.М., Крайзель Й., Купреев С.А., Спенсер Д.Б., Разумный В.Ю., Ясака Т. «Концепция орбитального обслуживания для разработки космической системы следующего поколения и ее ключевые технологии» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 23, № 4, с. 269-282 (2022)

За последние годы многие компании и национальные агентства в разных странах были вовлечены в разработку различных технических аспектов орбитального обслуживания. Описан опыт орбитального обслуживания в США и России. Рассматривается проблема орбитального обслуживания в целом. Показано, что орбитальное обслуживание относится к развитию космической инфраструктуры следующего поколения и решение проблемы орбитального обслуживания в значительной степени предопределяет характеристики космических систем следующего поколения. Для реализации орбитального обслуживания выделяются два одинаково важных направления: 1) обеспечение работоспособности спутников; 2) создание систем непосредственного обслуживания. Реализация каждого направления включает в себя широкий спектр разработок. В первом случае нужно учитывать возможность стыковки с обслуживаемым спутником, гарантированный доступ к компонентам спутника, блочно-модульную структуру обслуживаемого спутника, стандартизацию аппаратного обеспечения и разъемов и т.д. Реализация второго направления варьируется от разработки методов обслуживания и систем обслуживания до спутниковых орбит и оптимизации группировки. Представлены существующие и перспективные ключевые технологии для исправного обслуживающего спутника. Показано, что экономическая выгода орбитального обслуживания должна тщательно обосновываться с глобальной точки зрения с учетом особенностей будущей космической инфраструктуры. Обслуживание позволяет продлить срок службы спутников, снизив таким образом стоимость жизненного цикла, более того – создавать совершенно новые системы и миссии. Эти эффекты могут быть достигнуты не только посредством дозаправки или ремонта спутников, но и за счет коррекции их орбит. Предлагаемое орбитальное обслуживание создает перспективу создания коммерческой сети обслуживания и удаления мусора, сформированной на той же технологической базе, что, однако, представляет собой отдельные технологические проблемы, которые тесно связаны с орбитальным обслуживанием.

Орлов Д.А., Купреев С.А., Самусенко О.Е., Мельников В.М., Буркова И.В. «Методический подход к решению проблемы автономного парирования нештатных ситуаций при управлении космическим аппаратом» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 24, № 1, с. 17-29 (2023)

В рамках основных тенденции развития мировой космической деятельности, состоящей из расширения состава околоземных орбитальных группировок космических аппаратов, активизациит исследования планет и тел Солнечной системы, повышении требований к качеству и надежности осуществления космических экспедиций, на первый план выдвигается проблема развития и усовершенствования методики оптимального управления, системного анализа, поддержки принятия решений в целях проектирования высокоэффективных систем управления космических аппаратов. К этим исследованиям относится формирование методических подходов к изучению оптимального управления аппаратами при их движении в атмосферах планет, автономному управлению космическим аппаратом в условиях неопределенности полетных ситуаций и др. Проблемным вопросом проектирования экспедиций дальнего космоса является организация эффективного управления космическим аппаратом при значительной его удаленности от наземных станций. При этом безальтернативное условие успешного осуществления программ полета – это разработка и применение автономных систем управления космического аппарата, основанных на использовании высокоэффективных технологий сбора и обработки измерительной информации, что предопределяет необходимость совершенствования методов и алгоритмов автономного принятия решений по управлению космическим аппаратом. Разработан новый методический подход к структурному построению автономных систем управления космического аппарата, основанный на созданных технологиях идентификации полетных ситуаций: обработка проводимых измерений; формирование логических решающих правил; прогнозирование траекторий полета и работоспособности бортовой аппаратуры. Приведена формальная постановка задачи автономного принятия решений по управлению космическим аппаратом.

Куприянова А.Е., Гриценко В.А. «Геометрия поля давления при взаимодействии погружающихся пятен конвективной природы» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 151-154 (2022)

Проникновение холода с поверхности в глубину воды происходит известным образом. На границе раздела вода–атмосфера в поверхностном слое воды формируется тонкий термический слой холодной воды. На нижней неустойчивой границе данного слоя по достижении его критического объема образуются термики холодной воды, которые погружаются и смешиваются с окружающей водой. Процесс охлаждения тонкого поверхностного слоя и его распространения в глубину рассматривался рядом исследователей ещё во второй половине двадцатого века, но из-за недостаточной разрешимости приборных измерений в первых сантиметрах воды, высокой стоимости экспедиционных исследований и недостаточного пространственно-временного разрешения численных моделей изучение выхолаживания воды оказалось недостаточно полным. В работе представлены результаты исследования процесса выхолаживания воды с поверхности моря при взаимодействии отдельных термиков между собой в процессе их погружения в толщу воды. Проведенные лабораторные эксперименты позволили на качественном уровне описать этапы процесса взаимодействия отдельных пятен, погружающихся в окружении пресной воды, а численные эксперименты детализировали результаты лабораторных экспериментов. Генерация завихренности бароклинной природы способствует образованию грибовидной формы у пятен соленой воды, а неодинаковость в погружении пятен породила неодинаковость вихревых полей, что приводит к их контакту

Бородина Ю.Н., Губанова И.А., Курилов В.Б., Слитинская А.Ю., Цыганов А.П. «Исследования по определению оптимальных положений элементов адаптивной механизации задней кромки крыла пассажирского самолета» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 38-39 (2022)

В последние несколько десятилетий наблюдается устойчивая тенденция по упрощению взлетно-посадочной механизации пассажирских самолетов. Использование сложной многозвенной взлетно-посадочной механизации существенно утяжеляет и удорожает самолет и снижает его конкурентные преимущества. В последнее время для перспективных самолетов рассматривается адаптивная механизация задней кромки крыла. Применение адаптивной механизации позволяет существенно упростить механизм выдвижения, сводя его к повороту относительно неподвижной оси или оси с небольшим смещением. Однако для оптимизации такого положения приходится использовать дополнительный элемент в виде отклоняемого вниз интерцептора. В настоящей работе представлен цикл исследований по определению оптимального сочетанию углов отклонения закрылка и отклоняемого интерцептора. Экспериментальные исследования проводились на большеразмерной модели механизированного крыла перспективных ЛА ТМК-1. По результатам исследований получены оптимальные сочетания углов отклонения интерцептора и положений закрылка. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании взлетно-посадочной механизации нового поколения перспективных пассажирских самолетов.

Ковалев Д.П., Ковалев П.Д., Куркин А.А. «Длинные волны в районе южных Курильских островов» Экологические системы и приборы, № 3, с. 40-54 (2023)

Описаны результаты исследований длинных волн с периодами от 1 до 70 часов, выполненные с использованием временных рядов колебаний уровня моря и температуры воды секундной дискретности, измеренных в районе южных островов Курильской гряды Кунашир и Уруп с помощью автономным регистраторов волнения АРВ-К14. Проведенный спектральный анализ временных рядов колебаний уровня выявил волновые процессы с периодами около 12, 12.4, 23.8 и 25.9 ч, которые обладают наибольшей энергией и являются главными приливными гармониками S2, M2, _f1 и O1. Дано объяснение волновых процессов с периодами более 21 ч с помощью численного моделирования, использующего дисперсионное соотношение для волн континентального шельфа с экспоненциальным профилем морского дна, которое показало, что обнаруженные спектральные пики могут быть отнесены к шельфовым волнам. Анализ волновых процессов с периодами от 3.4 до 12.3 ч, обнаруженных в спектральных плотностях колебаний уровня моря вблизи м. Ловцова и м. Ван-Дер-Линд, с использованием дисперсионного соотношения для краевых волн Стокса в приближении плоского наклонного дна показал, что волновые процессы с периодами от 3.4 до 12.3 часа могут являться краевыми захваченными волнами. Методами численного моделирования, проверена возможность генерации сейш Охотского моря с периодами 3.4 до 12.3 ч, которые показали, что обнаруженные волновые процессы могут быть также и сейшами, а часть их энергии способствует генерации краевых волн. Спектральный анализ временных рядов температуры воды показал присутствие внутренних волн с периодами суточных приливных гармоник, которые могут генерироваться баротропным приливом, текущим по рельефу дна. Из проведенного анализа следует, что периоды внутренних волн в диапазоне от 4.8 до 11.9 близки к периодам сейш генерируемых атмосферными возмущениями или ветром, что говорит о передаче части их энергии внутренним волнам. В спектрах колебаний уровня моря и температуры отсутствуют пики, соответствующие инерционным периодам, что согласуется с выводом универсальной модели внутреннего волнового спектра Гарретта и Манка. Ключевые слова: длинные волны, внутренние волны, спектральный анализ. DOI: 10.25791/esip.3.2023.1360

Копьев В.Ф., Ершов В.В., Храмцов И.В., Кустов О.Ю. «Повышение точности локализации дипольных источников звука с помощью плоских микрофонных антенн» Акустический журнал, 69, № 2, с. 191-206 (2023)

Разработан метод проведения настройки микрофонной решетки на оптимальное качество визуализации акустических диполей. Проведена генерация акустических диполей в экспериментальных условиях в заглушенной камере с помощью обтекания дозвуковым воздушным потоком тонкого металлического стержня и тонкой прямоугольной пластины. Для подтверждения работоспособности созданного подхода проведен сравнительный анализ карт визуализации, полученных с использованием разработанного подхода, с результатами, полученными с использованием решетки подобного класса, настроенной традиционным монопольным способом. Разработанный подход, адаптирующий решетку к дипольной модели излучения и основанный на модификации передаточных функций, учитывающих влияние направленности падения звуковых волн, демонстрирует повышение динамического диапазона решетки при использованном оптимальном размещении микрофонов. Ключевые слова: микрофонная антенна, плоский бимформинг, акустический диполь, локализация источников шума DOI: 10.31857/S0320791923600063, EDN: IUGYUM

Зотикова П.В., Кучеров Н.А., Лепешинский И.А., Решетников В.А. «О решении обратной задачи расчета форсунки с газожидкостным двухфазным потоком» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 77-82 (2023)

Рассматривается возможность решения обратной задачи расчета газожидкостной струйной форсунки с пузырьковой структурой двухфазного потока. Находятся параметры, определяющие работу форсунки (перепад давления, диаметр отверстия и концентрация воздуха), для заданного значения среднего диаметра Заутера. Для этого было проведено экспериментальное исследование работы смесителя с двухфазным рабочим телом с форсунками различного диаметра на пузырьковом режиме работы с водо-воздушным рабочим телом. В процессе эксперимента измерялись параметры подводимых к смесителю фаз (расходы, давления и температуры), а также давление перед форсунками. Дисперсные и скоростные характеристики в факеле распыла измерялись лазерным теневым методом. На основе собранной статистики была получена искомая корреляционная зависимость, позволившая решать данную задачу.