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.

Новиков А.В., Образ А.О., Тимохин Д.А. «Влияние выдува и отсоса газа на неустойчивость сверхзвукового пограничного слоя» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 69-76 (2023)

Представлены результаты исследования устойчивости пограничного слоя на плоской пластине с участком выдува/отсоса газа через стенку по нормали к поверхности при большом сверхзвуковом числе Маха набегающего потока. Численное моделирование ламинарного обтекания пластины с участком распределенного выдува/отсоса фиксированной интенсивности производится с помощью интегрирования уравнений Навье–Стокса. Неустойчивые возмущения в искаженном выдувом/отсосом пограничном слое анализируются в рамках линейной теории устойчивости и метода e^N для течений сжимаемого газа. Рассмотрены высокочастотные возмущения, относящиеся к плоской второй моде пограничного слоя, наиболее неустойчивые при высоких скоростях. Показано, что выдув/отсос газа приводит к немонотонному изменению инкрементов роста возмущений с появлением областей стабилизации/дестабилизации по сравнению со случаем без выдува/отсоса.

Овсянников В.М. «Описание волн неустойчивости высокотемпературной плазмы действием членов высокого порядка малости уравнения неразрывности Эйлера» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 197-200 (2022)

В уравнении неразрывности для напряженности магнитного поля системы уравнений электродинамики Максвелла учтены члены высокого порядка малости, вычисленные Эйлером в 1752 г. для гидродинамического уравнения неразрывности. Представлен математический аппарат уменьшения самопроизвольного волнообразования и увеличения устойчивости течения плазмы, составленный только из классических построений Эйлера и Максвелла без включения в него каких-либо дополнительных соотношений и ограничений. Для повышения устойчивости течения плазмы в установке для управляемого термоядерного синтеза предлагается использовать магнитное поле, обеспечивающее минимальные значения производных от якобианов второго порядка по координатным осям.

Долгих Г.И., Долгих С.Г., Овчаренко В.В., Чупин В.А., Швец В.А., Яковенко С.В. «Регистрация нелинейных волн типа «две сестры», «три сестры»» Экологические системы и приборы, № 12, с. 31-37 (2022)

Обсуждаются результаты обработки и анализа экспериментальных данных, полученных на лазерном измерителе вариаций гидросферного давления при регистрации вариаций гидросферного давления на дне на шельфе Японского моря. Основное внимание уделено изучению физических механизмов возникновения нелинейных гидрофизических возмущений в диапазоне гравитационных и инфрагравитационных морских волн, относящихся к классу волн-убийц, амплитуды которых более чем в два раза превышают амплитуды граничащих сигналов данного диапазона периодов. Обнаружены классические нелинейные возмущения, относящиеся к волнам-убийцам «одна сестра», «две сестры», «три сестры». Возникновение их связано с взаимодействием гравитационных и инфрагравитационных морских волн зоны расположения регистрирующей аппаратуры. При спектральной обработке полученных экспериментальных данных выделены основные моды ветрового волнения и инфрагравитационных морских волн, ответственных за формирование наблюдаемых волн-убийц. Ключевые слова: волны-убийцы, «две сестры», «три сестры», явление возврата. DOI: 10.25791/esip.12.2022.1337

Могилевский Е.И., Оганесян Л.Р. «Полигональные гидравлические прыжки как результат развития гофрировочной неустойчивости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 183-185 (2022)

Если круглая струя вязкой жидкости падает на горизонтальную плоскость, вблизи места падения жидкость растекается тонким слоем, а на некотором расстоянии от него образуется участок, где толщина слоя резкого изменяется – имеет место гидравлический прыжок. Как правило, при умеренных числах Рейнольдса падающей струи имеет место стационарное осесимметричное течение и прыжок является круговым. Вместе с тем, в экспериментальных работах показано, что при определенных условиях наблюдаются сложные структуры, прыжок имеет форму звездчатого многоугольника со скругленными концами; мы будем называть такие прыжки полигональными. Измерения показывают, что переход от кругового прыжка к полигональным происходит при достаточно большом вкладе капиллярных сил, а также в том случае, когда перепад толщин велик. Описанные в литературе модели полигональных прыжков предполагают, что число вершин прыжка задается граничными условиями, что принципиально отличается от постановки задачи, соответствующей эксперименту. В настоящей работе предлагается модель, позволяющая определить наиболее вероятное число вершин полигональных прыжков, а также критерии их образования. Используется аналогия между течениями мелкой воды и газовой динамикой и исследуется механизм, аналогичный гофрировочной неустойчивости ударных волн

Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. «Развитие Форбуш-понижений, связанных с корональными выбросами из активных областей и регионов вне активных областей» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 1, с. 43-57 (2023)

По материалам созданной в ИЗМИРАН базы данных Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений исследовалось развитие Форбуш-понижений, связанных с корональными выбросами из активных областей, сопровождающимися солнечными вспышками, и волоконными выбросами вне активных областей. Сравнивалось развитие Форбуш-понижений двух типов в течение солнечных циклов 23–24, максимумов этих циклов и минимума между ними. С применением статистических методов, исследовались распределения интервалов времени от начала Форбуш-понижения до регистрации: минимальной плотности космических лучей, максимального часового понижения плотности, максимальной анизотропии космических лучей, максимума скорости солнечного ветра, максимума напряженности межпланетного магнитного поля, минимума Dst-индекса. Разница между развитием Форбуш-понижений двух типов сравнивалась, когда межпланетное возмущение содержит или не содержит магнитное облако у Земли. Результаты показали, что вспышечные события развиваются быстрее, чем волоконные, даже при близких значениях параметров солнечного ветра. Разница в развитии Форбуш-понижений двух типов заметнее в случае присутствия магнитного облака у орбиты Земли. Наибольшая разность между временны? ми параметрами в двух типах событий наблюдается для времени регистрации максимальной напряженности межпланетного магнитного поля. Фаза спада Форбуш-понижений двух типов одинакова в максимуме цикла 23 и длиннее для волоконных событий в максимуме цикла 24 и минимуме 23–24. С учетом всех временных параметров, разница между развитием Форбуш-понижений двух типов заметнее в максимуме цикла 23 и в минимуме 23–24, чем в максимуме цикла 24.

Белов А.В., Шлык Н.С., Абунина М.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г., Мелкумян А.А. «Выделение солнечно-суточной анизотропии космических лучей локальным и глобальным методами» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 306-320 (2023)

По данным нейтронного монитора ст. Москва с помощью гармонического анализа получены характеристики солнечно-суточной анизотропии космических лучей в спокойные дни за длительный период с 1965 по 2020 гг. Установлено, что средний суточный ход вариаций космических лучей нейтронных мониторов ст. Москва практически полностью описывается двумя гармониками солнечно-суточной анизотропии и не содержит признаков других влияний. Сравнение со среднесуточными характеристиками экваториальной составляющей векторной анизотропии космических лучей, полученными по данным мировой сети нейтронных мониторов с помощью метода глобальной съемки, показало хорошее согласие результатов двух методик. Из сравнения локальных и глобальных результатов получены оценки приемных коэффициентов первой гармоники анизотропии космических лучей для нейтронного монитора ст. Москва и предложен новый экспериментальный метод расчета приемных коэффициентов отдельных детекторов. Обсуждены и обоснованы ограничения локальной методики, а также возможности продолжения и расширения данного исследования.

Орехов Г.В., Щесняк Л.Е. «Сопряжения закрученного потока с продольным течением» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 23, № 4, с. 322-335 (2022)

В практике проектирования и эксплуатации гидротехнических и водохозяйственных объектов вопросы сопряжения потоков зачастую приобретают первостепенный характер, поскольку требуют внимательного подхода к воздействию на береговую инфраструктуру водных объектов и их сооружений со стороны различного рода течений и струй. Изучено сложное течение в виде затопленной струи, образованной сопряжением циркуляционно-продольного (закрученного) потока с массивом воды, имеющим относительную продольную скорость течения. Исследования проводились посредством математического и физического моделирования. Для выполнения лабораторных экспериментов создан испытательный стенд с моделью для получения циркуляционно-продольного потока и потока с продольной скоростью течения, который формировался в гидравлическом лотке. Численный эксперимент проведен в программном комплексе ANSYS (Fluent). Получены поля и распределения скоростей результирующего течения. Сделан выбор в пользу наиболее благоприятного в плане гидродинамического воздействия на береговую инфраструктуру. Дана оценка точности расчетов численным методом на основе сравнения с результатами физического эксперимента.

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.

Агеев А.И., Осипцов А.Н. «Вычисление теплового потока на полосчатой супергидрофобной поверхности» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 21-24 (2022)

Рассматривается установившееся течение несжимаемой теплопроводной ньютоновской жидкости в микроканале, нижняя стенка которого является супергидрофобной.

Голубкина И.В., Осипцов А.Н. «Режимы и структура течения при взаимодействии волн уплотнения с плоской стенкой в газокапельном потоке» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 73-76 (2022)

Исследуются стационарные течения газокапельного потока с учетом фазовых переходов в области регулярного взаимодействия волн уплотнения с плоской стенкой.

Егошина В.Д., Гонгальский М.Б., Цурикова У.А., Свиридов А.П., Осминкина Л.А., Андреев В.Г. «Кавитационная активность водных суспензий пористых кремниевых наночастиц с различной степенью гидрофобности поверхности» Акустический журнал, 69, № 1, с. 92-100 (2023)

Исследована зависимость порогов акустической кавитации в водных суспензиях наночастиц пористого кремния (пКНЧ) от степени гидрофобности их поверхности. Наночастицы со средним размером 100 нм изготавливались механическим измельчением пленок пористого кремния (ПК) в этаноле. Согласно данным ИК-спектроскопии, такие пКНЧ исходно характеризуются гидрофильной по- верхностью. Для получения амфифильных (гидрофобно-гидрофильных) наночастиц, пленки ПК перед измельчением гидрофобизировались путем модификации поверхности октадецилсиланом. При измельчении в этаноле гидрофобных пленок ПК до наночастиц, происходит разрыв кремний- кремниевых связей с последующим их окислением, за счет чего поверхность частично гидрофилизируется. Показано, что порог акустической кавитации в суспензиях амфифильных пКНЧ существенно снижается по сравнению с гидрофильными КНЧ. Величина порога акустической кавитации в суспензии амфифильных наночастиц с концентрацией 1 мг/мл оставалась практически постоянной в течение 5 дней. Полученные результаты важны для разработки методов сонодинамической терапии раковых заболеваний с использованием пКНЧ. Ключевые слова: акустическая кавитация, пористые кремниевые наночастицы, пористый кремний, ультразвук, гидрофобность DOI: 10.31857/S032079192260038X, EDN: DAPXSE

Остриков Н.Н., Яковец М.А., Ипатов И.С., Панкратов И.В. «Валидация метода определения модального состава тонального звукового поля в цилиндрическом канале на основе синхронных измерений в канале и дальнем поле при отсутствии потока» Акустический журнал, 69, № 2, с. 216-229 (2023)

Разработан метод определения модального состава коррелированных звуковых мод, распространяющихся в цилиндрическом канале, особенностью которого является учет эффекта отражения звука от открытого конца канала с помощью численного или аналитического расчета коэффициентов отражения. В заглушенной камере AК-2 проведена валидация данного метода, в которой звуковое поле создавалось в канале маломасштабной модели воздухозаборника с помощью 12 динамиков на фиксированных частотах, определение модального состава осуществлялось с помощью 48 микрофонов, установленных заподлицо стенок канала, и проводились синхронные измерения направленности излучения звука из открытого конца канала в дальнем поле. При этом на основе найденных амплитуд звуковых мод в канале проводился расчет характеристик излучения в дальнем поле с использованием аналитического решения по излучению звука из полубесконечного цилиндрического канала, результаты которого сравнивались с результатами измерений. Показано, что амплитуды звуковых мод, найденные согласно разработанному методу, позволяют с высокой точностью восстановить характеристики дальнего звукового поля в тех случаях, когда число сгенерированных распространяющихся мод в канале не превышает количества установленных микрофонов в цилиндрической решетке. Ключевые слова: модальный анализ звукового поля в каналах, когерентные звуковые моды, цилиндрический канал, коэффициенты отражения звуковых мод от открытого конца канала, излучение звука из открытого конца канала DOI: 10.31857/S0320791923600099, EDN: IULPLA

Ермолаев В.И., Охрименко С.Н., Паршуков В.Н., Потапычев С.Н., Рубанов И.Л. «Некоторые результаты модельных исследований функционирования сетецентрической системы освещения подводной обстановки в мелком море» Гидроакустика, № 52, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA52.pdf (2022)

Исследуется функционирование сетецентрической системы освещения подводной обстановки в мелком море при различных гидроакустических условиях. Ключевые слова: сетецентрические системы освещения подводной обстановки, мелкое море, различные временные сезоны

Очиров А.А., Лапшина К.Ю. «О визуализации течений в невязких стратифицированных и однородных средах» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 200-202 (2022)

Рассматривается задача о распространении поверхностных волн по границе раздела невязких стратифицированных жидкостей, движущихся поступательно друг относительно друга с постоянной скоростью. Скорость относительного движения считается докритической в смысле реализации неустойчивости по отношению к тангенциальному разрыву скоростей. Ставится задача об определении дисперсионных соотношений и визуализации течения, связанного с распространением волны. Получены и проанализированы дисперсионные соотношения, описывающие связь между частотой и длинной волны или волновым числом, а также другими параметрами рассматриваемой задачи. Получены выражения для фазовой и групповой скоростей волнового движения. Визуализированы потоки энергии и импульса, возникающие при волновом движении. Исследовано влияние стратификации жидкости на характеристики волнового движения.

Ходырев С.В., Очиров А.А. «Распространение цилиндрических волн на поверхности стратифицированной жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 267-268 (2022)

Волны, распространяющиеся вдоль свободной поверхности жидкости, издавна вызывают интерес у исследователей из разных стран. Часто задача решается в плоской постановке для упрощения математических выкладок. При этом в классических описаниях поверхностных волн часть решений зачастую бывает утеряна. Основываясь на фундаментальной системе уравнений, была построена упрощенная модель для невязкой жидкости, в которой уравнение состояния заменятся выражением для плотности жидкости. В результате исследования было получено и проанализировано дисперсионное соотношение, описывающее связь между частотой и длинной волны или волновым числом, а также другими параметрами рассматриваемой задачи. Получены выражения для фазовой и групповой скоростей волнового движения. Исследовано влияние стратификации жидкости на распространение волны. Показано, что предельный переход к однородной жидкости выполняется.

Чашечкин Ю.Д., Очиров А.А. «Поверхностные волны в вязкой непрерывно стратифицированной жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 283-286 (2022)

Задачи распространения волн в неоднородных средах привлекают внимание исследователей в связи с большим количеством научных и практических приложений. Если речь идет о стратифицированных жидкостях, то чаще внимание наблюдателей обращено на изучение внутренних волн. Настоящая работа направлена на исследование распространения поверхностных волн. Были проанализированы дисперсионные соотношения, описывающее связь между частотой и длиной волны или волновым числом, а также другими параметрами задачи. Получены выражения для фазовой и групповой скоростей волнового движения и их аналоги для сопутствующих лигаментов. Также визуализированы потоки энергии и импульса на характерных масштабах волнового и лигаментного течения. Исследовано влияние стратификации жидкости на характеристики волн.