Шайдуллин Л.Р., Фадеев С.А. «Исследование осаждения аэрозоля в закрытой трубе с конусной насадкой» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 289-291 (2022)

Губайдуллин Д.А., Ткаченко Л.А., Фадеев С.А., Шайдуллин Л.Р. «Резонансные колебания газа в закрытой трубе при наличии неоднородного температурного поля» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 86-88 (2022)

Исследованы колебания газа в закрытой трубе в неоднородном температурном поле вблизи резонансных частот возбуждения при различных источниках теплоты. В численных экспериментах с увеличением объемной плотности теплового потока наблюдается дисперсия резонансной частоты, обусловленная пропорциональностью резонансной частоты и скорости звука. При наличии источника тепла в трубе амплитуда колебаний осевой компоненты скорости газа приобретает параболический радиальный профиль. Результаты расчетов показывают, что при заданной амплитуде смещения поршня увеличение температуры ведет к росту интенсивности колебаний газа.

Губайдуллин Д.А., Шайдуллин Л.Р., Фадеев С.А. «Вынужденные продольные колебания газа и аэрозоля в открытой трубе со скачком сечения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 510, № 1, с. 59-63 (2023)

Экспериментально исследуются вынужденные продольные колебания газа и аэрозоля в открытой трубе со скачком сечения. Наблюдается интенсификация колебаний газа в трубе со скачком сечения в сравнении с однородной трубой, при этом сохраняется близкий к гармоническому, непрерывный вид формы волны давления. Обнаружена немонотонная зависимость времени осаждения аэрозоля от частоты колебаний с минимальным значением на резонансной частоте.

Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Валидация двухточечной модели шума взаимодействия струи и крыла для реалистичной конфигурации» Акустический журнал, 69, № 2, с. 146-154 (2023)

Для случая реалистичной маломасштабной конфигурации “двухконтурное сопло–механизированное крыло” проводится проверка разработанного ранее упрощенного полуэмпирического метода расчета низкочастотного шума взаимодействия струи и крыла самолета. В качестве входных данных для расчета шума используются результаты измерений амплитуды и конвективной скорости возмущений ближнего поля турбулентной струи вблизи задней кромки выпущенного закрылка, выполненных парой датчиков давления, установленных заподлицо с нижней поверхностью модели крыла. Показано, что результаты расчетной оценки спектральных характеристик и направленности шума взаимодействия хорошо согласуются с прямыми измерениями шума в дальнем поле как в статических условиях, так и при наличии спутного потока, имитирующего эффект полета. Ключевые слова: шум взаимодействия струи и крыла, волны неустойчивости, дифракция DOI: 10.31857/S032079192260055X, EDN: ITKVCH

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

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.

Фёдоров Е.Н., Мазур Н.Г., Пилипенко В.А. «Электромагнитные поля в верхней ионосфере от горизонтального крайне низкочастотного наземного излучателя конечной длины» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 65, № 9, с. 697-712 (2022)

Теоретически рассмотрена возможность обнаружения электромагнитного отклика в верхней ионосфере от крупномасштабных крайне низкочастотных (КНЧ) передатчиков низкоорбитальными спутниками. В качестве примера таких мегаантенн рассмотрены передатчик «Зевс» на частоте 82 Гц и установка FENICS с выведенными из эксплуатации линиями электропередач, запитываемыми генератором на частотах 0,5–100 Гц. Численно рассчитана утечка энергии КНЧ излучения в верхнюю ионосферу от заземлённого линейного тока конечной длины, подвешенного над высокоомной земной поверхностью. Высотный профиль параметров ионосферной плазмы реконструирован с использованием модели ионосферы IRI. Основным этапом анализа проблемы является решение уравнений Максвелла в системе атмосфера-ионосфера с источником в виде горизонтального токового диполя. Проведено разбиение электромагнитного поля на потенциальную и вихревую составляющие с помощью представления через потенциалы. Данная задача лишена осевой симметрии, а потенциальная и вихревая составляющие поля в отдельности такой симметрией обладают. Этот подход позволяет разделить переменные и перейти с помощью преобразования Ганкеля к одномерной краевой задаче. Возмущение, возбуждаемое горизонтальным током конечной длины, рассчитывается путём суммирования полей горизонтальных токовых диполей, плотно расположенных вдоль линии тока. Согласно предлагаемой модели, для горизонтальных КНЧ антенн с токами 100–200 А и длиной 60–100 км амплитуды электрического отклика ночной верхней ионосферы могут достигать значений 60–70 мкВ/м.

Федоров Ю.В. «Волновая динамика капель октафторпропана в упруго-вязкой жидкости» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 258-259 (2022)

В работе Doinikov A.A., Sheeran P.S., Bouakaz A., Dayton P.A. (doi: 10.1118/1.4894804) представлены экспериментальные данные по росту пузырька пара внутри капли октафторпропана, находящейся в воде. Предполагалось, что когда капля полностью испарялась, то начинал совершать радиальные колебания чистый пузырек пара, то есть в этом случае полагалось, что отсутствуют фазовые переходы. Приведено сравнение с описанным экспериментом. Найдено хорошее соответствие теории с опытными данными.

Федюшкин А.И., Иванов К.А. «Решение задач о высокочастотной вибрационной конвекции в областях различной геометрии» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 260-263 (2022)

Приведены примеры численного решения задач о вибрационной конвекции в областях различной геометрии (прямоугольной, цилиндрической, одно- и многосвязной) заполненной неравномерно нагретой жидкостью, находящейся в высокочастотном вибрационном поле с ускорением. Для условий невесомости в высокочастотном вибрационном поле представлены виброконвективные течения в расплаве (с малым числом Прандтля) в полостях различной геометрии для разных вибрационных параметров. Показано, что изменением вибрационных параметров можно менять структуру и направление конвективного течения, что согласуется с теоретическими результатами, указывающими на дискретную неустойчивость возникновения виброконвекции.

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.

Прокофьев В.В., Архангельский Е.А., Бойко А.В., Филатов Е.В. «Использование волновых движителей на судне с малой площадью ватерлинии» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 41-53 (2023)

Экспериментально исследуется эффективность волновых движителей (ВД) двух типов (качающееся подпружиненное крыло и прямоточный ВД) на модели судна с малой площадью ватерлинии (СМПВ). В качестве рабочего элемента как качающегося, так и прямоточного ВД использовался профиль NACA0015. В случае прямоточного ВД плоский профиль был жестко закреплен относительно корпуса судна с наклоном хорды крыла 30°. Проведены исследования эффективности работы волновых движителей на волнах различной длины в зависимости от осадки корпусов СМПВ и, в случае качающегося подпружиненного крыла, также от глубины погружения движителя. С использованием результатов буксировочных испытаний проведена оценка силы тяги прямоточного ВД при различных условиях эксплуатации. Обнаружено, что с ростом глубины погружения корпусов судна эффективность прямоточного ВД растет, а качающегося ВД уменьшается, однако он в значительной мере сохраняет работоспособность, при условии, что рабочий элемент ВД остается на оптимальной глубине вблизи от поверхности воды.

Филатьев А.С., Голиков А.А. «Необходимые условия существования космических аппаратов на замкнутых ультранизких орбитах» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 508, № 1, с. 68-74 (2023)

Рассмотрена задача стабилизации космических аппаратов на ультранизких (для Земли 120–250 км) орбитах с помощью воздушного электрореактивного двигателя, использующего газы окружающей атмосферы в качестве рабочего тела. Выделяются качественные отличия воздушных электрореактивных двигателей от традиционных электроракетных двигателей и на основании фундаментальных законов механики и электродинамики обосновываются необходимые условия существования космических аппаратов с воздушным электрореактивным двигателем на замкнутых ультранизких орбитах.

Филиппов Б.П. «Проявление магнитных жгутов в структуре солнечных протуберанцев» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 2, с. 174-180 (2023)

Вид спокойных солнечных протуберанцев чаще всего напоминает широкий занавес или изгородь из вертикального частокола. Трудно вообразить, что такая структура может быть связана или даже образована магнитным жгутом, пучком закрученных в цилиндрическую спираль силовых линий, который иногда наглядно проявляется в волокнах активных областей. Однако при сравнительно небольшой активизации протуберанцев, когда составляющая их плазма начинает двигаться вдоль силовых линий поля, структура магнитного жгута может быть различима. Показан пример спокойного протуберанца, в котором наблюдается вращательное движение вдоль спиральных траекторий, обрисовывающих жгут. Вращение хорошо видно на временнoй диаграмме, составленной из узких полосок изображений протуберанца вдоль траектории движения.

Нестерчук Г.А., Смирнов А.Л., Филиппов С.Б. «Собственные колебания цилиндрической оболочки с крышкой. II. Анализ спектра» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 10, № 2, с. 334-343 (2023)

С помощью численных и асимптотических методов исследуются низшие собственные частоты и формы колебаний конструкции, состоящей из замкнутой круговой цилиндрической оболочки с присоединенной к ней концевой крышкой, имеющей форму пологого сферического сегмента. Выделены три типа собственных колебаний конструкции. Собственные частоты и формы колебаний первого типа, близкие к частотам и формам колебаний пологой сферической оболочки, исследованы в предыдущей работе. В данной работе изучаются формы и частоты второго (цилиндрическая оболочка) и третьего (консольная балка с грузом) типов колебаний. Решается оптимизационная задача об определении значений параметров конструкции, относительной толщины ее элементов и кривизны концевой крышки, при которых минимальное значение собственной частоты максимально. Сравнение асимптотических и численных результатов, полученных при помощи метода конечных элементов, обнаруживает их хорошее совпадение.

Филиппов С.Б., Смирнов А.Л., Нестерчук Г.А. «Собственные колебания цилиндрической оболочки с крышкой. I. Асимптотический анализ» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 10, № 1, с. 109-120 (2023)

Низшие собственные частоты и формы колебаний конструкции, состоящей из замкнутой круговой цилиндрической оболочки с присоединенной к ней концевой крышкой, имеющей форму пологого сферического сегмента, исследуются в статье с помощью численных и асимптотических методов. Выделены три типа собственных колебаний конструкции. Собственные частоты и формы колебаний первого типа близки к частотам и формам колебаний пологой сферической оболочки, формы и частоты второго типа – к частотам и формам цилиндрической оболочки, а третьего типа – к частотам и формам колебаний консольной балки с грузом на конце. В данной работе асимптотическими методами найдены приближенные значения для частот колебаний первого типа. Обнаружено хорошее согласие асимптотических и численных результатов, полученных с помощью метода конечных элементов.

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

Шмакова Н.Д., Вуазен Б., Соммерия Ж., Флёр Я.-Б. «Фокусировка внутренних волн при различных числах Стокса» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 297-300 (2022)

Проведено сравнение экспериментальных данных с трехмерными аналитическими расчетами в вязкой жидкости. При малых амплитудах колебания наблюдается отличное согласование теории c экспериментом. Наблюдается зависимость возникновения нелинейных эффектов от числа Стокса и амплитуды колебания. При малых амплитудах колебаний и при малых числах Стокса преобладают волны на фундаментальной чистоте. При увеличении амплитуды колебания, также как и при увеличении числа Стокса, возникает триадный резонанс. При большой амплитуде колебаний и при больших числах Стокса наблюдается волновая турбулентность.

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

Фомичев В.В., Чернов Г.П. «Тонкая структура солнечных радиовсплесков IV типа, связанных со стационарными и движущимися источниками» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 2, с. 181-189 (2023)

Рассмотрены различные виды тонкой структуры в континуальном излучении радиовсплесков IV типа применительно к разным типам источников излучения, стационарным и движущимся. В случае стационарных источников происхождение тонкой структуры связано как с процессами в отдельных магнитных петлях (квазипериодическое ускорение, магнитогидродинамические волны), так и с крупномасштабными процессами, связанными с распространением магнитогидродинамических возмущений, формированием петельных аркад и синхронными с ними процессами дискретного ускорения частиц, обуславливающих пульсирующий характер радиоизлучения. Для случая движущегося источника механизм генерации в значительной степени зависит от магнитной структуры источника (расширяющаяся магнитная арка или изолированное плазменное облако). В этом случае важна также связь с корональными выбросами массы и ударными волнами. Секундные пульсации объясняются магнитогидродинамическими колебаниями источника в виде магнитной петли или облака. Отсутствие прочей тонкой структуры в континууме движущихся всплесков IV типа может быть связано с критическим углом конуса потерь для возбуждения вистлеров.

Гайдуков Р.К., Данилов В.Г., Фонарева А.В. «Моделирование фазовых переходов при обтекании малой неровности» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 68-71 (2022)

Рассматривается задача обтекания вязкой несжимаемой жидкостью ледяной поверхности с малой локализованной в точке неровностью (например, горбик или ямка) при достаточно больших значениях числа Рейнольдса в отсутствие силы тяжести. Целью работы является исследование фазового перехода (лед–вода).

Шисян Лю, Фэй Инь, Мелихов В.И., Мелихов О.И. «Анализ экспериментов по гидродинамике горизонтального парогенератора с помощью кода STEG» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 294-297 (2022)

Представлены результаты валидации кода STEG на экспериментах по течению двухфазной смеси сквозь горизонтальные пучки труб. Эксперименты проводились на модели, состоящей из прозрачного сосуда, внутри которого находился пучок труб, дырчатый лист и закраина, отделяющая подъемный участок движения циркуляционного контура модели от опускного. Объемные паросодержания и скорости воды измерялись в различных точках модели. Представлено краткое описание кода STEG, основанного на 3D двухжидкостной модели. Установлены особенности пространственных двухфазных течений и проведено количественное сравнение с экспериментальными данными. Получено хорошее соответствие между расчетными и экспериментальными данными. Около 90% экспериментальных данных как для объемных паросодержаний, так и для скорости воды определяются кодом STEG с точностью до 10%.