Никитов С.А., Таранов А.В., Хазанов Е.Н. «Фононная спектроскопия твердых диэлектриков» Акустический журнал, 69, № 1, с. 41-55 (2023)

Представлен метод исследования твердых диэлектриков в условиях нестационарного распростра- нения фононов субтерагерцовых частот. Метод основан на анализе транспортных характеристик фононов тепловых частот в области гелиевых (Не) температур (2–4 K) в режиме диффузии и позволяет исследовать: кинетические характеристики фононов тепловых частот в монокристаллах твердых растворов, вклад в рассеяние фононов от концентрации, типа и позиций примеси замещения, дефектов, сопоставимых с длиной волны (кластеров, фазовых неоднородностей, дислокаций), низкоэнергетических возбуждений различной природы, в том числе связанных с образованием равно- весной конфигурации вакансий в анионной подрешетке относительно катионов примеси замещения; критерии равновесия в системе неравновесные фононы – низкоэнергетические возбуждения; особенности фононного спектра наноструктурированных материалов; связь коэффициента диффузии фононов субтерагерцовых частот с системой межзеренных границ (МГ), размером зерна, условия формирования “щели” в фононном спектре наноструктурированных керамик; спектральные свойства МГ и их связь с технологическими условиями синтеза, оценить средние по образцу значения толщины и акустического импеданса МГ; особенности транспорта фононов тепловых частот в аморфных диэлектриках (стеклах и стеклоподобных материалах) в области “плато” теплопроводности, возможность формирования “щели” в спектре фононных состояний; транспорт фононов субтерагерцовых частот в керамиках на основе сегнетоэлектриков, твердых растворов электролитов, керметах. Ключевые слова: неравновесные фононы, двухуровневые системы, межзеренные границы DOI: 10.31857/S0320791922600457, EDN: ATODUQ

Хайирбеков Ш.Х., Ильиных А.Ю. «Тонкая структура распределения вещества составной капли в принимающей жидкости в режиме формирования всплеска» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 263-266 (2022)

Практический и научный интерес к явлению импакта капли обусловлен фундаментальностью данной задачи. А также широким диапазоном масштабов природных и технологических процессов: от масштабов порядка размеров первичной капли и вторичных брызг (перенос вещества мелкими брызгами, излучение звука), до глобальных в масштабах планеты (формирование туманов и облаков). Систематическое исследование импакта капли началось со второй половины XIX века. Этому способствовало как использование искровой вспышки для освещения быстропротекающих процессов, так и достаточный уровень развития гидродинамики в целом.

Долматов Д.О., Хайруллин А.Р., Смолянский В.А. «Ультразвуковая томография с применением разреженных матричных антенных решеток и цифровой когерентной обработки с расчетами в частотной области» Дефектоскопия, № 5, с. 3-11 (2023)

Актуальной проблемой для промышленной ультразвуковой томографии с применением цифровой когерентной обработки сигналов матричных антенных решеток является повышение скорости получения результатов в форме изображений дефектов в объектах контроля. Одним из подходов, направленных на решение указанной задачи, является применение разреженных матричных АР. В данной работе рассмотрено совместное применение разреженных матричных преобразователей, работающих в раздельном режиме, и алгоритма цифровой когерентной обработки сигналов, который основан на использовании расчетов в частотной области. Этот алгоритм базируется на применении неэквидистантного быстрого преобразования Фурье. Эффективность рассмотренного подхода подтверждается экспериментально.

Гис Р., Хаммуда А., Зиуше А., Бушеру Н., Шуша А., Халими Р., Бенмуссат А. «Вихретоковый и ультразвуковой метод неразрушающего контроля эффектов охрупчивания при 475°C в дуплексных нержавеющих сталях и параметров коррозии» Дефектоскопия, № 3, с. 31-43 (2023)

Проведено исследование эффекта охрупчивания в дуплексной нержавеющей стали DSS 2205, выдержанной от 5 до 100 ч при температуре 475°С, с помощью вихретокового и ультразвукового методов. Кроме того, проведено исследование коррозионного поведения после термообработки при 475°С. Экспериментальные результаты показывают, что наблюдалось обратное поведение между нормированным импедансом и твердостью в процессе старения при 475°C; когда нормированный импеданс вихретокового зонда уменьшался, твердость увеличивалась с увеличением времени старения. В работе для каждого образца были рассчитаны скорость продольной ультразвуковой волны и скорость поперечной волны. Модуль Юнга и модуль сдвига были рассчитаны на основе этих двух скоростей. Проведенное исследование показывает чувствительность вихретокового и ультразвукового методов к изменению микроструктуры, наблюдаемому при 475°С, вследствие охрупчивания в дуплексной нержавеющей стали. Влияние термообработки при 475°C на коррозионное поведение также оценивалось с использованием метода вихревых токов в течение длительного времени и показало значительное изменение коррозионной стойкости вследствие спинодального распада ферритной фазы.

Гис Р., Хаммуда А., Зиуше А., Бушеру Н., Шуша А., Халими Р., Бенмуссат А. «Вихретоковый и ультразвуковой метод неразрушающего контроля эффектов охрупчивания при 475°C в дуплексных нержавеющих сталях и параметров коррозии» Дефектоскопия, № 3, с. 31-43 (2023)

Проведено исследование эффекта охрупчивания в дуплексной нержавеющей стали DSS 2205, выдержанной от 5 до 100 ч при температуре 475°С, с помощью вихретокового и ультразвукового методов. Кроме того, проведено исследование коррозионного поведения после термообработки при 475°С. Экспериментальные результаты показывают, что наблюдалось обратное поведение между нормированным импедансом и твердостью в процессе старения при 475°C; когда нормированный импеданс вихретокового зонда уменьшался, твердость увеличивалась с увеличением времени старения. В работе для каждого образца были рассчитаны скорость продольной ультразвуковой волны и скорость поперечной волны. Модуль Юнга и модуль сдвига были рассчитаны на основе этих двух скоростей. Проведенное исследование показывает чувствительность вихретокового и ультразвукового методов к изменению микроструктуры, наблюдаемому при 475°С, вследствие охрупчивания в дуплексной нержавеющей стали. Влияние термообработки при 475°C на коррозионное поведение также оценивалось с использованием метода вихревых токов в течение длительного времени и показало значительное изменение коррозионной стойкости вследствие спинодального распада ферритной фазы.

Хомутов Н.А., Семенова А.Е., Белоногов М.В., Ди Мартино Антонио, Хан Е.А., Пискунов М.В. «Особенности разрушения микроструи разбавленного полимерного раствора на основные и спутниковые микрокапли под действием внешнего вибрационного воздействия» Журнал технической физики, 93, № 1, с. 37-47 (2023)

Выполнено экспериментальное исследование морфологии ламинарного микроструйного потока разбавленных водных растворов альгината натрия без и с добавлением гидроксиэтилцеллюлозы после сопла, подверженного внешнему вибрационному возбуждению от действия обратного пьезоэлектрического эффекта. Изучено влияние концентрации полимера в растворе (0.5–5 mg/ml), расхода жидкости (4–26 ml/min) и частоты тока внешнего возмущения (0–1.2 kHz) на капиллярное дробление микроструи диаметром около 210 μm в диапазоне чисел Онезорге от 0.046 до 1.88 и чисел Рэйнольдса от 0.7 до 470. Выделены режимы течения микроструи и дробления на микрокапли с указанием границ переходов между ними и построена общая карта режимов. С учетом концентрации полимера в растворе показана зависимость длины разрушения микроструи от ее скорости. Установлены условия монодисперсного разрушения микроструи с равноудаленным расположением основных микрокапель в потоке, связанные с оптимальным балансом между молекулярной массой полимера в растворе, интенсивностью внешнего возмущения и временем релаксации напряжений в полимерных вязкоупругих микроструях. Изучена роль формирования структур типа "бусины-на-нити" в капиллярном разрушении микроструи с идентификацией случаев отсутствия возникновения спутниковых микрокапель из жидкостных нитей между основными микрокаплями. Полученные результаты представляют прикладное значение для приложений на основе воздушной микрогидродинамики (биоинженерия и аддитивные технологии), работа которых основана на гетерогенных жидкостях. Ключевые слова: неустойчивость Рэлея–Плато, обратный пьезоэлектрический эффект, монодисперсное дробление, время релаксации напряжений, микроструйный поток.

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.

Тукмаков А.Л., Ахунов А.А., Тукмакова Н.А., Харьков В.В. «Способ определения конфигурации защитной пленки при численном моделировании пульсационных режимов конвективно-пленочного охлаждения» Журнал технической физики, 93, № 6, с. 753-760 (2023)

Представлен способ определения конфигурации защитной пленки при численном моделировании систем конвективно-пленочного охлаждения на примере двустороннего обтекания пластины высокотемпературным и охлаждающим потоками, сообщающимися через наклонный щелевой канал, который соединяет области течения охлаждающего и высокотемпературного газа. Выполнены расчеты газодинамических полей по обе стороны пластины, и описана конфигурация охлаждающей пленки при пульсационной подаче охлаждающего воздуха. Ключевые слова: численное моделирование, уравнения Навье–Стокса, схема Мак-Кормака, многосвязные области, пристеночные функции, конвективно-пленочное охлаждение.

Исаев А.Е., Хатамтаев Б.И. «Акустический центр измерительного гидрофона» Акустический журнал, 69, № 1, с. 63-72 (2023)

Рассмотрены различные подходы к формулировке определения акустического центра преобразователя и проблемы, возникающие при их использовании для экспериментального определения положения акустического центра. Обсуждены причины, по которым формулировка и соответствующий способ определения положения акустического центра микрофона мало пригодны для гидрофона. Описан эксперимент, демонстрирующий предложенный способ экспериментального определения положения акустического центра гидрофона при его фазовой калибровке методом взаимности. Ключевые слова: фазовая калибровка гидрофона, акустический центр, метод взаимности DOI: 10.31857/S0320791922060053, EDN: CPOOSX

Хачумов М.В., Шишкин О.Г., Хачумов В.М. «Мониторинг и контроль текущего состояния датчиков космического аппарата» Авиакосмическое приборостроение, № 2, с. 23-29 (2023)

Для обеспечения штатного функционирования космического аппарата в течение заложенного на этапе проектирования срока необходим постоянный контроль параметров бортовой аппаратуры. Аномалиями в работе космического аппарата считаются любые нарушения нормальной работы его подсистем, устройств и бортовой радиоэлектронной аппаратуры: отказы, сбои, выходы параметров процессов за пределы допусковых границ рабочего диапазона и т.д. Эти помехи приводят к искажению информационных и телеметрических сигналов и даже к повреждению бортовых устройств. В исследовании рассматривается задача мониторинга подсистем комического аппарата для выявления их текущего состояния. Целью является построение интеллектуальной технологии, обеспечивающей автоматический контроль потоков данных и информационную поддержку на основе автоматической проверки состояния и поведения подсистем космических аппаратов в реальном масштабе времени. Отдельные вопросы посвящены оптимизации распределения функций между бортовыми и наземными вычислительными комплексами, когнитивной визуализации состояния датчиков для лица принимающего решения. Ключевые слова: контроль, когнитивная визуализация, интеллектуальные технологии, мониторинг подсистем комического аппарата. DOI: 10.25791/aviakosmos.2.2023.1322

Хачумов М.В., Шишкин О.Г., Хачумов В.М. «Мониторинг и контроль текущего состояния датчиков космического аппарата» Авиакосмическое приборостроение, № 2, с. 23-29 (2023)

Для обеспечения штатного функционирования космического аппарата в течение заложенного на этапе проектирования срока необходим постоянный контроль параметров бортовой аппаратуры. Аномалиями в работе космического аппарата считаются любые нарушения нормальной работы его подсистем, устройств и бортовой радиоэлектронной аппаратуры: отказы, сбои, выходы параметров процессов за пределы допусковых границ рабочего диапазона и т.д. Эти помехи приводят к искажению информационных и телеметрических сигналов и даже к повреждению бортовых устройств. В исследовании рассматривается задача мониторинга подсистем комического аппарата для выявления их текущего состояния. Целью является построение интеллектуальной технологии, обеспечивающей автоматический контроль потоков данных и информационную поддержку на основе автоматической проверки состояния и поведения подсистем космических аппаратов в реальном масштабе времени. Отдельные вопросы посвящены оптимизации распределения функций между бортовыми и наземными вычислительными комплексами, когнитивной визуализации состояния датчиков для лица принимающего решения. Ключевые слова: контроль, когнитивная визуализация, интеллектуальные технологии, мониторинг подсистем комического аппарата. DOI: 10.25791/aviakosmos.2.2023.1322

Демид М.С., Закирова Д.Р., Хисматуллина Ф.С. «О влиянии высокочастотного электромагнитного поля на процессы смешивающегося неизотермического течения многокомпонентной многофазной жидкости в сложных средах» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 91-94 (2022)

Представлено формирование наиболее полной математической модели, описывающей процесс многофазной многокомпонентной неизотермической фильтрации флюидов в пористом насыщенном пласте при высокочастотном электромагнитном воздействии на него. Особое внимание уделено математическому моделированию термобарических условий неизотермического процесса, т.е. представлению PVTмодели.

Стрижаков Е.А., Хисматуллина Ф.С. «Математическое моделирование движения флюида в неоднородной среде с учётом изменения PVT свойств» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 236-239 (2022)

Представлена математическая модель фильтрации флюида в неоднородной среде с учётом динамики изменения пластового давления. Приведены практические результаты использования модели в рамках разработки алгоритма расчёта системы «флюид–пласт» для интегрированного моделирования месторождений нефти и газа. Схематически продемонстрирована связь между компонентами системы.

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).

Хлебникова О.А., Соловьева М.А., Терехина Я.Е., Репкина Т.Ю., Горбачев С.В., Гончарова А.М. «Комплексный анализ геолого-геофизических данных для уточнения границы максимального распространения последнего покровного оледенения в Печорском море» Геофизика, № 2, с. 40-48 (2023)

Комплексный анализ доступных геофизических данных (сейсморазведки разного разрешения, сейсмоакустики, многолучевого эхолотирования), данных малоглубинного бурения, а также опубликованных материалов по распространению на шельфе форм ледникового рельефа позволил уточнить границу максимального распространения на шельфе Печорского моря последнего неоплейстоценового (валдайского) оледенения, а также охарактеризовать процессы, происходившие в перигляциальной зоне. Для поиска объектов в приповерхностной части разреза в региональном масштабе необходимо использовать все имеющиеся материалы, в том числе данные стандартной сейсморазведки 2D/3D, с применением специальной обработки для верхней части разреза.

Пирогова А.С., Щуплов П.А., Понимаскин А.И., Хлебникова О.А., Хортов А.В., Мятчин К.М. «Мониторинг опасных геологических процессов и явлений в верхней части разреза Черноморского шельфа при помощи акустической инверсии данных 3D инженерной сейсморазведки МОВ-ОГТ разных лет» Геофизика, № 2, с. 55-64 (2023)

Представлена оценка изменения интенсивности и пространственного распределения сейсмоакустических аномалий на шельфе Черного моря, связанных с повышенной газонасыщенностью отложений в верхней части разреза и представляющих потенциальные риски для проведения буровых работ. Изменения рассматриваются на временном промежутке в 2,5 года, с сентября 2019 по февраль 2022 г. Оценка проводилась по двум наборам данных 3D-сейсморазведки МОВ-ОГТ (метода отраженных волн в модификации общей глубинной точки) сверхвысокого разрешения (ССВР), полученным в 2019 и 2022 гг. Указанные сейсмические съемки из-за различий в параметрах методики нельзя отнести к классической 4D мониторинговой съемке. В первую очередь различия связаны с параметрами используемых источников возбуждаемых колебаний и, соответственно, частотным составом двух наборов данных 2019 и 2022 гг. Для оценки изменения свойств среды с течением времени по этим наборам данных предлагается выполнять амплитудную инверсию. Амплитудная сейсмическая инверсия учитывает форму импульса сейсмических данных при оценке моделей акустических (или упругих) свойств среды. Таким образом, влияние отличий в частотном составе сейсмических данных разных лет на результаты интерпретации минимизируется. Синтетические исследования показали целесообразность проведения мониторинга по моделям акустического импеданса, полученным в результате инверсии данных 3D ССВР, характеризующихся различным частотным составом и различной формой импульса. Применение акустической инверсии на полевых данных 3D СсВр 2019 и 2022 гг. позволило оценить изменения в пространственном положении и интенсивности проявления аномалий, связанных с газонасыщенностью в приповерхностном слое, с течением времени, а также определить возможные пути миграции флюида.

Хлыбов А.А., Углов А.Л. «Об акустическом методе контроля пространственной неоднородности пластической деформации слабо анизотропных ортотропных материалов» Дефектоскопия, № 1, с. 25-36 (2023)

Исследовали возможности использования неразрушающего акустического контроля для определения особенностей пространственного распределения локальных пластических деформаций при деформировании плоских образцов из сплава АМг61. Проанализированы методические особенности использования параметра акустической анизотропии для исследования закономерностей изменения пространственных неоднородностей поля локальных пластических деформаций. Представлена расчетно-экспериментальная методика определения параметра акустической анизотропии, позволяющая корректно определять не только ее величину, но направления локальных осей акустической анизотропии. Рассмотрены источники погрешностей предлагаемой методики, границы ее применимости, а также требования к аппаратно-программным средствам ее реализации. Результаты экспериментальных исследований, проведенные на образцах из слабо анизотропного алюминиевого сплава АМг61, сопоставлены с представлениями автоволновой механики пластичности металлов. Предложен инженерный алгоритм определения ранней локализации зон потери устойчивости при пластическом деформировании образцов. Показана возможность создания методики оценки ресурса пластичности материала при его пластическом формоизменении.

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.

Алешин Б.С., Хомич В.Ю., Чернышев С.Л. «Направления развития плазменной аэродинамики» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 508, № 1, с. 3-8 (2023)

Предлагаются наиболее перспективные направления исследований в области плазменной аэродинамики. На основе представленных экспериментальных данных, полученных в последнее время, рассматриваются возможности использования объемного силового воздействия на течение газа в аэродинамических приложениях, реализуемого с помощью приповерхностных электрических разрядов. Одним из таких приложений является увеличение протяженности ламинарного участка пограничного слоя на стреловидном крыле с целью уменьшения аэродинамического сопротивления летательного аппарата в крейсерском режиме полета. Второе направление связано с управлением трехмерным отрывом пограничного слоя на элементах механизации стреловидного крыла на режимах взлета и посадки. И третье направление – уменьшение поверхностного трения в турбулентном пограничном слое, который реализуется на большей части поверхности современных около- и сверхзвуковых летательных аппаратов. Предлагаемые исследования имеют не только прикладное, но и фундаментальное значение ввиду физической сложности изучаемых явлений.

Хомутов Н.А., Семенова А.Е., Белоногов М.В., Ди Мартино Антонио, Хан Е.А., Пискунов М.В. «Особенности разрушения микроструи разбавленного полимерного раствора на основные и спутниковые микрокапли под действием внешнего вибрационного воздействия» Журнал технической физики, 93, № 1, с. 37-47 (2023)

Выполнено экспериментальное исследование морфологии ламинарного микроструйного потока разбавленных водных растворов альгината натрия без и с добавлением гидроксиэтилцеллюлозы после сопла, подверженного внешнему вибрационному возбуждению от действия обратного пьезоэлектрического эффекта. Изучено влияние концентрации полимера в растворе (0.5–5 mg/ml), расхода жидкости (4–26 ml/min) и частоты тока внешнего возмущения (0–1.2 kHz) на капиллярное дробление микроструи диаметром около 210 μm в диапазоне чисел Онезорге от 0.046 до 1.88 и чисел Рэйнольдса от 0.7 до 470. Выделены режимы течения микроструи и дробления на микрокапли с указанием границ переходов между ними и построена общая карта режимов. С учетом концентрации полимера в растворе показана зависимость длины разрушения микроструи от ее скорости. Установлены условия монодисперсного разрушения микроструи с равноудаленным расположением основных микрокапель в потоке, связанные с оптимальным балансом между молекулярной массой полимера в растворе, интенсивностью внешнего возмущения и временем релаксации напряжений в полимерных вязкоупругих микроструях. Изучена роль формирования структур типа "бусины-на-нити" в капиллярном разрушении микроструи с идентификацией случаев отсутствия возникновения спутниковых микрокапель из жидкостных нитей между основными микрокаплями. Полученные результаты представляют прикладное значение для приложений на основе воздушной микрогидродинамики (биоинженерия и аддитивные технологии), работа которых основана на гетерогенных жидкостях. Ключевые слова: неустойчивость Рэлея–Плато, обратный пьезоэлектрический эффект, монодисперсное дробление, время релаксации напряжений, микроструйный поток.

Пирогова А.С., Щуплов П.А., Понимаскин А.И., Хлебникова О.А., Хортов А.В., Мятчин К.М. «Мониторинг опасных геологических процессов и явлений в верхней части разреза Черноморского шельфа при помощи акустической инверсии данных 3D инженерной сейсморазведки МОВ-ОГТ разных лет» Геофизика, № 2, с. 55-64 (2023)

Представлена оценка изменения интенсивности и пространственного распределения сейсмоакустических аномалий на шельфе Черного моря, связанных с повышенной газонасыщенностью отложений в верхней части разреза и представляющих потенциальные риски для проведения буровых работ. Изменения рассматриваются на временном промежутке в 2,5 года, с сентября 2019 по февраль 2022 г. Оценка проводилась по двум наборам данных 3D-сейсморазведки МОВ-ОГТ (метода отраженных волн в модификации общей глубинной точки) сверхвысокого разрешения (ССВР), полученным в 2019 и 2022 гг. Указанные сейсмические съемки из-за различий в параметрах методики нельзя отнести к классической 4D мониторинговой съемке. В первую очередь различия связаны с параметрами используемых источников возбуждаемых колебаний и, соответственно, частотным составом двух наборов данных 2019 и 2022 гг. Для оценки изменения свойств среды с течением времени по этим наборам данных предлагается выполнять амплитудную инверсию. Амплитудная сейсмическая инверсия учитывает форму импульса сейсмических данных при оценке моделей акустических (или упругих) свойств среды. Таким образом, влияние отличий в частотном составе сейсмических данных разных лет на результаты интерпретации минимизируется. Синтетические исследования показали целесообразность проведения мониторинга по моделям акустического импеданса, полученным в результате инверсии данных 3D ССВР, характеризующихся различным частотным составом и различной формой импульса. Применение акустической инверсии на полевых данных 3D СсВр 2019 и 2022 гг. позволило оценить изменения в пространственном положении и интенсивности проявления аномалий, связанных с газонасыщенностью в приповерхностном слое, с течением времени, а также определить возможные пути миграции флюида.

Тюрина А.В., Юлдашев П.В., Есипов И.Б., Хохлова В.А. «Генерация акустической волны разностной частоты в дифрагирующем пучке волн накачки в квазилинейном приближении» Акустический журнал, 69, № 1, с. 22-31 (2023)

Рассматривается квазилинейный подход к описанию генерации акустической волны разностной частоты, формируемой при взаимодействии двух близких по частоте интенсивных высокочастотных дифрагирующих пучков волн накачки. Граничное условие соответствует двухчастотному возбуждению существующего параметрического излучателя для подводных исследований. Показано, что линейное поле первичных волн имеет узкую направленность с полным углом расхождения пучка около нескольких градусов, поэтому нелинейная дифракционная задача решалась численно в параболическом приближении. Поле волн накачки рассчитывалось в линейном приближении; полученные решения на каждом шаге численной сетки вдоль оси пучка использовались для расчета нелинейных источников при описании трехмерного пучка разностной частоты. Проанализированы одномерные и двумерные распределения поля давления и диаграммы направленности для трех значений разностной частоты. Полученные численные решения с реалистичными граничными условиями и описанием дифракционных эффектов сравниваются с известными приближенными аналитическими результатами, полученными в квазилинейном приближении. Ключевые слова: разностная частота, квазилинейное приближение, дифракция DOI: 10.31857/S0320791922600275, EDN: DAKTTI

Асфандияров Ш.А., Росницкий П.Б., Цысарь С.А., Юлдашев П.В., Хохлова В.А., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А. «Оценка толщинного профиля фантома черепа человека ультразвуковыми методами с использованием двумерной антенной решетки» Акустический журнал, 69, № 1, с. 84-91 (2023)

Представлены результаты оценки толщинного профиля фантома черепа с помощью ультразвуковой двумерной антенной решетки, состоящей из пьезоэлектрических элементов с центральной частотой излучения 2.1 МГц. В эксперименте использовались два ультразвуковых метода: поэлементное сканирование в А-режиме и визуализация методом формирования луча с задержкой и суммированием при фокусированном характере зондирующего пучка. Проведено сравнение толщинных профилей, полученных ультразвуковыми методами с эталонным методом рентгеновской компьютерной томографии. Показано, что ультразвуковая визуализация методом формирования луча с задержкой и суммированием при фокусированном характере зондирующего пучка позволяет принципиально оценить толщинный профиль фантома черепа. Ключевые слова: ультразвуковая диагностика, неоднородные среды, двумерная антенная решетка, череп, головной мозг, метод формирования луча с задержкой и суммированием

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

Хохрякова К.А., Мизева И.А., Шмыров А.В. «Поверхностное натяжение магнитных и немагнитных жидкостей, измеренное методом капиллярных волн» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 268-271 (2022)

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.

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