Аносова Е.П., Нагаева З.М., Шагапов В.Ш. «Фильтрация флюида к скважине через радиальную трещину ГРП при постоянном расходе» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 90-101 (2023)

Рассматривается задача об отборе жидкости из пласта в скважину или закачке жидкости из скважины в пласт при наличии трещины ГРП, перпендикулярной стволу скважины, в режиме постоянного расхода. Получены аналитические решения, описывающие эволюцию давления в трещине при постоянном расходе флюида из пласта в скважину. Построены приближенные решения с использованием метода последовательной смены стационарных состояний (ПССС). Сравнение численных результатов точного и приближенного решений показывает, что они практически совпадают. Проанализировано влияние коллекторских характеристик пласта и трещины на эволюцию давления в трещине и в скважине.

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.

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

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

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.

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

Томашева А.М., Шаргатов В.А. «Исследование структуры множества решений обобщённого уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса в случае функции потока с четырьмя точками перегиба» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 251-253 (2022)

Целью работы является исследование разрывных решений обобщенного уравнения Хопфа, основанное на изучении структуры разрывов и их устойчивости. Непрерывное и сильное изменение параметров среды в узких зонах, соответствующих разрывам в решениях уравнения Хопфа, описывается обобщённым уравнением Кортевега–де Вриза–Бюргерса. Изучены условия существования и устойчивость решений в виде бегущей волны (структур разрывов). Множество решений содержит классические и особые разрывы.

Цветков Р.В., Шардаков И.Н., Глот И.О., Гусев Г.Н., Епин В.В., Шестаков А.П. «Определение места удара в железобетонной конструкции по результатам анализа отклика вибродатчиков» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 4, с. 103-115 (2022)

Представлены результаты эксперимента по исследованию вибрационного отклика крупномасштабной железобетонной модельной конструкции на импульсную ударную нагрузку. Нагрузка была приложена ко всем основным элементам конструкции (колоннам, ригелям и плитам перекрытий) и представляла собой однотипные удары по нормали к поверхностям элементов. Вибрационный отклик регистрировался системой датчиков-акселерометров, распределенной по элементам конструкции и синхронизированной с акселерометром, установленным на ударнике. Результаты измерений виброграмм ускорений сохранены в виде числовых массивов. Массив виброграмм, зарегистрированных всем комплексом датчиками в ответ на диагностические удары по основным конструктивным элементам, составил вибрационный портрет конструкции. В результате обработки этой информации, получен массив данных о времени распространения вибрационного сигнала от каждого источника сигнала до каждого из датчиков системы регистрации (базовый массив откликов). Полученные данные использованы для решения задачи о локации произвольного удара по конструкции. Для этого вибрационный отклик, зарегистрированный системой датчиков при произвольном ударе, сопоставлялся с базовым массивом откликов. Сопоставление производилось на основе вычисления коэффициентов парной корреляции. Полученное пространственное распределение коэффициентов корреляции позволило идентифицировать позицию приложения ударной нагрузки, связав ее с элементом конструкции, которому соответствует максимальное значение коэффициента корреляции. Предложенный алгоритм продемонстрирован на примере, где в качестве неизвестной нагрузки выступил один из диагностических ударов, использованных при получении базового вибропортрета. В численном эксперименте, выполненном с использованием предложенного алгоритма, установлено, что точность определения места удара сопоставима с характерным шагом элементов модельной конструкции и продемонстрировано, как точность соотносится с количеством датчиков системы регистрации и их распределением по конструкции. Разработанный алгоритм идентификации места приложения ударной нагрузки может эффективно использоваться при разработке автоматизированных систем деформационного мониторинга.

Наврузов К., Шарипова Ш.Б. «Касательное напряжение сдвига при колебательном течении вязкоупругой несжимаемой жидкости в плоском канале» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 47-58 (2023)

Решены задачи о колебательном течении вязкоупругой несжимаемой жидкости в плоском канале при заданном гармоническом колебании расхода жидкости. Определена передаточная функция (амплитудно-фазовой частотной характеристики). С помощью этой функции определено влияние частоты колебаний ускорения и релаксационных свойств жидкости на отношение касательного напряжения сдвига на стенке канала к средней скорости по сечению канала. Показано, что вязкоупругие свойства жидкости, а также ее ускорение являются ограничивающими факторами для использования квазистационарного подхода. Найденные формулы для определения передаточной функции при течении вязкоупругой жидкости в нестационарном потоке позволяют определить диссипации механической энергии в нестационарном потоке среды, имеющие важные значения при расчете регулирования гидро- и пневмосистем.

Вертгейм И.И., Сагитов Р.В., Шарифулин А.Н. «Развитие малых трёхмерных возмущений двумерного дважды периодического течения с прокачкой» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 57-59 (2022)

Представлен линейный анализ устойчивости известного двумерного течения, порожденного силой, периодической по двум ортогональным координатам, при наличии прокачки в этой же плоскости (Zaks M., Pikovsky A., Kurths J. Steady viscous flow with fractal power spectrum //Phys. Rev. Lett., 1996. V.77. P. 4338-4341), к трехмерным возмущениям. Эти течения являются двумерными обобщениями известного пространственно-периодического течения Колмогорова, предложенного им в 1959 году, как модель каскадного переноса энергии в турбулентном потоке.

Елкин Д.Н., Зацепин А.Г., Шварцман Д.Р. «Лабораторные исследования неустойчивости и затухания бароклинных вихрей в двухслойной вращающейся жидкости над гладким и шероховатым дном» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 103-105 (2022)

Одной из важных структурных форм организации движения вод океана являются мезомасштабные бароклинные вихри. Образование этих вихрей происходит под действием различных механизмов, включающих в себя влияние топографических и орографических неоднородностей на океанские течения, пространственнонеоднородное воздействие ветра, а также бароклинную неустойчивость стратифицированных по плотности течений, характеризующихся наличием вертикального градиента скорости. Целью текущей работы является установление путем лабораторного моделирования закономерностей процесса неустойчивости и вязкого вырождения бароклинных вихрей открытого океана (т.е., без ядра инородных вод) в условиях гладкого и шероховатого дна. В качестве механизма создания вихрей использовался метод «внутреннего цилиндра». С помощью этого метода создавались циклонические и антициклонические вихри в двухслойно стратифицированной по солености водной среде в цилиндрическом бассейне, расположенном на вращающейся платформе.

Долгих Г.И., Давыдов А.В., Долгих С.Г., Чупин В.А., Швец В.А. «Особенности возбуждения "прибойного шума" морскими ветровыми волнами» Экологические системы и приборы, № 12, с. 22-30 (2022)

Обработаны синхронные участи записей лазерного измерителя вариаций гидросферного давления, установленного на шельфе Японского моря на глубине 25 м, лазерного нанобарографа, лазерных деформографов с длинами измерительных плеч 52,5 и 17,5 м. Установлено, что уровень «прибойного шума» в частотном диапазоне 1–5 Гц коррелирует с изменением максимального периода прогрессивных ветровых волн, зарегистрированных лазерным измерителем вариаций гидросферного давления. Ключевые слова: «прибойный шум», ветровые волны, лазерный измеритель вариаций гидросферного давления, лазерный нанобарограф, лазерный деформограф, корреляция. DOI: 10.25791/esip.12.2022.1336

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

Шевченко С.Ю., Михайленко Д.А. «Оптимальный габаритный параметр кольцевого резонатора на поверхностных акустических волнах» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 26, № 2, с. 89-100 (2023)

Ранее авторами рассматривались частотные характеристики чувствительных элементов из различных материалов в виде кольцевого резонатора на поверхностных акустических волнах, способы их закрепления в корпусе, влияние внешних факторов на чувствительные элементы и оптимальная топология встречно-штыревого преобразователя кольцевого резонатора. На следующем этапе возникла необходимость исследования зависимости чувствительности и максимально испытываемого ускорения от габаритов чувствительного элемента, а также анализа характеристик изготовленных экспериментальных образцов и сравнения их с результатами моделирования. Цель работы. Определение оптимальных габаритов чувствительного элемента кольцевого резонатора и подтверждение адекватности моделей сравнением характеристик экспериментальных образцов с данными, полученными в результате компьютерного моделирования. Материалы и методы. Применение метода конечных элементов и математическая обработка в AutoCAD и COMSOL Multiphysics. Результаты. Предложено 3 габаритных размера чувствительного элемента кольцевого резонатора: 1500, 3000 и 4500 мкм. При помощи программного обеспечения COMSOL Multiphysics исследованы габаритные размеры чувствительных элементов из ниобата лития: частота резонанса для образца 1500 мкм составила 207.99 МГц, для образца 3000 мкм – 104.10 МГц и для образца 4500 мкм – 68.99 МГц. Было установлено, что максимально испытываемое ускорение для консоли с радиусом 1500 мкм составляет 191 132g, для радиуса 3000 мкм – 84 958g и для радиуса 4500 мкм – 37 514g. Представлены графики зависимости максимального ускорения и чувствительности от отношения радиуса консоли к ее высоте. Подтверждена адекватность модели: частота резонанса для экспериментального образца 1500 мкм составила 218.17 МГц (расхождение с компьютерным моделированием 4.67%), для образца 3000 мкм – 109.23 МГц (4.69%) и для образца 4500 мкм – 72.88 МГц (5.34%). Заключение. Чувствительность и максимальное выдерживаемое ускорение чувствительного элемента кольцевого резонатора на поверхностных акустических волнах прямо зависит от отношения радиуса консоли к ее высоте, причем, чем выше чувствительность, тем ниже ускорение. Для каждого материала данные зависимости уникальны. Размер шины встречно-штыревого преобразователя слабо влияет на частотные характеристики. Ранее представленное компьютерное моделирование удалось подтвердить экспериментальными образцами с расхождением частот резонанса менее, чем 5.5%.

Инюкина А.М., Шейнман Е.Л. «Автоматизация проектирования кадров отображения гидроакустических средств наблюдения» Гидроакустика, № 52, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA52.pdf (2022)

Рассматривается задача автоматизации кадров отображения и управления гидроакустических средств подводного наблюдения, основанная на унификации структуры и фрагментов кадров отображения и табло управления с предоставлением возможности разработчику кадра менять индицируемую информацию, размеры и параметры проектируемых фрагментов кадра отображения. Область применимости такого подхода – системы моделирования, направленные на проектирование гидроакустических средств наблюдения, отображение и управление их работой. Ключевые слова: система отображения информации, автоматизация проектирования, унификация, кадр отображения, органы управления

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.

Цветков Р.В., Шардаков И.Н., Глот И.О., Гусев Г.Н., Епин В.В., Шестаков А.П. «Определение места удара в железобетонной конструкции по результатам анализа отклика вибродатчиков» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 4, с. 103-115 (2022)

Представлены результаты эксперимента по исследованию вибрационного отклика крупномасштабной железобетонной модельной конструкции на импульсную ударную нагрузку. Нагрузка была приложена ко всем основным элементам конструкции (колоннам, ригелям и плитам перекрытий) и представляла собой однотипные удары по нормали к поверхностям элементов. Вибрационный отклик регистрировался системой датчиков-акселерометров, распределенной по элементам конструкции и синхронизированной с акселерометром, установленным на ударнике. Результаты измерений виброграмм ускорений сохранены в виде числовых массивов. Массив виброграмм, зарегистрированных всем комплексом датчиками в ответ на диагностические удары по основным конструктивным элементам, составил вибрационный портрет конструкции. В результате обработки этой информации, получен массив данных о времени распространения вибрационного сигнала от каждого источника сигнала до каждого из датчиков системы регистрации (базовый массив откликов). Полученные данные использованы для решения задачи о локации произвольного удара по конструкции. Для этого вибрационный отклик, зарегистрированный системой датчиков при произвольном ударе, сопоставлялся с базовым массивом откликов. Сопоставление производилось на основе вычисления коэффициентов парной корреляции. Полученное пространственное распределение коэффициентов корреляции позволило идентифицировать позицию приложения ударной нагрузки, связав ее с элементом конструкции, которому соответствует максимальное значение коэффициента корреляции. Предложенный алгоритм продемонстрирован на примере, где в качестве неизвестной нагрузки выступил один из диагностических ударов, использованных при получении базового вибропортрета. В численном эксперименте, выполненном с использованием предложенного алгоритма, установлено, что точность определения места удара сопоставима с характерным шагом элементов модельной конструкции и продемонстрировано, как точность соотносится с количеством датчиков системы регистрации и их распределением по конструкции. Разработанный алгоритм идентификации места приложения ударной нагрузки может эффективно использоваться при разработке автоматизированных систем деформационного мониторинга.

Шибаев И.Г. «Оценка средних значений чисел Вольфа циклов минимума дальтона по характеристикам достоверных циклов ряда» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 3, с. 403-408 (2023)

Исходным материалом для ряда чисел Вольфа служат как архивные записи разрозненных наблюдений, так и регулярные наблюдения в обсерваториях. Многие исследователи опираются на ряд чисел Вольфа, включающий восстановленные данные архивных записей, хотя свойства и характеристики восстановленной и достоверной частей ряда существенно отличаются. Также противоречивы параметры и самой восстановленной части. Естественно, что согласование свойств восстановленного и достоверного рядов сгладит противоречия и расширит массив более надежных показаний. C учетом связи между характеристиками достоверных циклов представлены варианты групповой коррекции средних значений циклов I–IX. Так как при сопоставлении протяженных фрагментов локальные невязки данных играют меньшую роль, то опираясь на интегральные оценки этих фрагментов (без детализации условий их формирования), мы получили более взвешенные интервальные оценки. Параметры интервалов (групп циклов) достоверного ряда служат основой коррекции.

Широков И.А., Елизарова Т.Г. «Моделирование ударно-волновых и вихревых структур в сверхзвуковой затопленной струе газа» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 291-294 (2022)

Приведены предварительные результаты применения численного алгоритма, основанного на регуляризованных, или квазигазодинамических уравнениях, к моделированию ударно-волновых и вихревых структур, возникающих в перерасширенной струе газа при ее втекании в область, заполненную газом.

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.

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%.

Шитикова М.В. «Удар жесткого шара по бесконечной пластинке Кирхгофа–Лява с учетом объемной и сдвиговой релаксации» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 10, № 1, с. 139-154 (2023)

Рассматривается задача о нормальном низкоскоростном ударе жесткого шара по бесконечной вязкоупругой пластинке Кирхгофа–Лява. Динамическое поведениие вязкоупругой пластинки описывается моделью стандартного линейного тела с дробными производными. Параметр дробности, определяющий порядок дробной производной, учитывает изменение вязкости материала пластинки в зоне контакта в процессе удара. Местное смятие материала пластинки и контактная сила определяются по обобщенной теории Герца. Используя алгебру операторов Ю.Н. Работнова, а также учитывая действие объемной и сдвиговой релаксации, удается получить интегральное уравнение относительно местного смятия контактирующих тел. Приближенное решение этого уравнения позволяет найти временные зависимости не только для контактного смятия, но и для контактной силы.

Шишина М.И. «Нелинейное уравнение Шредингера для гравитационно-капиллярных волн на глубокой воде с постоянной завихренностью» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 20-32 (2023)

Рассматриваются поверхностные гравитационно-капиллярные волны на глубокой воде с постоянной завихренностью в области, ограниченной свободной поверхностью и бесконечно глубоким плоским дном. Из системы точных нелинейных интегро-дифференциальных уравнений в конформных переменных, записанной в неявном виде, с учетом поверхностного натяжения, выведено нелинейное уравнение Шредингера. При выводе нелинейного уравнения Шредингера учтена роль среднего течения. Нелинейное уравнение Шредингера исследовано на модуляционную неустойчивость. Получено солитонное решение нелинейного уравнения Шредингера, представляющее собой солитон типа "девятый вал".

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

Баркин М.Ю., Шкапов П.М. «О периоде движения полюса оси вращения упругой Луны» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 5, с. 4-15 (2022)

Результаты исследования вращательного и поступательно-вращательного движений вязкоупругой Земли и Луны приведены во многих работах. Однако в основном изучена эволюция системы Земля–Луна. Для современных исследований Луны также важно изучить проявление упругих свойств Луны в ее физической либрации (в современную эпоху). В частности, актуальны исследования влияния жидкого и твердого ядер Луны, а также эластичности мантии Луны при ее вращательном движении с учетом высокоточного описания орбитального движения Луны и его резонансного характера. В настоящей работе выявлены значимые эффекты, которые должны приниматься во внимание при интерпретации результатов наблюдений. Для описания вращательного движения Луны использованы уравнения задачи Лиувилля в переменных Андуайе и теория возмущений. Показано, что учитывающая упругие свойства Луны модель приводит к существенному удлинению периода колебаний ее полюса по сравнению с периодом для классической модели твердой Луны. Для сравнения даны значения чандлеровских периодов, рассчитанные по представленным в работе формулам. Результаты проведенных исследований актуальны для обновленной российской лунной программы на период 2021–2040 гг.

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.

Белов А.В., Белова Е.А., Шлык Н.С., Абунина М.А., Абунин А.А. «Геоэффективность спорадических явлений в 24-м солнечном цикле» Геомагнетизм и аэрономия, 63, № 4, с. 534-544 (2023)

Обсуждены особенности 24-го цикла солнечной активности, проявившиеся в вариациях космических лучей, характеристиках солнечных вспышек, протонных событий, корональных выбросов массы, а также уровне геомагнитной активности. Показано, что по числу солнечных пятен и других проявлений солнечной активности 24-й цикл оказался самым скромным за последние 100 лет наблюдений. Описано значительное снижение геоэффективности различных солнечных событий, проявившееся в меньшем количестве и величинах, зарегистрированных на Земле Форбуш-эффектов, возрастаний потоков протонов и электронов разных энергий и геомагнитных бурь.

Рудая Я.Е., Шмакова Н.Д., Чеботников А.В., Бойко О.А., Ерманюк Е.В., Сибгатуллин И.Н. «Экспериментальное исследование аттракторов внутренних волн, генерируемых угловыми колебаниями пластины в линейно 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. 215-218 (2022)

Целью работы является экспериментальное исследование квазидвумерных аттракторов внутренних волн, имеющих по одному отражению от вертикальных и горизонтальных стенок, генерируемых угловыми колебаниями пластины. Экспериментальная установка представляет собой резервуар из оргстекла длиной 110 см, шириной 23 см и глубиной 50 см, с наклоненными под углом 32° боковыми стенками и помещенной в центре пластиной, совершающей колебания с определенными амплитудой и частотой . На пластине закреплен датчик линейных перемещений и момента силы. Колебания пластины в однородно-стратифицированной жидкости генерируют два симметричных волновых аттрактора. Для визуализации течения используется синтетический шлирен-метод. Поля градиентов плотности вычислены с помощью кросскорреляции изображений. Для фильтрации волн на определенных частотах использовано преобразование Гильберта.

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.

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.

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)

Морозов Н.Ф., Индейцев Д.А., Лукин А.В., Попов И.А., Штукин Л.В. «О термооптическом возбуждении параметрических колебаний микробалочных резонаторов. I» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 10, № 2, с. 315-333 (2023)

Первая часть работы, посвященной исследованию нелинейной динамики параметрически возбуждаемых изгибных колебаний защемленной с двух концов микробалки – базового чувствительного элемента перспективного класса микродатчиков различных физических величин – при лазерном термооптическом воздействии в форме периодически генерируемых импульсов, действующих на некоторую часть поверхности балочного элемента. Найдено аналитическое решение задачи теплопроводности для установившегося гармонического распределения температуры в объеме резонатора. Определены статические и динамические компоненты силовых факторов температурной природы – температурных осевой силы и изгибающего момента. С помощью метода Галёркина выполнена дискретизация нелинейных связанных уравнений в частных производных, описывающих продольно-изгибные колебания резонатора. С применением асимптотического метода многих масштабов получено приближенное аналитическое решение для задачи нелинейной динамики системы в условиях главного параметрического резонанса.

Шумилова В.В. «Эффективный тензор ядер релаксации слоистой среды, состоящей из вязкоупругого материала и вязкой несжимаемой жидкости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 46-54 (2023)

Выведены явные формулы для расчета компонентов эффективного тензора ядер релаксации двухфазной слоистой среды с периодической микроструктурой. Первая фаза такой среды состоит из изотропного вязкоупругого материала, а вторая фаза – из вязкой несжимаемой жидкости. Установлено, в частности, что компоненты указанного тензора зависят от объемной доли жидкости внутри ячейки периодичности и не зависят от числа слоев и расстояний между ними.

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.

Шунаев В.В., Четвериков А.П., Глухова О.Е. «Распространение сверхзвукового солитона в углеродных нанотрубках типа кресло» Журнал технической физики, 93, № 4, с. 458-462 (2023)

В рамках метода MD/DFTB изучено распространение локализованной кольцевой нелинейной волны в углеродных нанотрубках (УНТ) типа кресло". Однозначно показано, что рассматриваемые локализованные волны – солитонного типа, причем, чем выше скорость начального возмущения, тем выше установившаяся скорость исследуемого солитона. Установлено, что при высокой энергии начального возбуждения в период времени 0.1–0.2 ps солитон движется со скоростью в диапазоне 24–270 Angstrem/ps, что примерно в 1.2–1.35 раз превышает скорость звука в УНТ (200 Angstrem/ps). Показано, что скорость солитона практически не меняется с увеличением радиуса УНТ Ключевые слова: молекулярная динамика, углеродные нанотрубки, солитон, сверхзвуковая волна.

Баранов Д.С., Никитина А.К., Никитин К.К., Скатов М.Ф., Шустимов Д.И. «Оптимизация магнитопроводов трансформаторов по критерию максимальной мощности» Гидроакустика, № 52, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/SbGA52.pdf (2022)

Проведена оптимизация геометрических параметров магнитопроводов трансформаторов по критерию максимизации мощности трансформатора. Показано, что при заданных габаритах трансформатора его мощность максимизируется при единственно возможном наборе размерений магнитопровода, и определен этот набор. Ключевые слова: трансформатор, дроссель, мощность, магнитопровод, оптимизация

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.