Заболотнов Ю.М., Назарова А.А., Ван Чаци «Анализ динамики и управление при развертывании кольцевой тросовой группировки космических аппаратов» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 4, с. 110-124 (2023)

Рассматривается метод формирования вращающейся тросовой группировки малых космических аппаратов в виде правильного многоугольника. Для создания внешнего вращающего момента, действующего на всю систему в целом, используются двигатели малой тяги, причем направления реактивных сил неизменны в связанных с космическими аппаратами системах координат. Выпуск тросов регулируется по измерениям их длины и скорости в соответствии с номинальной программой, в которой предполагается, что механизмы выпуска тросов работают только на их торможение. Номинальная программа строится по упрощенной модели движения системы, построенной с помощью уравнений Лагранжа. Реализуемость программы развертывания проверяется с использованием более полной модели пространственного движения системы, записанной в геоцентрической неподвижной системе координат и учитывающей растяжимость тросов, односторонность соответствующих им механических связей, работу системы регулирования, возмущения, связанные с начальными условиями движения и т.д. В более полной модели движения учитывается движение космических аппаратов относительно своих центров масс как твердых тел конечных размеров, что приводит к возмущениям в направлениях действия реактивных сил. Приводятся численные примеры развертывания кольцевых тросовых группировок малых космических аппаратов в виде многоугольников, имеющих до семи вершин включительно, при действии возмущений. Ключевые слова: космические аппараты, кольцевая тросовая группировка, развертывание, динамика, управление

Агапова Д.В., Завершинский Д.И., Белов С.А., Молевич Н.Е. «Оценка погрешностей, вносимых тепловым дисбалансом на параметры корональных структур, определяемые по наблюдениям распространяющихся медленных магнитоакустических волн» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 50, № 5, с. 38-46 (2023)

Проведено исследование влияния теплового дисбаланса на медленные магнитоакустические (МА) волны, распространяющиеся внутри магнитного слоя. Для параметров плазмы, соответствующих условиям “теплой” корональной петли, в приближении магнитного слоя была рассчитана фазовая скорость медленных МА-волн как функция их периода. Благодаря рассчитанной зависимости были оценены относительные погрешности определения значений напряженности магнитного поля и температуры с помощью данных волн. Оцененные погрешности показывают, что пренебрежение тепловым дисбалансом при рассмотрении медленных МА-волн в корональных структурах может стать причиной существенного расхождения между сейсмологическими и спектрометрическими оценками параметров плазмы.

Луничкин А.М., Андреева И.Г., Зайцева Л.Г., Гвоздева А.П., Огородникова Е.А. «Изменение спектральных характеристик гласных звуков в русской речи на фоне шума» Акустический журнал, 69, № 3, с. 340-350 (2023)

В контексте проблемы слухового анализа сложной сцены исследованы акустические характеристики русской речи в условиях шума многоголосия и проявления эффекта Ломбарда. Сравнивали спектры ударных гласных звуков [a], [u], [i] в словах, произнесенных шестью женщинами в тишине и на фоне диотически предъявляемого речеподобного шума уровня 60 дБ, имитирующего многоголосие. В шуме, по сравнению с тишиной, получили повышение частоты основного тона голоса (F₀) и первой форманты (F₁) для всех выделенных гласных. Общей закономерности в изменениях второй форманты (F₂) обнаружено не было. При произнесении гласного звука [i] в шуме F₂ понижалась у всех дикторов, при произнесении гласных звуков [u] и [а] она могла как понижаться, так и повышаться. Таким образом, в основном характер выявленных изменений спектральных характеристик гласных звуков русской речи в шуме соответствовал особенностям ломбардной речи для ряда европейских и азиатских языков. При этом впервые была показана обратно пропорциональная зависимость между F₀ диктора в тишине и ее изменениями в шуме: чем выше F₀ в тишине, тем меньше ее увеличение на фоне шума. Выявленные спектральные изменения отражают процессы адаптивной коррекции артикуляции, направленные на выделение голоса диктора и повышение разборчивости его речи на фоне речеподобного шума. Ключевые слова: акустика речи, шум многоголосия (речеподобный), слухоречевой контроль, эффект Ломбарда, речевая коммуникация, характеристики голоса DOI: 10.31857/S032079192110018X

Залкинд В.И., Зейгарник Ю.А., Низовский В.Л., Низовский Л.В., Щигель С.С. «Исследование процесса распыления перегретой воды через расширяющееся сопло» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 3, с. 32-37 (2023)

Экспериментально исследован процесс распыления метастабильной перегретой воды в случае ее истечения в атмосферу из конфузорно-диффузорного сопла при температуре 240–260°С. Дисперсионный состав факела распыления имеет бимодальный характер с преобладанием капель субмикронного размера, доля которых увеличивается с увеличением температуры и достигает 80% на выходе из сопла при температуре воды 260°С. Выполнены оценки влияния коагуляции капель на распределение доли капель большого размера по длине факела распыления. Ключевые слова: перегретая вода, метастабильное состояние, высокотонкое распыление, дисперсионные характеристики, бимодальное распределение, факел распыления, взрывное вскипание, двухфазный поток, рассеяние монохроматического излучения

Огородников В.А., Ерунов С.В., Панов К.Н., Чудаков Е.А., Блинов И.А., Георгиевская А.Б., Замыслов Д.Н., Фарин И.Р. «Характеристики “пылевых” потоков с поверхности лайнеров из меди и свинца при выходе на нее одной или последовательно двух ударных волн» Письма в ЖЭТФ, 117, № 10, с. 746-753 (2023)

Приведены результаты впервые проведенных сравнительных экспериментальных исследований процесса ударно-индуцированного выброса частиц (“пыления”) со свободной шероховатой (Rz20) поверхности лайнеров из меди и свинца при выходе на нее одной или последовательно двух ударных волн, разделенных по времени на 0.2 мкс. Такая ситуация возникает, как правило, в кумулирующих системах для сжатия плазмы цилиндрическими или сферическими лайнерами при их ударно-волновом или квазиизэнтропическом ускорении продуктами взрыва. С использованием методик импульсной рентгенографии, лазерно-оптической съемки, пьезоэлектрических датчиков давления и гетеродин-интерферометра исследована качественная картина и определены количественные характеристики процесса выброса частиц со свободной поверхности (СП): скорости СП и фронта потока (ФП) частиц, распределения плотности (массы) потока частиц в направлении его движения, необходимые для уточнения имеющихся особенностей и создания более обоснованных моделей описания эффекта.

Запевалов А.С. «Влияние асимметрии и групповой структуры морских волн на генерацию инфразвука морской поверхностью» Морской гидрофизический журнал, 39, № 2, с. 177-188 (2023)

Целью работы является анализ влияния эффектов нелинейности морских волн, проявляющихся в асимметрии распределения возвышений морской поверхности и возникновении групповой структуры, на генерацию инфразвукового излучения морской поверхностью. Анализ проводится на основе аналитической модели волнового профиля, позволяющей задавать асимметричный профиль волны (заостренный гребень и плоская впадина), а также изменять фактор групповитости и число волн в группе. Поле поверхностных волн представлено в виде суперпозиции свободных волн и гармоник. Для его исследования используется математический аппарат разложения анализируемой функции в ряд Фурье. Получены количественные оценки, характеризующие в разных ситуациях отношение амплитуд акустических волн, генерируемых основной волной и ее гармониками. Показано, что асимметрия оказывает более значительное влияние на уровень генерации инфразвука, чем групповая структура волн. Выводы. Как асимметрия распределения возвышений морских волн, так и их групповая структура приводят к снижению уровня инфразвука, генерируемого морской поверхностью, а также к перераспределению энергии инфразвука по пространственным и временным масштабам.

Дубровин К.А., Зарвин А.Е., Каляда В.В., Яскин А.С. «К модели метрирования сверхзвуковых недорасширенных газовых струй в условиях конденсации» Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 227-237 (2023)

На основе измерений, выполненных с использованием метода фотовизуализации, в потоке аргона выявлено влияние крупных вандерваальсовых кластеров на поперечные размеры сверхзвуковой недорасширенной струи. В диапазоне средних размеров формируемых кластеров 330<‹S›<6200 част./кл. предложена модель поправок к известным газодинамическим эмпирическим зависимостям, сформированным в отсутствие конденсированной фазы, учитывающая особенности истечения газов из сверхзвукового сопла в условиях развитой конденсации. Рассмотрены возможные причины уширения газовых потоков в условиях развитой конденсации. Проведена апробация модели поправок в потоках с развитой конденсацией на ряде сверхзвуковых конических сопел.

Зарипов Р.М., Масалимов Р.Б. «Численное моделирование напряженно-деформированного состояния подводного морского газопровода с учетом разжижения грунта и параметров эксплуатации» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 4, с. 152-166 (2023)

Представленная краткая информация о неожиданном всплытии двух ниток на подводном переходе через Байдарацкую губу на Ямале свидетельствует о том, что при разработке проектов не были проведены полные исследования, посвященные вопросам обеспечения прочности и устойчивости и сохранения в проектном положении газопроводов. Для выявления одной из основных причин всплытия поставлена и решена задача о напряженно-деформированном состоянии подводного участка морского газопровода с учетом частичного и полного обводнения грунта в отдельных подземных частях. Рассматриваемый подводный участок подводного газопровода в расчетной схеме условно делится на три части. В его средней части находится размытая оголенная часть, которая образуется вследствие разжижения и размыва грунта. К ней слева и справа примыкают подземные части. За математическую модель рассчитываемого участка газопровода принимается одномерная стержневая система в упругой среде, состоящая из криволинейных и прямолинейных трехслойных стержней трубчатого сечения и их узлов сопряжения. Напряженно-деформированное состояние стержневого элемента описывается системой дифференциальных уравнений, которая состоит из геометрических и физических нелинейных соотношений, нелинейных дифференциальных уравнений равновесия. Решение поставленной задачи осуществляется методом конечных элементов в перемещениях. Численным экспериментом найдены критические значения параметров эксплуатации и формы изгиба газопровода, предшествующие его всплытию для разных длин размытой оголенной части, изменения состояния грунта в подземных частях и различных значений параметров эксплуатации газопровода. Ключевые слова: газопровод, обетонированная труба, грунт, прогиб, напряжение, давление, усилие, всплытие

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Зондирование осадочной толщи поперечными упругими волнами горизонтальной поляризации» Техническая акустика, 22, № 1, с. https://www.ejta.org/ru/zaslavsky9 (2023)

Рассматриваются пространственно-угловые характеристики поперечных упругих волн горизонтальной поляризации, возбуждаемых осциллирующим скручивающим силовым моментом, действующим по касательной на свободную границу структуры – слой–полупространство. Исследуется возможность применения данного типа волн для зондирования грунта с целью обнаружения локальных неоднородностей, ограниченных в поперечнике и залегающих на некоторой глубине под землёй, для оконтуривания их границ. Выведены соотношения для эхо-сигнала в виде SH-волны, зеркально отражённой от неоднородности и регистрируемой сейсмическими приёмниками на поверхности. Амплитуда отклика представлена в виде двумерного рельефа на плоскости: время задержки – координата приёмной антенны при пространственном сканировании над эпицентром неоднородности. Особенности рельефа служат основой для получения признаков присутствия в грунте аномалий карстовой природы – брекчий, каверн и провалов, для дистанционной диагностики глубины залегания и их поперечных размеров. Ключевые слова: зондирование грунта, локальные неоднородности, поперечные волны горизонтальной поляризации.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Зондирование осадочной толщи поперечными упругими волнами горизонтальной поляризации» Техническая акустика, 22, № 1, с. https://www.ejta.org/ru/zaslavsky9 (2023)

Рассматриваются пространственно-угловые характеристики поперечных упругих волн горизонтальной поляризации, возбуждаемых осциллирующим скручивающим силовым моментом, действующим по касательной на свободную границу структуры – слой–полупространство. Исследуется возможность применения данного типа волн для зондирования грунта с целью обнаружения локальных неоднородностей, ограниченных в поперечнике и залегающих на некоторой глубине под землёй, для оконтуривания их границ. Выведены соотношения для эхо-сигнала в виде SH-волны, зеркально отражённой от неоднородности и регистрируемой сейсмическими приёмниками на поверхности. Амплитуда отклика представлена в виде двумерного рельефа на плоскости: время задержки – координата приёмной антенны при пространственном сканировании над эпицентром неоднородности. Особенности рельефа служат основой для получения признаков присутствия в грунте аномалий карстовой природы – брекчий, каверн и провалов, для дистанционной диагностики глубины залегания и их поперечных размеров. Ключевые слова: зондирование грунта, локальные неоднородности, поперечные волны горизонтальной поляризации.

Попель С.И., Захаров А.В., Зеленый Л.М. «Пылевая плазма в окрестностях Луны: современные исследования и новые перспективы» Физика плазмы, 49, № 1, с. 12-24 (2023)

Приведен краткий обзор исследований по пылевой плазме над поверхностью Луны, выполненных за последнее время в Институте космических исследований РАН. Исследования связаны с будущими миссиями “Луна-25” и “Луна-27”, в рамках которых будут исследоваться свойства пыли и пылевой плазмы над лунной поверхностью. Рассмотрены проблемы формирования пылевой плазмы над освещенной частью Луны, в области лунного терминатора, влияния магнитных полей на окололунную пылевую плазму, влияния на результаты измерений посадочного модуля космического аппарата. Сформулированы нерешенные проблемы, касающиеся изучения окололунной пылевой плазмы.

Зверев В.А., Диденкулов И.Н., Голубев В.Н. «К вопросу о равной громкости звуков разных частот» Акустический журнал, 69, № 3, с. 386-387 (2023)

Обсуждаются кривые равной громкости звуков разных частот и частотные характеристики слуха. Показано, что кривые равной громкости не описывают частотную характеристику слуха и применимы только к тональным сигналам. Частотная характеристика слуха является адаптивной к спектру звука. Для музыки формируется широкополосная частотная характеристика, для речи используется частотная характеристика с подавлением низких частот. Ключевые слова: кривые равной громкости, слух, частотная характеристика, адаптивность DOI: 10.31857/S0320791923600336

Залкинд В.И., Зейгарник Ю.А., Низовский В.Л., Низовский Л.В., Щигель С.С. «Исследование процесса распыления перегретой воды через расширяющееся сопло» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 3, с. 32-37 (2023)

Экспериментально исследован процесс распыления метастабильной перегретой воды в случае ее истечения в атмосферу из конфузорно-диффузорного сопла при температуре 240–260°С. Дисперсионный состав факела распыления имеет бимодальный характер с преобладанием капель субмикронного размера, доля которых увеличивается с увеличением температуры и достигает 80% на выходе из сопла при температуре воды 260°С. Выполнены оценки влияния коагуляции капель на распределение доли капель большого размера по длине факела распыления. Ключевые слова: перегретая вода, метастабильное состояние, высокотонкое распыление, дисперсионные характеристики, бимодальное распределение, факел распыления, взрывное вскипание, двухфазный поток, рассеяние монохроматического излучения

Зеленый Л.М., Попель С.И. «9-я международная конференция по физике пылевой плазмы» Физика плазмы, 49, № 1, с. 3-6 (2023)

Краткое описание истории проведения Международных конференций по физике пылевой плазмы. Особое внимание уделяется 9-й Международной конференции по физике пылевой плазмы, которая проводилась в г. Москве. DOI: 10.31857/S036729212260145X

Попель С.И., Захаров А.В., Зеленый Л.М. «Пылевая плазма в окрестностях Луны: современные исследования и новые перспективы» Физика плазмы, 49, № 1, с. 12-24 (2023)

Приведен краткий обзор исследований по пылевой плазме над поверхностью Луны, выполненных за последнее время в Институте космических исследований РАН. Исследования связаны с будущими миссиями “Луна-25” и “Луна-27”, в рамках которых будут исследоваться свойства пыли и пылевой плазмы над лунной поверхностью. Рассмотрены проблемы формирования пылевой плазмы над освещенной частью Луны, в области лунного терминатора, влияния магнитных полей на окололунную пылевую плазму, влияния на результаты измерений посадочного модуля космического аппарата. Сформулированы нерешенные проблемы, касающиеся изучения окололунной пылевой плазмы.

Бикмаев И.Ф., Вихлинин А.А., Гильфанов М.Р., Гребенев С.А., Зелёный Л.М., Лутовинов А.А., Петрукович А.А., Постнов К.А., Старобинский А.А., Черепащук А.М., Чуразов Е.М., Шакура Н.И. «Рашид Алиевич Сюняев (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 193, № 3, с. 343-344 (2023)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNe.2023.02.039331

Земляк В.Л., Козин В.М., Васильев А.С., Чингалаев С.А. «Влияние глубины акватории на характер движения погруженного тела вблизи свободной поверхности жидкости» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2, с. 48-59 (2023)

Объектом исследования является процесс движения погруженного тела заданной формы вблизи свободной поверхности жидкости в условиях ограниченной глубины акватории. Цель состоит в определении влияния глубины акватории на волновое сопротивление, вертикальную подъемную силу и гидродинамический момент, действующие на тело со стороны жидкости. Материалы и методы. Материалом для проведения исследований является методика моделирования, технологии и результаты модельных экспериментов в опытовом бассейне. Численное моделирование выполнено с помощью программного комплекса ANSYS. Основные результаты. Проведено экспериментально-теоретическое исследование влияния глубины акватории на волнообразование, волновое сопротивление, подъемную силу и гидродинамический момент, возникающие при движении погруженного тела в приповерхностной водной среде. Заключение. Полученные результаты полезны для стабилизации движения погруженного тела в горизонтальной плоскости в зависимости от скорости его движения при различном заглублении в условиях ограниченной глубины акватории.

Мурсенкова И.В., Иванов И.Э., Ляо Ю., Зиганшин А.Ф. «Исследование взаимодействия поверхностного скользящего разряда с наклонной ударной волной» Физика плазмы, 49, № 5, с. 600-606 (2023)

Экспериментально исследован распределенный поверхностный скользящий разряд длительностью 500 нс в сверхзвуковых потоках воздуха с наклонной ударной волной. Числа Маха потока составляли 1.18–1.68, плотность воздуха 0.02–0.45 кг/м³. Разряд инициировался в режиме одиночного импульса. Ток разряда составлял около 1 кА при напряжении 25 кВ. Показано, что ток разряда и пространственно-временные характеристики излучения зависят от параметров локальной зоны разрежения в пограничном слое. В стационарном потоке с косым скачком уплотнения разряд формируется в виде одиночного канала. Анализ высокоскоростной теневой съемки потока после разряда показал, что одиночный канал разряда генерирует полуцилиндрическую волну. Сравнение экспериментальной динамики ударной волны с результатами численного моделирования течения на основе нестационарных уравнений Навье–Стокса показало, что величина выделяемой в разрядном канале тепловой энергии составляет 0.15–0.36 Дж. Ключевые слова: наносекундный поверхностный скользящий разряд, сверхзвуковой поток, наклонная ударная волна, высокоскоростная теневая визуализация, численное моделирование

Касаткин Б.А., Злобина Н.В., Касаткин С.Б. «Отражение звуковых волн на границах раздела. Несамосопряженная модельная постановка» Подводные исследования и робототехника, 36, № 1, с. 36-49 (2023)

На основе математического определения несамосопряженного оператора и физического смысла конкретной граничной задачи сформулирована несамосопряженная модельная постановка граничных задач акустики. В качестве примера рассмотрены граничные задачи на отражение плоской волны и сферической волны на границе раздела двух жидких сред. Введено определение коэффициента отражения сферической волны. В области докритических углов падения новое определение учитывает появление в суммарном звуковом поле сходящихся волн отдачи, соответствующих собственным функциям сопряженного оператора. В области закритических углов падения участие в суммарном звуковом поле собственных функций двух сопряженных операторов формирует отличный от нуля поток мощности через границу раздела и его трансформацию в вихревую составляющую вектора интенсивности на горизонте полного внутреннего отражения. Дано определение горизонта полного внутреннего отражения. Приведены экспериментальные данные, подтверждающие новое определение коэффициента отражения и физическую корректность несамосопряженной модельной постановки.

Знаменский И.В., Тихомиров А.А. «Система обзора космического пространства для мониторинга объектов техногенного происхождения» Оптика атмосферы и океана, 35, № 12, с. 1051-1057 (2022)

Разработана методика расчета наземной оптико-электронной системы (ОЭС) и выполнен расчет облученности входного зрачка от космического объекта цилиндрической формы, подсвеченного Солнцем в ночное время суток. Представлены результаты расчета минимальной облученности и соответствующего ей блеска на входном зрачке ОЭС при отношении сигнал/шум на выходе фотоприемной матрицы по току, равном 7 в интервале длин волн 0,45–0,85 мкм. Построена зависимость отношения сигнал/шум от дальности до космического объекта для трех его различных размеров. Разработана программа РОСН-1, представлена ее панель управления для расчета характеристик ОЭС в ночное время суток в диапазоне 0,45–0,85 мкм и показаны возможности этой программы. Ключевые слова: мониторинг, космический мусор, наземная оптико-электронная система, облученность, блеск

Зотова А.Н., Кандауров А.А., Троицкая Ю.И., Сергеев Д.А. «Моделирование динамики всплывающего пузырька» Прикладная математика и механика, 87, № 3, с. 423-431 (2023)

Проведено прямое численное моделирование всплывания изначально покоившегося пузырька воздуха в воде без течения. Для сравнения с экспериментом взята усложненная начальная форма пузырька, соответствующая экспериментальной. Изменения формы пузырька в процессе всплывания, полученные в результате численного моделирования, близки к экспериментальным изменениям формы пузырька. Для сравнения с результатами численного моделирования, имеющимися в литературе, проведено моделирование всплывающего пузырька, имеющего изначально сферическую форму. Получено, что в процессе всплывания форма пузырька сначала близка к эллиптической и испытывает колебания, но далее усложняется – в нижней части пузырька появляется "хвост". Данный режим динамики всплывающего пузырька подтверждается опубликованными в литературе результатами численного моделирования.

Зубарев И.Г. «Н. Г. Басов – пионер и организатор лазерных исследований в СССР» Квантовая электроника, 52, № 10, с. 1064-1069 (2022)

В настоящее время трудно обнаружить сферу человеческой деятельности, где бы не использовались лазеры. И огромную роль в их развитии в СССР в середине 1950-х годов прошлого столетия сыграл Николай Геннадиевич Басов, сто лет со дня рождения которого мы отметили в 2022 году.