Родин А.В., Евдокимова Н.А., Бурлаков А.В., Федорова А.А. «Перестройки волновых режимов циркуляции атмосферы Марса» Механика, управление и информатика, № 4, с. 57-64 (2011)

Приведено сравнение результатов численного моделирования общей циркуляции атмосферы Марса с данными гиперспектрометра OMEGA космического аппарата (КА) Mars-Express. Пространственное распределение концентрации водяного пара, мощности и микроструктуры ледовых покровов полярных шапок обнаруживает симметричные, сезонно изменчивые вариации, которые представляют собой, по всей видимости, инерционные волны в системе циркуляции атмосферы планеты.

Балтер Б.М., Егоров В.В., Котцов В.А., Стальная М.В. «Корреляционные портреты гиперспектральных данных дистанционного зондирования» Механика, управление и информатика, № 1, с. 510-518 (2009)

Описывается метод анализа пространственной изменчивости объектов зондируемой поверхности по данным гиперспектральной съемки. Метод базируется на использовании корреляционных портретов – матриц межканальных корреляций значений спектральной яркости. Дается алгоритм построения карт изменчивости исследуемой территории, который состоит в вычислении корреляционного портрета участка поверхности с известной изменчивостью, выбираемого в качестве эталона с последующим отысканием участков-аналогов на изображении тестовой территории. Приводятся примеры использования таких карт для обнаружения очагов лесных пожаров и изучения геологической структуры территории.

Иванов Д.С., Нуждин Д.О., Егоров К.В. «Лабораторное моделирование алгоритмов определения ориентации и управления ориентацией микроспутников» Механика, управление и информатика, № 2, с. 239-247 (2011)

Рассматривается разработанный в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН стенд, на котором можно имитировать частные случаи движения спутника, а также верифицировать алгоритмы определения ориентации и управления ориентацией малых спутников в этих частных случаях. На стенде отрабатываются алгоритмы управления угловым движением с помощью маховика, импульсных двигателей, токовых катушек, а также верифицируются различные алгоритмы обработки данных с прототипа солнечного датчика.

Егоров С.Б., Горбачев Р.И., Менькова А.Л. «Вероятностная характеристика обнаружения и аппаратная чувствительность обнаружителя движущегося источника шумоизлучения» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-1, с. 168-174 (2023)

Рассматривается автоматический обнаружитель шумового сигнала движущегося источника шумоизлучения, работающий непрерывно во времени и переходящий в режим обнаружения, когда источник входит в телесный угол главного максимума характеристики направленности приемной антенны. Обнаружитель содержит индикаторное устройство, состоящее из двух последовательно включенных селекторов сигнала: первого – по уровню, второго – по длительности. Получена вероятностная характеристика обнаружения сигнала в виде зависимости вероятности обнаружения от отношения сигнал/помеха на выходе приёмного тракта. Выполнен анализ влияния движения источника сигнала на параметры вероятностной характеристики и обосновано упрощение её выражения при обнаружении слабого сигнала. Введено понятие "аппаратная" чувствительность обнаружителя как пороговое отношение сигнал/помеха по мощности на выходе приёмного тракта. Введён количественный критерий режима обнаружения слабого сигнала и предложена упрощённая методика оценки аппаратной чувствительности в этом случае. Показана прямая зависимость аппаратной чувствительности от эквивалентной относительной длительности проходной характеристики источника по выходу приёмного тракта. Ключевые слова: широкополосный энергетический обнаружитель, вероятностная характеристика обнаружения, аппаратная чувствительность обнаружителя

Еманов А.Ф., Белостоцкий А.М., Бах А.А., Хорошавин Е.А., Дмитриев Д.С., Нагибович А.И., Еманов А.А., Янкайтис В.В., Сережников Н.А., Шеболтасов А.Г. «Собственные колебания высотного здания типа башни: моды горизонтальных, вертикальных и вращательных колебаний по данным метода стоячих волн и верификация расчётной модели» Вопросы инженерной сейсмологии, 49, № 2, с. 5-40 (2022)

Для уникального по конструкции здания в виде башни с ядром жёсткости по центру выполнены экспериментальные исследования собственных колебаний методом стоячих волн. Результаты сопоставлены с теоретическими расчётами по конечноэлементной модели. Из эксперимента выявлены и исследованы 10 поступательных горизонтальных, 5 крутильных и 8 вертикальных мод собственных колебаний. По конечноэлементной модели рассчитаны собственные колебания, соответствующие всем экспериментально выделенным модам колебаний. Сравнение эксперимента и теории выполнено по всему набору собственных частот; отличия в собственных частотах достигали 20%. После исследований возможности корректировки расчётной модели обеспечено расхождение эксперимента и теории по значениям собственных частот не более 7.5%. Верификация расчётных моделей зданий по данным метода стоячих волн является эффективным подходом к оценке физического состояния зданий и их сейсмостойкости.

Еманов А.Ф., Бах А.А., Еманов Ф.А. «Изучение вертикальных собственных колебаний зданий методом стоячих волн» Вопросы инженерной сейсмологии, 47, № 4, с. 43-54 (2020)

Изучаются вертикальные собственные колебания зданий с целью определения их особенностей и степени сейсмической безопасности. Показано, что в зданиях, кроме вертикальных мод колебаний, сформировавшихся как результат интерференции, могут возникать собственные колебания от перекачки энергии горизонтальных собственных колебаний при наличии связи в колебаниях компонент. На вертикальные собственные колебания зданий значительное влияние оказывает изменение массы за счет оборудования и материалов, размещенных внутри здания.

Еманов А.Ф., Белостоцкий А.М., Бах А.А., Хорошавин Е.А., Дмитриев Д.С., Нагибович А.И., Еманов А.А., Янкайтис В.В., Сережников Н.А., Шеболтасов А.Г. «Собственные колебания высотного здания типа башни: моды горизонтальных, вертикальных и вращательных колебаний по данным метода стоячих волн и верификация расчётной модели» Вопросы инженерной сейсмологии, 49, № 2, с. 5-40 (2022)

Для уникального по конструкции здания в виде башни с ядром жёсткости по центру выполнены экспериментальные исследования собственных колебаний методом стоячих волн. Результаты сопоставлены с теоретическими расчётами по конечноэлементной модели. Из эксперимента выявлены и исследованы 10 поступательных горизонтальных, 5 крутильных и 8 вертикальных мод собственных колебаний. По конечноэлементной модели рассчитаны собственные колебания, соответствующие всем экспериментально выделенным модам колебаний. Сравнение эксперимента и теории выполнено по всему набору собственных частот; отличия в собственных частотах достигали 20%. После исследований возможности корректировки расчётной модели обеспечено расхождение эксперимента и теории по значениям собственных частот не более 7.5%. Верификация расчётных моделей зданий по данным метода стоячих волн является эффективным подходом к оценке физического состояния зданий и их сейсмостойкости.

Еманов А.Ф., Бах А.А., Еманов Ф.А. «Изучение вертикальных собственных колебаний зданий методом стоячих волн» Вопросы инженерной сейсмологии, 47, № 4, с. 43-54 (2020)

Изучаются вертикальные собственные колебания зданий с целью определения их особенностей и степени сейсмической безопасности. Показано, что в зданиях, кроме вертикальных мод колебаний, сформировавшихся как результат интерференции, могут возникать собственные колебания от перекачки энергии горизонтальных собственных колебаний при наличии связи в колебаниях компонент. На вертикальные собственные колебания зданий значительное влияние оказывает изменение массы за счет оборудования и материалов, размещенных внутри здания.

Емельянов Н.В. «Получение новых знаний о солнечной системе методами небесной механики» Природа, № 12, с. 29-36 (2022)

Обзор методов современной небесной механики отражающий авторскую концепцию процесса практического изучения природы.

Тория Т.Г., Епихин А.И., Панченко С.В., Модина М.А. «О важности защиты от шумов и вибраций специалистов флота» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-1, с. 253-260 (2023)

Поднимается вопрос о значимости защиты от шумов и вибраций специалистов морского и речного флота. Рассмотрены положения руководящего документа в данном вопросе («Резолюция N MSC.337(91) Международной морской организации "Одобрение Кодекса по уровням шума на судах" (Вместе с "Формой протокола замеров шума", "Результатами частотного анализа", "Рекомендациями по включению проблем шума в системы управления безопасностью", "Рекомендуемыми способами ослабления шума", "Упрощенным порядком определения воздействия шума"), принятая 30 ноября 2012 года, и непосредственно сам Кодекс по уровням шума на судах), изучено соответствие указанных норм и рекомендаций действительному положению на судах речного и морского флота. Сделаны выводы о необходимости модернизации средств индивидуальной защиты членов экипажей судов, предложены возможные решения существующих проблем. Сделан вывод о перспективах дальнейшего развития и модернизации средств индивидуальной защиты и средств подавления шумов и вибрации на судах речного и морского флота. Ключевые слова: торговый флот, суда, шумоподавление, шумы, вибрации, средства индивидуальной защиты, модернизация

Королев В.В., Коваленко И.Г., Безбородов М.А., Еремин М.А., Савин В.В. «Газопылевые структуры в окрестности рукавов спиральных галактик» Математическая физика и компьютерное моделирование (ранее Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 25, № 1, с. 49-68 (2022)

Построена двумерная модель течения газопылевой межзвездной среды в окрестности спирального рукава галактики. Рассмотрено течение в вертикальной плоскости, поперечной к плоскости диска. Учтены эффекты неадиабатичности течения (объемные нагрев и охлаждение газа излучением). Баланс нагрева и охлаждения обеспечивает сосуществование двух фаз – холодных парсекового размера облаков атомарного водорода и теплого межоблачного газа. В рассмотрение включена полидисперсная пыль, представленная тремя фракциями частиц разных размеров и масс. Частицы пыли обладают конечной инерцией, их движения не повторяют в точности движение газа. Учтена турбулентность в диске и спиральном рукаве. Рассмотрены модели, в которых используются разные сочетания расположения источников турбулентности в диске и/или рукаве. Основные результаты, полученные методами компьютерного гидродинамического моделирования, следующие: 1) Облака по мере прохождения через спиральный рукав претерпевают существенные трансформации. Значительная часть облаков абсорбируется в тонкий плотный облачный слой, протягивающийся в спиральном рукаве вдоль экваториальной плоскости в окрестности центра рукава и имеющий размер приблизительно в половину ширины рукава. Меньшая часть облаков проходит без разрушения или с частичным разрушением сквозь рукав, испытывая по ходу движения сильные деформации. Мелкомасштабная облачная компонента частично восстанавливается под действием турбулентности, возмущающей протяженный облачный слой внутри рукава и частично разрушающий его на отдельные фрагменты. 2) На задней по отношению к натекающему потоку газа стороне рукава формируется клинообразная галактическая ударная волна, присоединенная к заднему краю протяженного облачного слоя. Течение, ограниченное ударной волной, имеет характер струи, совершающей квазипериодические поперечные колебания. Причиной колебаний, по-видимому, является неустойчивость сдвигового течения, поскольку внутри струи вдоль потока и под небольшим углом к ударным фронтам формируются тангенциальные разрывы. 3) Пылевые частицы увлекаются турбулентными вихрями и выносятся на высоты 150–200 пк над плоскостью диска, что естественным образом объясняет существование хаотических волокнистых пылевых структур, протягивающихся над галактическим диском на высоты в несколько сотен парсек. 4) Пылинки по-разному распределены внутри вихрей. Пылинки размерами в 0,01–0,1 мкм легче кластеризуются, чем более крупные пылинки радиусом 1 мкм. 5) Турбулентность служит механизмом, позволяющим эффективно запирать пылевые частицы на передней стороне спирального рукава. Как показывает моделирование, пылевые прожилки отчетливее выражены на передней стороне рукава.

Бирюкова М.В., Туфан А., Ермаков В.Ю. «Подход к снижению виброактивности малых космических аппаратов» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Машиностроение, № 1, с. 4-21 (2023)

Безотказное функционирование космических аппаратов и успешное выполнение проводимых ими исследований на орбите в основном зависят от технических и эксплуатационных характеристик систем управления их ориентацией и стабилизацией в пространстве относительно осей базовой системы координат за счет использования стабилизирующих свойств внешних и внутренних возмущающих факторов. При исследованиях для определения статического и динамического дисбалансов проанализированы уровни воздействий сил и моментов, создаваемых бесконтактным двигателем-маховиком постоянного тока при работе на различных скоростях вращения ротора, выполнена их обработка и идентификация. В целях уменьшения статического и динамического дисбалансов бесконтактного двигателя-маховика, получаемых в результате проводимых экспериментальных исследований, предложено использовать виброизолятор с собственной частотой, существенно меньшей, чем в обычных системах, чтобы статически удержать двигатель-маховик при его наземной и летной эксплуатации. Виброизолятор должен иметь малые массу и жесткость, а также широкий диапазон рабочих температур и др. Определены моменты внешних возмущающих сил, действующих на малый космический аппарат типа "Искра-5" в зависимости от высоты орбиты. Выполнен анализ использования двигателей-маховиков постоянного тока различных типов. Показано, что использование бесконтактных двигателей-маховиков постоянного тока в качестве исполнительных органов систем управления ориентацией и стабилизацией на малых космических аппаратах повышает точность ориентации. Рассмотрены пути уменьшения действия вибрационных возмущений на конструкцию космического аппарата от бесконтактного двигателя-маховика

Ермолаев Э.В., Махов В.И. «Малогабаритная гидроакустическая антенна подводного аппарата» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 2-2, с. 111-114 (2022)

Предлагается малогабаритная гидроакустическая антенна, предназначенная для использования на подводном аппарате. Антенна выполнена в виде концентрической трёхкольцевой дискретной антенны, при этом площадь, занимаемая ею на подводном аппарате, меньше, чем в случае применения линейной антенны, кроме того, характеристика направленности (ХН) её близка к осесимметричной, что важно в ряде практических применений. Целью работы был расчёт ХН по известным выражениям при различных амплитудных распределениях (равномерное, треугольное, Хэмминга, Блэкмана) возбуждения элементов, расположенных на кольцах антенны, и выбор оптимального варианта. В качестве элементов антенны применены трёхсекционные стержневые преобразователи асимметричной, обеспечивающей широкополосность преобразователя, конструкции. Расчёт ХН выполнен для средней частоты широкого диапазона частот, приведены графики рассчитанных ХН при заданных распределениях. Известны результаты работы, где показано, что при большом количестве колец (10 колец, 320 элементов в антенне) уменьшение амплитуды возбуждения колец от центрального к периферийному кольцу приводит к тому, что основной лепесток ХН несколько расширяется и уменьшаются боковые лепестки. В данной работе показано, что при малом числе колец (3 кольца) такой эффект не наблюдается, и этот результат объясняется с применением теоремы смещения. Оптимальным из рассмотренных амплитудных распределений для данной трёхкольцевой концентрической антенны является равномерное амплитудное распределение, при котором антенна имеет наиболее узкий лепесток ХН и меньший уровень боковых лепестков. Ключевые слова: гидроакустическая антенна, концентрическая трёхкольцевая антенна, характеристика направленности, боковые лепестки, ширина основного лепестка, амплитудное распределение.

Косинов А.Д., Питеримова М.В., Шмакова А.В., Семенов Н.В., Ермолаев Ю.Г. «Экспериментальное исследование эволюции контролируемых возмущений в продольном вихре, порожденном в пограничном слое на плоской пластине при числе Mаха M=2» Прикладная механика и техническая физика, 64, № 4, с. 118-129 (2023)

С использованием результатов экспериментальных исследований проведено сравнение пространственно-временных распределений амплитуды контролируемых пульсаций в линейной и слабонелинейной фазах развития волнового поезда в однородном и неоднородном пограничных слоях на плоской пластине при числе Маха M=2. (Неоднородность течения вызвана продольным стационарным возмущением, порожденным парой слабых ударных волн. Контролируемые возмущения генерировались локально с поверхности при фиксированной мощности высокочастотного тлеющего разряда внутри модели). Установлено, что неоднородность течения изменяет механизм взаимодействия субгармонических возмущений. Показано, что в центре волнового поезда наблюдается нарушение пространственного синхронизма пульсаций субгармонической частоты. DOI: 10.15372/PMTF202215232

Афанасьев Л.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Кочарин В.Л., Семенов Н.В., Яцких А.А. «Экспериментальное исследование структуры возмущений от двух импульсных источников в сверхзвуковом пограничном слое пластины» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 68, № 3, с. 27-36 (2023)

Описано развитие нового экспериментального метода введения в сверхзвуковой пограничный слой контролируемых возмущений с заданной частотно-волновой структурой. Представляются данные экспериментов по формированию возмущений от двух импульсных источников (импульсный тлеющий разряд) в ламинарном пограничном слое пластины при числе Маха, равном 2. Эксперименты выполнены в аэродинамической трубе Т-325 ИТПМ СО РАН. Локализованные источники располагались на одинаковом расстоянии от передней кромки пластины в 6 мм друг от друга по размаху. Пульсации потока измерялись с помощью однониточного датчика термоанемометра постоянного сопротивления, запись сигнала проводилась синхронно с зажиганием разрядов, что позволяло выделять возмущения от разрядов из фона случайных неконтролируемых "естественных" пульсаций пограничного слоя. Анализируются пространственно-временная структура и частотно-волновой состав генерируемых возмущений от одиночного и двух разрядов, работающих синхронно и с задержкой во времени. Получено, что наибольшие отличия в структуре возмущений от одного и двух источников наблюдаются в центральной области, тогда как на боковых границах возмущения пульсации близки во всех рассматриваемых случаях. В спектрах возмущений по поперечным волновым числам от двух разрядов формируются узлы и пучности, положение которых определяется расстоянием между источниками и временной задержкой в их работе.

Ерофеев В.И., Леонтьева А.В., Шекоян А.В. «Распространение плоских продольных волн в материале с точечными дефектами» Механика композиционных материалов и конструкций, 25, № 4, с. 492-508 (2019)

Изучается распространение плоских продольных волн в безграничной среде с точечными дефектами, находящейся в нестационарном неоднородном температурном поле. Задача рассматривается в самосогласованной постановке, учитывающей как влияние акустической волны на образование и перемещение дефектов, так и влияние дефектов на особенности распространения акустической волны. Показано, что в случае отсутствия диффузии тепла система уравнений сводится к нелинейному эволюционному уравнению, которое является обобщением уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса. Методом усеченных разложений найдено точное решение эволюционного уравнения в виде стационарной ударной волны с монотонным убыванием. Отмечено, что диссипативные эффекты, обусловленные наличием дефектов, преобладают над дисперсией, связанной с миграцией дефектов в среде. Исследовано влияние начальной температуры и типа дефектов на основные параметры стационарной волны: скорость, амплитуду и ширину фронта. Нелинейные волны в средах с вакансиями распространяются быстрее, чем в средах с межузлиями. Увеличение начальной температуры приводит к увеличению скорости стационарной волны, если дефектами являются межузлия и уменьшению, если дефектами являются вакансии. Для гармонических волн показано, что наличие дефектов в среде способствует появлению частотно-зависимой диссипации и дисперсии. На низких частотах близких к нулю затухание волн практически отсутствует, и они распространяются с постоянной скоростью близкой к единице, которая не зависит ни от типа дефектов, ни от их наличия. На высоких частотах волны также распространяются с постоянной скоростью, но она зависит от типа дефектов. В средах с межузлиями гармонические волны имеют большую длину и скорость, чем в средах с вакансиями. Исследовано влияние параметра диффузии на распространение гармонической волны.

Булат П.В., Волков К.Н., Есаков И.И., Лавров П.Б., Раваев А.А. «Применение резонансных вибраторов, расположенных перпендикулярно оптической оси камеры сгорания, для усиления электромагнитного поля в ней» Инженерно-физический журнал, 96, № 3, с. 703-712 (2023)

Представлена электродинамическая модель камеры сгорания, в которой горючая смесь поджигается подкритическим стримерным разрядом, полученным с использованием СВЧ излучения. Для локализации разряда в камере сгорания его инициатор (вибратор) располагается перпендикулярно оптической оси камеры. Рассмотрены возможности усиления электромагнитного поля на полюсах вибратора при вводе СВЧ излучения в камеру при помощи рупора и плоского волновода. Выполнены численные расчеты электрического поля, в котором формируется подкритический стримерный разряд в камере сгорании, в зависимости от геометрических параметров его инициатора. Определены пути усиления результирующего электромагнитного поля в области расположения вибратора с целью получения подкритического стримерного разряда с объемной структурой

Булат П.В., Волков К.Н., Есаков И.И., Лавров П.Б., Раваев А.А. «Электродинамическая модель камеры сгорания с инициатором подкритического стримерного разряда, расположенным параллельно оптической оси камеры» Инженерно-физический журнал, 96, № 3, с. 713-719 (2023)

Рассматривается электродинамическая модель камеры сгорания, в которой горючая смесь поджигается подкритическим стримерным разрядом, полученным с использованием СВЧ излучения. Для локализации разряда в камере сгорания его инициатор (вибратор) располагается параллельно оптической оси камеры. На основе численных расчетов получены зависимости структуры электрического поля, в котором формируется разряд, от геометрических параметров вибратора и его проводимости. Для поиска оптимального расположения вибратора в камере сгорания проведены расчеты для различных его смещений от оптической оси камеры. Определены пути повышения результирующего электромагнитного поля в области расположения вибратора для формирования разряда с объемной структурой в камере сгорания.

Мифтахов Б.И., Солдаткин В.М., Ефремова Е.С., Никитин А.В., Солдаткин В.В. «Модели и анализ методических погрешностей панорамного датчика аэродинамических углов и воздушной скорости с неподвижным приемником и ультразвуковыми измерительными каналами» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 1, с. 116-120 (2023)

Обосновывается важность достоверной информации об аэродинамических углах и воздушной скорости для пилотирования, управления и обеспечения безопасности полета самолетов и других типов летательных аппаратов в приземном слое атмосферы. Разработаны аналитические модели и приведены результаты расчета методических аэродинамических погрешностей измерения истинной воздушной скорости, приборной скорости, числа Маха и аэродинамических углов атаки и скольжения панорамного датчика параметров вектора воздушной скорости. Рассматриваются пути уменьшения систематических и случайных составляющих методических аэродинамических погрешностей за счет введения поправок в алгоритмы вычисления, реализации принципов комплексирования и оптимальной фильтрации