Заболотный И.А., Малеханов А.И., Смирнов А.В. «Сравнительный анализ квазиоптимальных методов пространственной обработки частично-когерентного сигнала, принимаемого на фоне интенсивной помехи» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 345-348 (2020)

Проведен сравнительный анализ методов пространственной обработки частично-когерентного сигнала, распространяющегося в случайно-неоднородном канале на фоне интенсивной помехи, приходящей с некоторого заданного угла. В качестве критерия эффективности обработки используется величина коэффициента усиления антенной решетки. Основное внимание уделено количественной оценке эффективности методов, близких к оптимальной квадратичной обработке, в широкой области параметров задачи, которые характеризуют когерентные свойства сигнала, угловые положения источников и их интенсивности на входе решетки. В качестве таких методов рассмотрены методы линейной и квадратичной обработки, включая метод фазированной решетки с аподизацией амплитудного распределения, метод некогерентного накопления выходных сигналов отдельных подрешеток, в каждой из которых осуществляется когерентное накопление полезного сигнала по приемным элементам. Определены сценарии приема сигналов, для которых указанные методы становятся квазиоптимальными, что представляется важным с точки зрения практических приложений.

Кунавин С.М., Кузнецов А.А., Царев М.В., Бережко П.Г., Кашафдинов И.Ф., Мокрушин В.В., Царева И.А., Забродина О.Ю., Канунов А.Е. «Акустическая эмиссия при гидрировании циркония» Материаловедение, № 2, с. 12-17 (2024)

DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-2-12-17 Исследованы сигналы акустической эмиссии, возникающие при взаимодействии образцов металлического циркония с водородом, а также изменения, происходящие в гидрируемых образцах и являющиеся источниками возникновения акустических сигналов высокой амплитуды. Проведено гидрирование кусков компактного йодидного циркония размером от 5 до 10 мм; стружки, полученной из компактного йодидного циркония, с линейным размером частиц от 2 до 3 мм и толщиной ≈0,2 мм; «крупного» порошка электролитического циркония фракции от 80 до 550 мкм и «мелкого» порошка электролитического циркония с размером частиц менее 80 мкм. Установлено, что источником возникновения акустических сигналов высокой амплитуды во всех случаях является растрескивание частиц циркония на макроуровне, которое приводит к образованию протяженных трещин и разломов на поверхности индивидуальных частиц, а также к измельчению исходных материалов. Растрескивание и измельчение вызваны деформацией и внутренними напряжениями, возникающими в образцах вследствие роста объема твердой фазы при гидрировании. Впервые показано, что атомное отношение [H]/[Zr] в твердой фазе, соответствующее максимуму амплитуды сигнала акустической эмиссии, закономерно увеличивается в ряду куски компактного йодидного циркония–стружка из йодидного циркония–«крупный» порошок электролитического циркония–«мелкий» порошок электролитического циркония, что хорошо согласуется с результатами ранее проведенных аналогичных исследований по гидрированию образцов металлического титана.

Белов С.А., Завершинский Д.И., Богачев С.А., Леденцов Л.С. «Темп формирования солнечных нановспышек в различных спектральных диапазонах» Астрономический журнал, 100, № 12, с. 1322-1331 (2023)

Частота и темп формирования солнечных нановспышек (НВ) измерены в 6 корональных спектральных диапазонах (094, 131, 171, 193, 211, 335 Å) и одном, относящимся к переходному слою (304 Å). Были использованы данные SDO/AIA, полученные в минимуме солнечной активности в мае 2019 г. Мы проанализировали одну и ту же область Солнца размером 360×720″ во всех каналах на протяжении интервала времени 1 ч. Для поиска НВ во всех спектральных диапазонах мы применили одинаковый алгоритм, основанный на анализе амплитуды быстрых уярчений на изображениях. Частота и темп НВ, как можно ожидать, существенно различаются в различных диапазонах. Для порога 5σ наибольшая частота НВ, 207 с^–1, измерена в канале 171 Å. Далее следуют спектральные диапазоны 193 Å (85% от канала 171 A), 211 Å (74%) и 131 Å (63%). Мы не смогли достоверно измерить частоту в каналах 094 и 335 Å, но установили, что она составляет менее 15% от частоты в канале 171 A. В канале 304 Å мы обнаружили большое число уярчений, которые не имеют соответствия в короне. Тем не менее около 40% корональных НВ имеют соответствие в линии 304 Å, с порогом выше 5σ.

Завольский Н.А., Раевский М.А. «О горизонтальной анизотропии эффектов многократного рассеяния акустических мод на взволнованной морской поверхности» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 390-393 (2020)

Проведено теоретическое исследование горизонтальной анизотропии акустических характеристик тонального сигнала в волноводе с анизотропным ветровым волнением. Обсуждается применимость традиционной модели изотропного ветрового волнения для задач прикладной акустики.

Зазнобин И.А., Буренин Р.А., Белинский А.А., Бикмаев И.Ф., Гильфанов М.Р., Додин А.В., Додонов С.Н., Еселевич М.В., Желтоухов С.Г., Иртуганов Э.Н., Котов С.С., Кривонос Р.А., Лыскова Н.С., Малыгин Е.А., Масленникова Н.А., Медведев П.С., Мещеряков А.В., Моисеев А.В., Опарин Д.В., Потанин С.А., Постнов К.А., Сазонов С.Ю., СафоновБ.С., Сахибуллин Н.А., Старобинский А.А., Сусликов М.В., Сюняев Р.А., Татарников А.М., Усков Г.С., Уклеин Р.И., Хабибуллин И.И., Хамитов И.М., Хорунжев Г.А., Чуразов Е.М., Шабловинская Е.С., Шатский Н.И. «Оптическое отождествление и спектроскопические измерения красных смещений 216 скоплений галактик из обзора всего неба СРГ/еРОЗИТА» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 49, № 11, с. 695-716 (2023)

DOI: 10.31857/S0320010823110104

Зайцев Б.Д., Толстиков А.В. «Возбуждение акустических волн в кристаллах алюмоиттриевого граната в диапазоне 12–18 ГГц при комнатной температуре» Радиотехника и электроника, 67, № 10, с. 1044-1051 (2022)

Показана возможность возбуждения и регистрации с помощью тонкопленочных преобразователей из нитрида алюминия и окиси цинка продольных и поперечных акустических волн в кристалле алюмоиттриевого граната в диапазоне частот 12–18 ГГц при комнатной температуре. В качестве электродинамической системы использованы одноступенчатый четвертьволновый и двухступенчатый чебышевский согласователи коаксиального типа. Найдено, что коэффициент преобразования при возбуждении продольных и поперечных волн равен ∼23 и 30 дБ. Оценено удельное затухание продольных (22.2 дБ/мкс) и поперечных (15.6 дБ/мкс) волн. Показано, что одноступенчатый четвертьволновый и двухступенчатый чебышевский согласователи обеспечили полосу пропускания 11% и 20% соответственно.

Рыжков М.А., Агафонов В.М., Зайцев Д.Л., Шабалина А.С., Егоров Е.В., Dimitrov D.L. «Низкочастотный глубоководный молекулярно-электронный гидрофон с компенсацией статического давления» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 541-544 (2020)

Представлены теоретические и экспериментальные данные о принципах работы низкочастотного глубоководного гидрофона на основе технологии молекулярно-электронного переноса с компенсацией статического давления. Представлено описание механизма компенсации давления. Приведены экспериментальные АЧХ и шумовые характеристики прототипа гидрофона с полосой пропускания 1–500 Гц и чувствительностью 30 мВ/мБар при различных статических давлениях. Продемонстрирована независимость характеристик гидрофона от статического давления в окружающей среде.

Кротова Е.В., Зайцева Т.А., Кыонг Дао Киен, Саченков О.А. «Неразрушающий контроль образцов многослойных композиционных конструкций с различными дефектами» Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева, 79, № 4, с. 19 (2023)

При неразрушающем контроле многослойных конструкций летательных аппаратов важной задачей является определение внутренней геометрии, оценка качество клеевых соединений, определение наличия инородных включений, выявление расслоения и пустот, исследование структуры материала. При этом необходимо с достаточной точностью определить и координаты дефектов и их размеры. Все это существенно осложняет применение традиционных методов и аппаратуры неразрушающего контроля. На этапах отработки технологии производства агрегатов несущих систем летательных аппаратов была попытка использовать для диагностики акустические методы и рентгенографию, но положительный эффект не был получен. Наиболее приемлемым, после испытаний тестовых образцов, оказался метод спиральной компьютерной томографии, который был внедрен для контроля качества упругих балок втулки несущего винта в процессе производства и перед установкой металлических деталей.

Заргано Г.Ф., Харланов А.В. «Резонансное возбуждение акустических колебаний сферических тонких пленок электромагнитными волнами» Радиотехника и электроника, 68, № 10, с. 965-972 (2023)

Рассмотрена возможность возбуждения акустических колебаний сферической тонкой пленки электромагнитными волнами. Дано сравнение численного и аналитического решения. Введено понятие пространственного резонанса. Показано, что важна не только частота, но и длина волны. Полученные результаты могут быть использованы для измерения параметров различных сред и в медицинских целях.

Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Г., Осипов П.П., Ткаченко Л.А., Шайдуллин Л.Р. «Волновая динамика газовзвесей и отдельных частиц при резонансных колебаниях» Теплофизика высоких температур, 59, № 3, с. 443-466 (2021)

Приводится обзор результатов экспериментальных и теоретических исследований по динамике газовзвесей и отдельных частиц в волновых полях резонаторов различной формы. Рассмотрены эффекты коагуляции и осаждения аэрозолей различной природы при акустическом и ударно-волновом воздействии, а также закономерности улавливания, фокусировки и разделения частиц в волновых полях. Обсуждаются основные силы, приводящие к дрейфу частиц в волновом поле, а также влияние акустических течений.

Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Р. «Влияние фазовых переходов на распространение акустических волн в многофракционных газовзвесях с полидисперсными включениями» Теплофизика высоких температур, 58, № 6, с. 133-139 (2020)

Исследовано распространение акустических волн в многофракционных смесях газа с паром, каплями и твердыми частицами с учетом межфазного массообмена. Дисперсная фаза состоит из M+1 фракций, различающихся размерами включений, функциями распределения включений по размерам и материалами. Представлена система интегро-дифференциальных уравнений движения многофракционной полидисперсной смеси. Получено дисперсионное соотношение, которое обобщает известные ранее соотношения. Построены зависимости относительной скорости звука и декремента затухания на определенной длине волны от безразмерной частоты возмущения с учетом межфазного массообмена. Проанализировано влияние межфазного тепломассообмена и трения фаз на декремент затухания.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «3D численное моделирование гидроакустических волн и волн Рэлея–Шолте на шельфе с плавной стратификацией дна» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 277-279 (2020)

На основе применения метода конечных элементов выполнено 3D численное моделирование донных сейсмических и гидроакустических волн (видеоимпульсы), излучаемых монополем в акватории шельфа, с учетом особенностей, обусловленных присутствием рыхлых донных морских осадков. Показано, что в структуре с плавной стратификацией донной толщи по упругим параметрам возбуждается гидроакустическая волна, а также дублет (волна Рэлея–Шолте).

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «О вибросейсмической диагностике локальных неоднородностей в грунте» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 2360302 (2023)

Изложены результаты 3D – трёхмерного численного моделирования мало-глубинного вибросейсмического зондирования локальных неоднородностей в верхних слоях осадочной толщи. Рассматриваются возможности развития мониторинга и реконструкции параметров упругого полупространства, совершенствования методов диагностики локальных неоднородностей и удалённого контроля подземных инженерных сооружений. С этой целью представлен анализ пространственного распределения акустических откликов – упругих волн, рассеянных неоднородностью сферической формы (полая, водо-заполненная), залегающей на некоторой глубине под свободной границей грунта. При анализе используются гармоническая и импульсная зависимость от времени у зондирующих посылок, создаваемых невзрывными источниками колебаний. При моделировании применяется модель излучателя в виде монополя, установленного под свободной поверхностью. Регистрация рассеянных волновых сигналов осуществляется вдоль свободной границы по линии, идущей от точки источника на удаление через эпицентр инородной сферы. Пространственное распределение откликов по амплитуде демонстрируется на графиках и на рельефах в планарном и вертикальном сечениях. На основе данных моделирования поля рассеяния установлены информативные признаки для диагностики материальных и геометрических параметров локальных неоднородностей, залегающих в геосреде.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «3D численное моделирование гидроакустических волн и волн Рэлея–Шолте на шельфе с плавной стратификацией дна» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 277-279 (2020)

На основе применения метода конечных элементов выполнено 3D численное моделирование донных сейсмических и гидроакустических волн (видеоимпульсы), излучаемых монополем в акватории шельфа, с учетом особенностей, обусловленных присутствием рыхлых донных морских осадков. Показано, что в структуре с плавной стратификацией донной толщи по упругим параметрам возбуждается гидроакустическая волна, а также дублет (волна Рэлея–Шолте).

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «О вибросейсмической диагностике локальных неоднородностей в грунте» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 2360302 (2023)

Изложены результаты 3D – трёхмерного численного моделирования мало-глубинного вибросейсмического зондирования локальных неоднородностей в верхних слоях осадочной толщи. Рассматриваются возможности развития мониторинга и реконструкции параметров упругого полупространства, совершенствования методов диагностики локальных неоднородностей и удалённого контроля подземных инженерных сооружений. С этой целью представлен анализ пространственного распределения акустических откликов – упругих волн, рассеянных неоднородностью сферической формы (полая, водо-заполненная), залегающей на некоторой глубине под свободной границей грунта. При анализе используются гармоническая и импульсная зависимость от времени у зондирующих посылок, создаваемых невзрывными источниками колебаний. При моделировании применяется модель излучателя в виде монополя, установленного под свободной поверхностью. Регистрация рассеянных волновых сигналов осуществляется вдоль свободной границы по линии, идущей от точки источника на удаление через эпицентр инородной сферы. Пространственное распределение откликов по амплитуде демонстрируется на графиках и на рельефах в планарном и вертикальном сечениях. На основе данных моделирования поля рассеяния установлены информативные признаки для диагностики материальных и геометрических параметров локальных неоднородностей, залегающих в геосреде.

Захаров А.Ф. «Тесты теорий гравитации с использованием наблюдений галактического центра и центра галактики M87» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 51, № 4, с. 877-889 (2020)

В октябре 2019 г. Нобелевская премия по физике была присуждена за прояснение «оснований нашего современного понимания истории Вселенной от Большого взрыва до наших дней», в частности, половина премии вручена Дж. Пиблсу за его работы по физической космологии, половина премии поделена между М. Майором и Д. Кело за открытие первой экзопланеты вблизи звезды солнечного типа. Фактически это означает также признание важности работ в области гравитации, астрофизики и космологии. Обсуждается применение астрономических наблюдений Галактического Центра для получения ограничений на гравитационное поле вблизи сверхмассивной черной дыры. Со времен Ньютона известно, что гравитационный потенциал можно оценить с помощью анализа движения пробных частиц в этом поле. В настоящее время имеются два основных метода наблюдения для исследования гравитационного потенциала в Галактическом Центре и доказательства наличия там сверхмассивной черной дыры, а именно: мониторинг орбит ярких звезд вблизи Галактического Центра с использованием самых больших телескопов с адаптивной оптикой и измерение размера и формы теней вокруг черной дыры, что дает альтернативную возможность оценить параметры черной дыры с помощью телескопа горизонта событий. В апреле 2019 г. коллаборация «Телескоп горизонта событий» (The Event Horizon Telescope) сообщила о восстановлении ярких структур в окрестности сверхмассивной черной дыры в центре галактики М87. В наших работах обсуждались возможности проверки теорий гравитации с использованием наблюдений ярких звезд в центре Галактики. Недавно коллаборация LIGO-Virgo не только обнаружила гравитационные волны и двойные черные дыры, но и определила верхний предел массы гравитона: m_g<1,2·10^–22 эВ. Показано, что анализ траекторий ярких звезд может с сопоставимой точностью ограничивать массу гравитона. Обсуждаются возможности как значительного улучшения текущих оценок массы гравитона с использованием в последующем наблюдений ярких звезд телескопами Keck, VLT, GRAVITY, E-ELT и TMT, так и достижения оценки массы гравитона : m_g<5·10^–23 эВ . Также обсуждаются недавние результаты коллабораций GRAVITY и Keck по оценке гравитационного красного смещения спектра звезды S2 вблизи прохода перицентра ее орбиты. Эти данные подтвердили предсказания общей теории относительности для Галактического Центра. Поэтому такой анализ позволяет использовать наблюдения ярких звезд вблизи Галактического Центра как полезный метод получения ограничений на параметры закона гравитации, в частности, для проверки общей теории относительности. Показано, что в будущем оценки массы гравитона, определяемые с помощью анализа свойств траекторий ярких звезд, будут лучше имеющихся в настоящее время ограничений, полученных из данных наблюдений гравитационно-волновых сигналов с использованием интерферометров LIGO-Virgo. Как показано в работе, аналогично можно получать ограничения на приливной заряд для черной дыры. Анализ размера теней вокруг сверхмассивной черной дыры в Галактическом Центре (или/и в центре галактики M87), наблюдаемых с помощью телескопа горизонта событий, также ограничивает параметры различных альтернативных теорий гравитации.

Захаров А.Ф. «Траектории ярких звезд и теней сверхмассивных черных дыр как проверка теорий гравитации» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 54, № 5, с. 1110-1111 (2023)

Общая теория относительности (ОТО), созданная более века назад, прошла проверку в различных экспериментальных и наблюдательных тестах. На ранней стадии своего развития предсказания ОТО проверялись в задачах, где гравитационное поле слабое и релятивистские поправки можно рассматривать как малые возмущения ньютоновской теории гравитации. Однако в последние годы в связи с развитием новых технологий оказалось возможно проверить предсказания ОТО в пределе сильного гравитационного поля, как это было сделано с проверкой предсказаний о профиле рентгеновской линии железа K_α, оценок гравитационного волнового сигнала при слиянии двойных черных дыр и/или нейтронных звезд и при восстановлении теней черных дыр в Sgr A* и M87*. Группы астрономов с помощью телескопов Keck и VLT (GRAVITY) подтвердили предсказания ОТО в первом постньютоновском приближении для красного смещения спектральных линий звезды S2 вблизи прохождения ее перицентра. Ожидается, что в ближайшем будущем наблюдения ярких звезд с помощью больших телескопов VLT (GRAVITY), Keck, E-ELT и TMT позволят проверить предсказания ОТО в сильном гравитационном поле сверхмассивных черных дыр. Наблюдения ярких звезд в окрестностях Галактического центра и реконструкции теней черных дыр позволяют не только проверить предсказания ОТО, но и получить ограничения на альтернативные теории гравитации.

Захаров Ю.Н., Зимин А.И., Нуднер И.С., Семенов К.К., Яшин М.Е. «Использование цифровой модели гидроволнового лотка для исследования взаимодействия одиночной волны с подводными препятствиями» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 235-238 (2020)

Рассматривается цифровой аналог гидроволнового лотка для генерации одиночных волн. Эта математико-вычислительная модель позволяет проводить исследование взаимодействия одиночных и нерегулярных волн с препятствиями, стоящими на дне лотка, берегом и связным грунтом. Приводятся результаты численных расчётов для задач с различными видами препятствий.

Звегинцев В.И., Мажуль И.И. «Численное моделирование газодинамики втекания в канал, расположенный за коническим или плоским скачком уплотнения» Теплофизика и аэромеханика, № 6, с. 1073-1080 (2023)

Представлены результаты численного исследования газодинамики течения и интегральных параметров потока на входе в канал, расположенный за коническим или плоским скачком уплотнения. Рассмотрен диапазон чисел Маха набегающего потока М=2–4 и углов наклона поверхности сжатия клина и конуса δ=10–90°. Получены данные по структуре течения на входе в канал, среднемассовым значениям числа Маха, коэффициенту потерь полного давления и расхода. Проведен сравнительный анализ этих параметров, и отмечены преимущества или недостатки расположения входного сечения канала в разных типах потоков.

Пирогов Л.Е., Землянуха П.М., Домбек Е.М., Воронков М.А. «Физические свойства и кинематика плотных ядер, связанных с областями образования массивных звезд южного неба» Астрономический журнал, 100, № 12, с. 1217-1244 (2023)

Представлены результаты спектральных наблюдений в диапазоне частот ∼84–92 ГГц шести объектов южного неба, содержащих плотные ядра, и связанных с областями образования массивных звезд и звездных скоплений. Наблюдения проведены с помощью радиотелескопа MOPRA-22m. В рамках приближения локального термодинамического равновесия (ЛТР) рассчитаны концентрации на луче зрения и распространенности молекул H¹³CN, H¹³CO⁺, HN¹³C, HC₃N, c-C₃H₂, SiO, CH₃C₂H и CH₃CN. Получены оценки кинетических температур (∼30–50 K), размеров областей излучения (∼0.2–3.1 пк) и вириальных масс (∼70–4600M_⊙). Ширины линий в трех ядрах уменьшаются с увеличением расстояния от центра. В четырех ядрах наблюдается асимметрия профилей оптически толстых линий HCO⁺(1–0) и HCN(1–0), указывающая на наличие систематических движений на луче зрения. В двух случаях характер асимметрии может быть вызван сжатием газа. Проведено вписывание модельных спектральных карт HCO⁺(1–0), H¹³CO⁺(1–0), полученных в рамках не-ЛТР сферически-симметричной модели, в наблюдаемые. Рассчитаны радиальные профили плотности (∝r^–1.6), турбулентной скорости (∝r^–0.2) и скорости сжатия (∝r^0.5) в ядре G268.42–0.85. Профиль скорости сжатия отличается от ожидаемого как в случае свободного падения газа на протозвезду (∝r^–0.5), так и в случае глобального коллапса ядра (скорость сжатия не зависит от расстояния). Приведено обсуждение полученных результатов.

Земсков А.В., Тарлаковский Д.В. «Нестационарные упругодиффузионные колебания пластины Тимошенко на упругом основании под действием распределенной по поверхности нагрузки» Математическое моделирование в естественных науках, № 1, с. 114-117 (2022)

Анализируются связанные упругодиффузионные процессы, возникающие в результате нестационарных изгибных колебаниях пластины на упругом основании Винклера. В качестве математической модели используется модель пластины Тимошенко, дополненная уравнениями массопереноса с учетом релаксации диффузионных потоков. Алгоритм решения основан на методе функций Грина, для нахождения которых используются разложения в тригонометрические ряды Фурье и преобразование Лапласа по времени.

Котов В.М., Аверин С.В., Зенкина А.А., Белоусова А.С., Карачевцева М.В., Булюк А.Н. «Дифференцирование и интегрирование изображения в разных каналах с использованием одного акустооптического фильтра» Квантовая электроника, 53, № 7, с. 556-560 (2023)

Теоретически и экспериментально исследована двумерная фурье-обработка изображения с использованием двух каналов, когда по одному каналу выполняется операция дифференцирования изображения, а по другому – операция интегрирования. Обе операции осуществляются одним акустооптическим (АО) фильтром пространственных частот, работающим в режиме АО дифракции в два симметричных брэгговских порядка. Проанализированы передаточные функции каналов, продемонстрированы операции дифференцирования и интегрирования. Результаты подтверждены экспериментально посредством оптической фурье-обработки изображения, сформированного излучением на длине волны света 0.63 мкм. В качестве фильтра пространственных частот использована АО ячейка из ТеО₂, работающая на частоте звука 44 МГц.

Зенченко Е.В., Зенченко П.Е., Начев В.А., Турунтаев С.Б., Чумаков Т.К. «Совместный акустический и деформационный мониторинг трещины гидроразрыва в лабораторном эксперименте» Физика Земли, № 3, с. 148-157 (2023)

Приведены результаты лабораторных экспериментов по совместному активному акустическому и деформационному мониторингу трещины гидроразрыва. Эксперименты проводились в модельном материале на основе гипса. Для сравнения были проведены эталонные эксперименты по исследованию прохождения ультразвуковых волн через заполненную жидкостью щель контролируемой ширины между двумя прецизионными стеклянными пластинами. Целью экспериментов было исследование зависимости амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через трещину от величины ее раскрытия. В этих экспериментах создавалась круговая трещина гидроразрыва, плоскость которой была перпендикулярна оси цилиндрического образца. Вдоль этой же оси располагалась обсаженная нагнетательная скважина, заканчивающаяся на середине его высоты. Образец располагался между двумя дисками из алюминиевого сплава, оснащенных вмонтированными в них пьезокерамическими преобразователями, работающими как в режиме излучателя, так и режиме приемника. Через канал в нижнем диске осуществлялась подача рабочей жидкости в трещину. Через верхний диск производилось насыщение образца поровым флюидом. Вся сборка помещалась в гидравлический пресс, обеспечивающий постоянное сжимающее усилие. Величина раскрытия трещины изменялась в зависимости от расхода жидкости, подаваемой в центр трещины, и измерялась по относительному изменению расстояния между дисками сборки при помощи индукционных преобразователей перемещения. Также были проведены эксперименты, моделирующие трещину, заполненную проппантом. В этом случае апертура трещины изменялась в зависимости от приложенного вертикального давления на образец. По результатам экспериментов, проведенных в различных условиях, были построены зависимости амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через трещину. Экспериментально установлено, что поглощение звука в трещине гидроразрыва, обладающей естественной шероховатостью, вдвое ниже, чем в зазоре между прецизионными стеклянными пластинами. Полученные результаты позволят оценить величину раскрытия трещины гидроразрыва в лабораторных экспериментах, проводимых на образцах большего размера с использованием активного акустического мониторинга.

Зенченко Е.В., Зенченко П.Е., Начев В.А., Турунтаев С.Б., Чумаков Т.К. «Совместный акустический и деформационный мониторинг трещины гидроразрыва в лабораторном эксперименте» Физика Земли, № 3, с. 148-157 (2023)

Приведены результаты лабораторных экспериментов по совместному активному акустическому и деформационному мониторингу трещины гидроразрыва. Эксперименты проводились в модельном материале на основе гипса. Для сравнения были проведены эталонные эксперименты по исследованию прохождения ультразвуковых волн через заполненную жидкостью щель контролируемой ширины между двумя прецизионными стеклянными пластинами. Целью экспериментов было исследование зависимости амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через трещину от величины ее раскрытия. В этих экспериментах создавалась круговая трещина гидроразрыва, плоскость которой была перпендикулярна оси цилиндрического образца. Вдоль этой же оси располагалась обсаженная нагнетательная скважина, заканчивающаяся на середине его высоты. Образец располагался между двумя дисками из алюминиевого сплава, оснащенных вмонтированными в них пьезокерамическими преобразователями, работающими как в режиме излучателя, так и режиме приемника. Через канал в нижнем диске осуществлялась подача рабочей жидкости в трещину. Через верхний диск производилось насыщение образца поровым флюидом. Вся сборка помещалась в гидравлический пресс, обеспечивающий постоянное сжимающее усилие. Величина раскрытия трещины изменялась в зависимости от расхода жидкости, подаваемой в центр трещины, и измерялась по относительному изменению расстояния между дисками сборки при помощи индукционных преобразователей перемещения. Также были проведены эксперименты, моделирующие трещину, заполненную проппантом. В этом случае апертура трещины изменялась в зависимости от приложенного вертикального давления на образец. По результатам экспериментов, проведенных в различных условиях, были построены зависимости амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через трещину. Экспериментально установлено, что поглощение звука в трещине гидроразрыва, обладающей естественной шероховатостью, вдвое ниже, чем в зазоре между прецизионными стеклянными пластинами. Полученные результаты позволят оценить величину раскрытия трещины гидроразрыва в лабораторных экспериментах, проводимых на образцах большего размера с использованием активного акустического мониторинга.

Зенченко С.С. «Особенности применения тепловизионной техники и системы обработки данных для обеспечения эффективности исследований гидрофизических процессов на морской поверхности» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 253-257 (2020)

Радиометрический метод зондирования Мирового океана позволяет контролировать поле радиационной температуры морской поверхности, несущей информацию об изменении термодинамической температуры поверхности, волнении и влиянии радиационной температуры небосвода. Для повышения эффективности дистанционных средств измерения в настоящей работе рассмотрены аспекты метрологической направленности и результаты исследования влияния, указанных составляющих информационного поля с применением современной тепловизионной аппаратуры, обеспечивающей панорамный контроль состояния морской акватории и отличающейся более высокой разрешающей способностью, чувствительностью и быстродействием.

Войтов А.А., Корнеев А.Ю., Корнеев Ю.А., Зилинберг А.Ю. «Разработка алгоритмов автоматической обработки изображений в гидролокаторах бокового обзора» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 71-74 (2020)

Применительно к гидролокаторам бокового обзора разрабатываются алгоритмы автоматической обработки изображений, формируемых на выходе приемника гидролокатора. К рассматриваемым алгоритмам относятся алгоритмы стационаризации изображений, повышения контраста малоконтрастных объектов, обнаружения объектов на ГЛ-изображениях, классификации и идентификации обнаруженных объектов. Приводятся примеры алгоритмической обработки и автоматического выделения на изображениях объектов характерной структуры.

Войтов А.А., Корнеев А.Ю., Корнеев Ю.А., Зилинберг А.Ю. «Анализ условий функционирования и основные требованиях алгоритмам обработки информации в гидролокаторах бокового обзора» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 75-78 (2020)

Поизводится анализ условий функционирования гидролокаторов бокового обзора. Формулируются основные требования к автоматическим алгоритмам обработки информации (изображений). Комментируются подходы к реализации набора частных функциональных алгоритмов, необходимых для реализации автоматической обработки изображений в гидролокаторах бокового обзора. Приводятся примеры алгоритмической обработки различных тестовых гидролокационных изображений.

Свергун Е.И., Зимин А.В., Жегулин Г.В., Романенков Д.А., Атаджанова О.А. «Характеристики короткопериодных внутренних волн в прибрежной части Баренцева моря по данным спутниковых наблюдений и подспутникового гидрофизического эксперимента» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 200-203 (2020)

Обсуждаются результаты подспутникового эксперимента, выполненного в августе 2016 года в Баренцевом море. Получены характеристики короткопериодных внутренних волн по контактным и спутниковым данным, производится прямое сопоставление данных спутниковых и контактных наблюдений.

Жегулин Г.В., Зимин А.В. «Применение автобикогерентного вейлет-анализа для поиска нелинейных взаимодействий в спектре внутреннего волнения» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 204-208 (2020)

Представлена методика обнаружения околорезонансных трехволновых взаимодействий в спектре внутреннего волнения. В основу метода положен биспектральный вейвлет-анализ. Он позволяет идентифицировать межгармоническую корреляцию и эволюцию фазовой связи между частотными компонентами сигнала. На примере экспериментальных наблюдений в Горле Белого моря за колебаниями термоклина, вызванными внутренним волнением, установлено, что в большинстве своем ассиметричная структура колебаний была обусловлена результатом нелинейного взаимодействия между гармониками. Показано, что экстремальные колебания термоклина являются результатом установившегося сильного трехволнового взаимодействия.

Зимин А.В., Атаджанова О.А. «Точность описания термохалинных полей в юго-западной части Баренцева моря по данным климатического атласа и океанских реанализов» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 209-212 (2020)

Приведены результаты сопоставления полей температуры и солености, полученных из баз World Ocean Atlas 2013, Global Ocean 1/12° Physics Analysis and Forecast и OSTIA Global Foundation Sea Surface Temperature Analysis, с данными судовых контактных измерений, выполненных осенью 2018 года в юго-западной части Баренцева моря. Сравнение осуществлялось с применением методов описательной статистики, функции расхождения и модифицированного расстояния Хаусдорфа на различных горизонтах по температуре и солености. Показано значительное отклонение данных натурных наблюдений как от климатических оценок, так и от данных реанализов.

Захаров Ю.Н., Зимин А.И., Нуднер И.С., Семенов К.К., Яшин М.Е. «Использование цифровой модели гидроволнового лотка для исследования взаимодействия одиночной волны с подводными препятствиями» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XV Всероссийской конференции, 21–25 сентября 2020 г., с. 235-238 (2020)

Рассматривается цифровой аналог гидроволнового лотка для генерации одиночных волн. Эта математико-вычислительная модель позволяет проводить исследование взаимодействия одиночных и нерегулярных волн с препятствиями, стоящими на дне лотка, берегом и связным грунтом. Приводятся результаты численных расчётов для задач с различными видами препятствий.

Шарыкин И.Н., Зимовец И.В., Косовичев А.Г. «Статистика параметров тепловой плазмы и нетепловых рентгеновских спектров солнечных вспышек с гелиосейсмическим откликом» Астрономический журнал, 100, № 11, с. 1081-1102 (2023)

Приводятся результаты статистического анализа различных параметров тепловой плазмы и нетепловых рентгеновских спектров гелиосейсмически активных (продуцирующих “солнцетрясения”) солнечных вспышек 24-го солнечного цикла до февраля 2014 г. Сравниваются две выборки вспышек: с гелиосейсмической активностью в виде солнцетрясений и без фотосферных возмущений. Также исследованы зависимости рассматриваемых параметров вспышек от энергии гелиосейсмических возмущений. Количественные параметры солнечных вспышек берутся из статистических работ серии “Global Energetics”, выполненных Маркусом Ашванденом в 2014–2019 гг. Рассматриваются термодинамические параметры плазмы, полученные из анализа рентгеновских спектров RHESSI и дифференциальной меры эмиссии (по ультрафиолетовым изображениям AIA), а также характеристики нетепловых рентгеновских спектров по RHESSI. Статистический анализ подтвердил, что гелиосейсмически активные солнечные вспышки характеризуются значительно большими потоками нетеплового рентгеновского излучения по сравнению со вспышками без фотосферных возмущений. Найдена линейная взаимосвязь гелиосейсмической энергии с полным потоком нетеплового рентгеновского излучения, а также полной энергией ускоренных электронов. Показано, что степенной индекс нетеплового рентгеновского спектра не является тем параметром, по которому можно разделить две рассматриваемые группы вспышек. Анализ рентгеновских тепловых спектров показывает небольшое отличие вспышек с солнцетрясениями от вспышек без фотосферного отклика. Анализ дифференциальной меры эмиссии выявил тождественность двух выборок вспышек. Обсуждается найденная корреляция энергии солнцетрясений с параметрами тепловой плазмы. В целом полученные статистические результаты косвенно свидетельствуют в пользу теории генерации солнцетрясений пучками ускоренных электронов, инжектированных в плотные слои солнечной атмосферы.

Булатов К.М., Быков А.А., Зинин П.В., Малыхина И.В. «Калибровка мультиспектральных оптических систем с использованием акустооптического фильтра» Физические основы приборостроения, 12, № 2, с. 32-37 (2023)

Описан метод пространственной калибровки матричных фотоприемников мультиспектральных камер с использованием двойного акустооптического спектрального фильтра изображений. Такая калибровка фотоприемников необходима для проведения спектральных измерений, в том числе в целях дистанционного измерения пространственного распределения температуры. Разработанный метод пространственно-спектральной калибровки мультиспектральной камеры был опробован на восьмицветной мультиспектральной камере. Показано, что спектральная чувствительность отдельных спектральных элементов камеры принципиально отличается от профилей спектральных каналов, представленных разработчиком, и калибровка позволяет объективно оценить применимость камеры для определения спектральных характеристик объектов с разным типом спектра. Данный метод применим также и для камер с большим числом спектральных каналов.

Филиппенко Г.В., Зиновьева Т.В. «Колебания магистральной трубы, ослабленной водородной коррозией, как слоистой оболочки» Математическое моделирование в естественных науках, № 1, с. 304-307 (2022)

Водородная коррозия труб магистральных газо- и нефтепроводов часто приводит к авариям. Возникает необходимость оценки ресурса ослабленных водородом труб. Проведен расчет свободных колебаний такой трубы с учетом деградации материала. Труба моделируется слоистой оболочкой по классической теории, влияние ослабленного водородом слоя учитывается при расчете жесткостей и смещения нейтральной линии оболочки. Найденные собственные частоты трубы совпадают со значениями, полученными методом конечных элементов в программе ANSYS. Предложен подход по определению степени поражения водородной коррозией трубы по её частотным характеристикам.

Синкевич О.А., Зинченко Г.О. «Трехмерные вихревые течения в замкнутом объеме и некоторые «аномальные» явления в атмосфере Земли» Теплофизика высоких температур, 63, № 3, с. 426-435 (2023)

Исследованы возможности образования и характеристики стационарных сосредоточенных вихрей специального типа ∇×~#u≪em>k~#u применительно к атмосфере Земли. Дано обобщение данного типа вихрей, относящихся к классу течений Громеки–Бельтрами, Н.Е. Жуковского и С.Г. Чефранова, на сферическую систему координат. Построено два типа новых решений задачи о сосредоточенном вихре с двумя и тремя компонентами вектора скорости: 1) центры декартовой и сферической системы координат совпадают; 2) сферический вихрь находится над твердой поверхностью. Найдены распределения векторных полей скоростей и давления в сосредоточенном вихре. Данное решение расширяет ранее изученную авторами задачу о сосредоточенном вихре в цилиндрической системе координат. Проведен анализ влияния толщины сферического слоя на изменение характеристик течения. Обсуждается использование полученных характеристик сосредоточенных вихрей для интерпретации ряда наблюдаемых «аномальных» явлений в атмосфере, типа НЛО, шаровых молний, для объяснения которых часто привлекаются механизмы, лежащие за пределами современной физики.

Зозуля М.В., Ленькин А.И. «Оценка органной перфузии и волемического статуса с помощью ультразвука» Тихоокеанский медицинский журнал, № 1, с. 27-34 (2023)

Представлен обзор литературы, посвященный ультразвуковому мониторингу волемического статуса и органной перфузии у пациентов в критическом состоянии, определению чувствительности к инфузионной нагрузке с помощью доплерометрических показателей кровотока в периферических артериях. Обосновывается надежность и точность этих параметров, их соответствие показателям, полученным методами препульмональной и транспульмональной термодилюции. Рассматриваются технические аспекты ультразвукового исследования данных параметров.

Золотарёв Р.В., Шустов Б.М. «Эволюция метеороидных потоков, образующихся при столкновениях с АСЗ» Астрономический журнал, 100, № 10, с. 879-897 (2023)

Исследуются формирование и эволюция метеороидных потоков, образующихся при столкновениях астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ), с объектами Главного пояса астероидов (ГПА). Такой сценарий столкновения считается более вероятным по сравнению со столкновениями между АСЗ, так как многие АСЗ в силу своего происхождения пересекают область ГПА, в которой плотность объектов существенна по сравнению с внутренними областями Солнечной системы. Получающиеся таким образом метеороидные потоки имеют ряд отличий от потоков кометного происхождения как в плане формирования потока, так и при дальнейшей динамической эволюции. В данной работе получены оценки для темпа образования метеороидов в результате столкновений АСЗ с астероидами ГПА. На основе моделей высокоскоростных столкновений и данных об эксперименте DART получены возможные распределения частиц по размерам и скорости. Проведено численное моделирование динамики получающегося метеороидного потока с учетом гравитационных возмущений и радиационных сил, изучено влияние начальной скорости выброса на эволюцию потока. Проведен анализ темпа производства пыли с учетом распределения текущего населения АСЗ, сделан вывод о том, что темпы притока метеороидов астероидного и кометного происхождения (в массовом выражении) могут быть вполне сравнимы.

Борисова А.Ю., Зотов О.Г., Борисов А.С., Наумов А.А. «Исследование закономерностей формирования микроструктуры сплава АМГ5М при физическом и математическом моделировании процесса высокоскоростного кручения» Технология металлов, № 2, с. 13-21 (2024)

Проведено физическое и математическое моделирование процесса высокоскоростного кручения при температурно-деформационных параметрах, приближенных к сварке трением с перемешиванием. Испытания проводились при повышенных температурах, с различными степенями и скоростями деформации. С помощью оптической микроскопии проведен качественный и количественный анализ исследуемого сплава, заключающийся в определении размера зерна в различных зонах. Установлена закономерность изменения размера зерна от температурно-деформационных параметров высокоскоростного кручения. Определены критические температурно-деформационные параметры для начала протекания динамической рекристаллизации.

Батенин В.М., Вохмин П.А., Зродникова Н.М., Климовский И.И. «Подавление ионно-звуковой столкновительной неустойчивости газоразрядной замагниченной плазмы СВЧ-электромагнитным полем» Теплофизика высоких температур, 15, № 4, с. 722-727 (1977)

В плазме газового разряда низкого давления в воздухе в слабом магнитном поле (ω_ceν_en^–1∼1) имеют место колебания с частотой порядка 10⁵ Гц, которые могут быть идентифицированы, как высшие азимутальные моды ионнозвуковой неустойчивости тонкого слоя слабоионизованной плазмы в электрическом и магнитном полях. Исследовано влияние слабого СВЧ-поля на колебания указанного типа. Показана принципиальная возможность их подавления. Получены и объяснены зависимости степени подавления неустойчивости СВЧ-полем постоянного уровня мощности от тока разряда и величины внешнего магнитного поля.

Титов С.А., Богаченков А.Н., Зыкова Л.А., Гурылева А.В., Бурлаков А.Б., Мачихин А.С. «Стенд для исследования сердечно-сосудистой системы Danio rerio методами акустической и оптической микроскопии» Физические основы приборостроения, 12, № 2, с. 86-93 (2023)

Разработан экспериментальный стенд, предназначенный для исследования in vivo сердечно-сосудистой системы рыбы Danio rerio методами акустической и оптической микроскопии. Он позволяет одновременно записывать ультразвуковые и оптические данные с противоположных сторон организма, обеспечивая их пространственную и временную синхронизацию. С помощью стенда исследованы особи Danio rerio, находящиеся на эмбриональной, личиночной и мальковой стадиях развития. Показано, что совместная обработка акустических и оптических данных позволяет определять пространственно-временное распределение скорости кровотока в области сердца и измерять размеры его камер в различных направлениях.