Войнаш С.А., Фадеев Д.А., Загидуллин Р.Р., Ворначева И.В., Соколова В.А. «Лазерно-акустический метод обнаружения дефектов в металлах» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 141-143 (2023)

Среди наиболее информативных методов неразрушающего контроля следует выделить акустические методы. Настоящая статья представляет собой детальное описание процесса разработки лазерно-акустического способа измерения поверхностных и сквозных дефектов, таких как трещины, в металлических изделиях, а также для выявления нарушений металлических пленок и других неферромагнитных материалов.

Загуменный Я.В., Чашечкин Ю.Д. «Особенности формирования стратифицированного течения при импульсном старте наклонной пластины» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 72-76 (2018)

Перепелкина Ю.В., Задиранов А.Н. «Гнездовидные плоские центральные конфигурации трапециевидной формы в классическом и обобщенном вариантах общей задачи (4n+1)-тел» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 24, № 4, с. 340-348 (2023)

Изучение центральных конфигураций, понятия и определения которых были сформулированы уже классиками небесной механики – Эйлером, Лагранжем, Лапласом и Лиувиллем в XVIII–XIX вв., представляет интерес не только для небесной механики, но и для многих разделов математического анализа, дифференциальных уравнений, аналитической механики, звездной динамики и динамики космического полета. В последние десятилетия наметились возможности использования понятия центральных конфигураций также в теоретической физике, химии, кристаллографии и др. Рассматриваются плоские центральные конфигурации, названные гнездовидными, состоящие из последовательно вложенных один в другой многоугольников, в вершинах которых находятся тела (материальные точки). Доказано существование гнездовидных плоских центральных конфигураций трапециевидной формы с шарообразным телом в центре. Ранее было установлено, что изолированные плоские трапециевидные центральные конфигурации существуют во вращающихся гелиоцентрических системах координат. Предполагается, что на систему действует только закон притяжения Ньютона. В качестве средства решения задачи применена система компьютерной математики Maple.

Задорожный В.С., Коломеец Н.П., Мысик А.В. «Источник силового ультразвука для промышленных и лабораторных работ» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 907 (2023)

Ультразвуковой генератор УЗГ4-2. Новизна УЗ-генератора заключается в алгоритме вычисления акустических резонансных частот, который использует аппарат векторной математики при обработке сигнала обратной связи, взятого со входа силового электроакустического преобразователя. Алгоритм реализован на сигнальном процессоре во встроенной цифровой системе управления ультразвукового генератора. Генератор работает как источник силового ультразвука и позволяет исследовать собственные резонансные свойства колебательных систем, и в то же время выполняет функцию векторного анализатора. Генератор выполняет автоматический расчёт комплексного сопротивления колебательной системы в режиме реального времени, что позволяет увеличить скорость реакции источника ультразвука до предельных значений в 10 мкс при изменении акустической нагрузки, как по частоте, так и по амплитуде. Генератор может работать как на магнитострикционные, так и на пьезокерамические преобразователи, в базовом исполнении на частоты до 100 кГц. Точность задания частоты до 0.001 Гц, мощность одного канала от 1,6 до 10 кВт. Есть модуль управления с ПК с графическим представлением диаграмм всех рабочих параметров и внешних сигналов. Есть возможность работать в независимом двухканальном режиме с плавно изменяемой фазовой задержкой между каналами. Для работы в качестве силового источника ультразвука совместно с лазерными сканирующими виброметрами типа Polytec в генераторе есть возможность входа фазовой синхронизации. Генератор позволяет работать в импульсном режиме, в цифровом виде синтезирует последовательности импульсов с настраиваемыми длительностью, задержкой, количеством импульсов.

Арефьев К.Ю., Крикунова А.И., Гришин И.М., Минко А.В., Ильченко М.А., Заикин С.В. «Исследование влияния вынужденных акустических колебаний на окисление метана в канале постоянного сечения энергосиловой установки» Вестник Московского авиационного института, 31, № 1, с. 134-135 (2024)

Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования акустической интенсификации процессов окисления метана в высокоэнтальпийном кислородсодержащем (по составу максимально приближенному к воздуху) потоке. Исследования проведены для конечного по длине канала постоянного сечения. Рассмотрен диапазон начальных удельных энтальпий кислородсодержащего потока от 1600 до 2400 кДж/кг. Выявлены закономерности влияния полной энтальпии кислородсодержащего потока и акустического воздействия на эффективность (с точки зрения завершенности химических реакций) окисления метана. Установлено влияние частоты акустического воздействия на коэффициент завершенности физико-химических процессов. Определены значения коэффициента избытка топлива для различных полных энтальпий кислородсодержащего потока, соответствующие диффузионному и кинетическому режимам окисления метана. Проведен анализ спектральных характеристик пульсаций статического давления в потоке, по результатам которого отмечена стабильность окисления метана на исследованных режимах. Ключевые слова: окисление метана, кислородсодержащий поток, акустическое воздействие, диффузионный режим окисления, кинетический режим окисления, завершенность химических реакций

Зайцев Б.Д., Бородина И.А., Теплых А.А., Семёнов А.П. «Измерение скорости и затухания продольных акустических волн в жидкостях» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 623-628 (2023)

Разработан метод определения скорости и затухания продольной акустической волны в жидкости. Два преобразователя с частотой ∼1 МГц, располагались друг над другом, зазор d между ними заполнялся исследуемой жидкостью и увеличивался с шагом 50 мкм. Измеренная зависимость коэффициента прохождения K от зазора d представляла плавно убывающую периодическую функцию, несущую информацию о скорости и затухании волны в жидкости. Теоретические зависимости коэффициента прохождения от величины d, полученные с помощью механической эквивалентной схемы, оказались в хорошем соответствии с экспериментальными данными для воды и глицерина.

Семёнов А.П., Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Бородина И.А. «Исследование влияния суспензий на основе глицерина на характеристики резонаторов с продольным электрическим полем» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 605-610 (2023)

Исследовано влияние суспензий на основе чистого глицерина и алмазного порошка с размером частиц 1–2 мкм с различной концентрацией на характеристики резонаторов с продольным электрическим полем. В работе были использованы два дисковых резонатора, изготовленных из пластин кварца и лангасита с круглыми электродами на обеих сторонах пластины с рабочими частотами 4.4 и 4.1 мГц, работающих на поперечной и продольной акустических модах соответственно. Каждый резонатор был вмонтирован в дно жидкостного контейнера объемом 30 мл. Для проведения экспериментов в лабораторных условиях были изготовлены образцы суспензий глицерина и алмазного порошка с объемной концентрацией частиц в пределах 0.098–2.86%. В ходе экспериментов образец суспензии объемом 15 мл помещался в контейнер таким образом, чтобы резонатор был полностью погружен в суспензию. Измерялись частотные зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса нагруженного резонатора и сравнивались с зависимостями свободных резонатора. Все измерения проводились при температуре около 27.5°С. Экспериментально установлено, что изменение объемной концентрации частиц в суспензии приводит к изменению резонансной частоты и добротности параллельного и последовательного резонансов, а также максимальных значений электрического импеданса и адмиттанса резонаторов из кварца и лангасита.

Бородина И.А., Зайцев Б.Д., Теплых А.А. «Компактный акустический анализатор для определения проводимости жидкостей» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 629-634 (2023)

Разработан компактный акустический анализатор на основе пьезоэлектрического резонатора с поперечным возбуждающим электрическим полем для измерения электрической проводимости жидкости. Исследовано влияние проводимости жидкости на характеристики резонатора. Показано, что модуль электрического импеданса резонатора монотонно уменьшается с ростом проводимости контактирующей жидкости. Полученные зависимости могут быть использованы как калибровочные кривые для измерения проводимости в диапазоне 100–10000 μS/cm.

Голованчиков А.Б., Меренцов Н.А., Чурикова В.И., Залипаев П.П. «Влияние вибрации на технологические и геометрические параметры насадочной абсорбционной колонны» Экологические системы и приборы, № 3, с. 14-22 (2024)

Приводится сравнение технологических и геометрических параметров насадочной абсорбционной колонны, рассчитанных по типовому алгоритму и алгоритму, учитывающему амплитуду и частоту колебаний виброгенератора. Влияние вибрации учитывается добавлением скорости колебаний в общее уравнение скорости потока очищаемого воздуха. На примере расчета малогабаритного абсорбера, устанавливаемого на очистных сооружениях – вентиляционных колодцах сточных вод при очистке воздуха от сероводорода, влияние вибрации дает возможность уменьшать высоту насадки более чем в 2 раза. Ключевые слова: абсорбция, кольца Рашига, вибрация, амплитуда, частота, сероводород, скорость, моноэтаноламин, расход, диаметр, высота, объем насадки.

Замтфорт Б.С. «Влияние степени двухконтурности и тяги на выбор настройки звукопоглощающих конструкций» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1050-1052 (2023)

Оптимальную настройку звукопоглощающих конструкций (ЗПК) необходимо рассчитывать в дальнем звуковом поле. Под оптимальной понимается настройка, позволяющая получить максимальное снижение уровней шума по сумме в трех контрольных точках (КТ). Расчет амплитудно-частотных характеристик ЗПК проводится на основе экспериментальных или расчетных матриц уровней звукового давления двигателя. Поясним физический смысл влияния степени двухконтурности (m) и/или тяги двигателя (P). С увеличением одного из этих параметров при газодинамическом подобии двигателей растет и диаметр вентилятора и при сохранении его окружной скорости снижается частота вращения ротора и частоты следования лопаток вентилятора сдвигаются в более низкочастотную область; переход от 3–4-двигательных самолетов к 2-двигательным самолетам тоже влечет за собой рост величины тяги. Анализ результатов расчетов показал: 1) для двигателей с небольшой m≈5, что суммарное снижение уровня шума в трех КТ остается практически постоянным при настройке ЗПК с максимумом поглощения в диапазоне частот от 1,6 до 3,15 кГц; это допускает значительную вариацию локальных параметров ЗПК без снижения итоговой их эффективности; 2) для двигателей с m=10 при использовании двухмодальных ЗПК максимальное снижение уровня шума в трех КТ получается при их настройке на частоты со разницей в 2/3 октавы, а не в октаву, как традиционно принято; выигрыш от такой настройки может достигать 1 EPN дБ.

Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Р. «Отражение акустических волн от границы многофракционной полидисперсной газовзвеси» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 46-49 (2018)

Исследование отражения волн от границы или слоя многофракционной среды актуально. Слой загрязненного тумана, который встречается в природе, является одним из примеров многофракционной газовзвеси. Такая среда является неоднородной и может использоваться в качестве скрытия объектов от радаров. Особенности динамики многофазных сред представлены в известных монографиях. Распространение акустических волн в многофракционных газовзвесях, где каждая фракция является монодисперсной рассмотрено ранее. Ранее же рассмотрены задачи об отражении акустической волны от границы монодисперсной газовзвеси. Однако, в реальных средах частицы могут быть разных размеров и материалов. Учет полидисперсности включений на распространение акустических волн также были рассмотрены ранее. В данной работе проведено исследование отражения акустической волны от границы многофракционной газовзвеси с полидисперсными включениями.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Особенности гидроакустических и донных поверхностных волн на береговом склоне» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 284-289 (2023)

Теоретически анализируется распространение коротких импульсных волновых цугов в прибрежной акватории (шельф) вверх по наклонному береговому склону при их возбуждении гидроакустическим источником. Выполняется 3D-численное моделирование на основе применения метода конечных элементов, результаты иллюстрируются в виде планарных рельефов гидроакустической и донной поверхностной волны, отвечающих некоторым моментам времени задержки на текущей видео съемке. Расчеты относятся к двум видам донной среды – жесткий скальный грунт и мягкий рыхлый грунт. Исследуется особенность, интерпретируемая как азимутальная анизотропия скорости распространения гидроакустических волн, которая проявляется как в условиях жесткого дна, так и рыхлого донного грунта. Сравнение рельефов обоих волновых типов позволяет продемонстрировать зависимость скорости гидроакустической волны, распространяющейся вдоль направлений, перестраиваемых от осевого ко все более скошенным по углу азимута.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Сейсмоакустический отклик, возбуждаемый низколетящим источником звука» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 55-60 (2023)

Теоретически анализируются поверхностные сейсмические волны, возбуждаемые источником звука, движущимся на незначительной высоте над границей по прямолинейной траектории с постоянной скоростью (дозвуковой режим) в атмосфере. В расчетах учитывается доплеровское смещение по частоте спектральных компонент, излучаемых акустическим источником, движущимся в атмосфере, а также частотная дисперсия фазовой скорости волн рэлеевского типа, характер которой определяется параметрами слоистой структуры среды. Особенности, возникающие вследствие эффекта Доплера и обнаруживаемые при регистрации сейсмического отклика, возбуждаемого движущимся источником, позволяют их использовать в решении задач, направленных на диагностику параметров грунта и реконструкцию его приповерхностной структуры. С этой целью моделируется взаимно-корреляционная функция сигналов с выхода двуплечей крестообразной решетки сейсмоприемников, установленной на поверхности грунта.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Особенности гидроакустических и донных поверхностных волн на береговом склоне» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 284-289 (2023)

Теоретически анализируется распространение коротких импульсных волновых цугов в прибрежной акватории (шельф) вверх по наклонному береговому склону при их возбуждении гидроакустическим источником. Выполняется 3D-численное моделирование на основе применения метода конечных элементов, результаты иллюстрируются в виде планарных рельефов гидроакустической и донной поверхностной волны, отвечающих некоторым моментам времени задержки на текущей видео съемке. Расчеты относятся к двум видам донной среды – жесткий скальный грунт и мягкий рыхлый грунт. Исследуется особенность, интерпретируемая как азимутальная анизотропия скорости распространения гидроакустических волн, которая проявляется как в условиях жесткого дна, так и рыхлого донного грунта. Сравнение рельефов обоих волновых типов позволяет продемонстрировать зависимость скорости гидроакустической волны, распространяющейся вдоль направлений, перестраиваемых от осевого ко все более скошенным по углу азимута.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Сейсмоакустический отклик, возбуждаемый низколетящим источником звука» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 55-60 (2023)

Теоретически анализируются поверхностные сейсмические волны, возбуждаемые источником звука, движущимся на незначительной высоте над границей по прямолинейной траектории с постоянной скоростью (дозвуковой режим) в атмосфере. В расчетах учитывается доплеровское смещение по частоте спектральных компонент, излучаемых акустическим источником, движущимся в атмосфере, а также частотная дисперсия фазовой скорости волн рэлеевского типа, характер которой определяется параметрами слоистой структуры среды. Особенности, возникающие вследствие эффекта Доплера и обнаруживаемые при регистрации сейсмического отклика, возбуждаемого движущимся источником, позволяют их использовать в решении задач, направленных на диагностику параметров грунта и реконструкцию его приповерхностной структуры. С этой целью моделируется взаимно-корреляционная функция сигналов с выхода двуплечей крестообразной решетки сейсмоприемников, установленной на поверхности грунта.

Назаренко П.А., Левашкин С.П., Захарова О.И., Иванов К.Н., Кушуков С.В. «Обработка сигналов распределенных оптоакустических датчиков при помощи нейронных сетей в задаче мониторинга автотранспорта» Математическое моделирование, 36, № 3, с. 20-34 (2024)

Нейросетевые модели применяются как инструмент мониторинга автомобильного транспорта. Рассматривается решение задачи распознавания с помощью нейронных сетей сигналов от автомобилей, оказывающих воздействие на распределенный оптоакустический датчик. Описываются характеристики формируемых сигналов и их предварительная обработка. Выполняется выбор архитектуры нейронной сети для распознавания сигналов автомобилей на основе анализа сигналов и приводится обоснование этого выбора. Для распознавания сигналов автомобилей, включая большегрузные, для рассматриваемого типа датчика достаточно однослойной сети с 201 входом. Нейронная сеть реализована на языке Python, для ее построения анализируются библиотеки Scikit-Learn, Keras и NumPy. Приводится описание обучающих образов, результаты обучения нейронной сети и ее практического применения. Даются рекомендации по дальнейшим исследованиям в области применения нейронных сетей различных архитектур для распознавания сигналов автомобилей с использованием распределенных оптоакустических датчиков. Результаты исследования являются важными для контроля движения автотранспорта, а также других областей применения распределенных оптоакустических датчиков.

Осипова А.А., Захарова О.И. «Технологии распознавания речи на основе искусственного интеллекта как инструмент для развития навыков коммуникации и ораторского искусства» XXV Международная научно-техническая конференция «проблемы техники и технологий телекоммуникаций» ПТиТТ-2023. Том 1. Казань, 22–24 ноября 2023 г., с. 245-246 (2023)

Технологии распознавания речи на основе искусственного интеллекта (ИИ) могут улучшать навыки коммуникации и ораторского искусства. Уже сейчас такие технологии используются для тренировки речевых навыков, а также анализа, оценки и улучшения ораторских выступлений с обратной связью в режиме реального времени. Так, технологии могут помочь снизить тревожность при публичных выступлениях и повысить у спикера уверенность в себе. Кроме того, технологии распознавания речи помогают преодолевать языковые барьеры, способствуя глобализации коммуникации: позволяют практиковать как произношение, так и грамматику при изучении иностранных языков. Благодаря возможности субтитрования и транскрипции, эти технологии являются доступными для людей с нарушениями слуха. Искусственный интеллект же позволяет персонализировать обучение, что делает его более комфортным, а прогресс изучения быстрым. Несмотря на все преимущества, технологии распознавания речи имеют и свои ограничения. При использовании систем ИИ для восприятия речи необходимо учитывать разнообразие вариантов произношения и озвучивания, а также культурные особенности, которые могут влиять на это. Также необходимо учитывать проблемы конфиденциальности данных, поскольку использование данных человеческой речи в ИИ-системах может вызывать определенные этические вопросы.

Пилипенко С.В., Захваткин М.В., Литвинов Д.А., Филеткин А.И. «Измерение момента импульса Солнца с помощью эффекта гравитомагнитного смещения частоты» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 51, № 3, с. 42-52 (2024)

Исследована возможность экспериментального определения момента импульса Солнца путем измерения эффекта гравитомагнитного смещения частоты сигналов, которыми обмениваются два спутника на околосолнечных орбитах. Показано, что при использовании современных оптических часов со стабильностью ∼10^–18 точность данного эксперимента по результатам 5 лет накопления данных может достичь 5%. Это сравнимо с точностью измерения момента импульса Солнца методами гелиосейсмологии.

Елкин Д.Н., Зацепин А.Г. «Влияние подводных хребтов на фронтальные течения в Мировом океане» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 65-67 (2018)

Зацерклянный О.В. «Исследование метрологических характеристик вибрационного преобразователя плотности с пьезоэлектрическим возбуждением и измерением параметров колебаний» Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 90-94 (2021)

Зверева М.Б. «Задача о двумерных колебаниях струны» Дифференциальные уравнения, 59, № 8, с. 1046-1056 (2023)

Исследована модель малых пространственных поперечных колебаний струны, когда отклонение любой её точки от положения равновесия характеризуется двумя координатами. При этом предполагается, что в процессе колебаний один из концов струны находится внутри ограниченного, замкнутого, выпуклого множества C, принадлежащего плоскости π, перпендикулярной к отрезку, вдоль которого натянута струна. В свою очередь, множество C может перемещаться в плоскости π, его движение задано отображением C(t). Пока конец струны не соприкоснулся с границей множества C(t), он остаётся свободным. При соприкосновении начинается их совместное перемещение. Получена формула представления решения начально-краевой задачи, описывающей этот колебательный процесс. Рассмотрена задача граничного управления колебательным процессом.

Погорелова А.В., Земляк В.Л., Козин В.М. «Волновое сопротивление тонкого тела при нестационарном движении под ледяным покровом» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 17, № 1, с. 73-83 (2024)

Статья посвящена теоретическому исследованию прямолинейного нестационарного движения тонкого тела в жидкости вблизи свободной поверхности и ледяного покрова. Рассматривается идеальная несжимаемая жидкость, движение жидкости потенциальное. Ледяной покров моделируется плавающей вязкоупругой пластиной. Вязкоупругие свойства льда описываются моделью Кельвина–Фойгхта. Тонкое тело заданной формы в потоке жидкости моделируется обтеканием системы источников-стоков. Рассматриваются различные режимы движения тела: ускорение, торможение, движение с заданной скоростью. Анализируется влияние ледяного покрова, ускорения и торможения тела на его волновое сопротивление. Получено, что нестационарные режимы движения (ускорение и торможение) существенно влияют на волновое сопротивление тонкого тела. Движение с малым начальным ускорением позволяет уменьшить амплитуду первого по времени горба волнового сопротивления. При торможении тела до полной остановки кривая волнового сопротивления носит колебательный характер. Уменьшение коэффициента торможения приводит к уменьшению амплитуды осцилляций кривой волнового сопротивления. Наличие ледяного покрова сглаживает горб волнового сопротивления при ускорении и уменьшает количество осцилляций и их амплитуду при торможении. Ключевые слова: ледяной покров, изгибно-гравитационные волны, погруженное тонкое тело, нестационарное движение, волновое сопротивление

Баландин В.В., Баландин Вл.Вл., Землянуха П.М., Игумнов Л.А., Минеев К.В., Пархачёв В.В., Розенталь Р.М. «Развитие метода микроволновой диагностики для измерения скорости свободной поверхности в плосковолновом эксперименте» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 66, № 10, с. 870-881 (2023)

Описаны принципы работы радиоинтерферометра, используемого для регистрации перемещения и определения скорости свободной поверхности образца в плосковолновом эксперименте. Проведено экспериментальное сравнение нескольких схем измерения. Для некоторых из них выявлено хорошее согласование результатов с данными независимых измерений, демонстрирующее возможность измерения скорости свободной поверхности с временным разрешением порядка 0,1 мкс с погрешностью порядка 10 м/с.

Саитбаталов Р.Р., Воротилин М.С., Куторов А.А., Чайковский В.М., Земцова О.Г. «Оценка адекватности проведения эксперементальных исследований по построению дальностных портретов, формируемых множеством источников вторичного излучения сигналов с перестройкой частоты от импульса к импульсу в ультразвуковом диапазоне» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 12, с. 418-426 (2023)

Рассматривается адекватность математического моделирования на примерах, в которых продемонстрированно повышение разрешающей способности, при увеличении шага перестройки частоты от импульса к импульсу в зондирующем сигнале. Новизной проведенных исследований является выявленный новый дестабилизирующий фактор, оказывающий влияние на однозначность получения дальностного портрета при использовании сигналов с перестройкой частоты от импульса к импульсу.

Алексеев С.О., Байдерин А.А., Немтинова А.В., Зенин О.И. «Нелокальные гравитационные теории и изображения теней черных дыр» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 165, № 4, с. 508-515 (2024)

С помощью метода Ньюмена–Яниса получено новое вращающееся решение «черная дыра» (ЧД) в гравитации c нелокальными поправками. Предложен способ учета поправок от квантовой гравитации при моделировании теней ЧД с использованием вращающихся метрик ЧД. Метод применим и для других нелокальных моделей с аналогичной структурой ЧД-решений. Показано, что в будущем при увеличении точности наблюдений и, следовательно, необходимости более точного их теоретического моделирования в некоторых случаях удобнее учитывать полевые и/или нелокальные поправки вместо введения новых полей.

Гвоздяков Д.В., Зенков А.В., Мальцев Л.И., Поджаров Ю.С. «Влияние кавитационной обработки водоугольных суспензий на средний размер капель в струе» Известия Томского политехнического университета, 335, № 3, с. 70-80 (2024)

Переход к экологически чистым энергетическим технологиям, обусловленный современными требованиями к охране окружающей среды, предполагает поиск и создание новых источников энергии, в том числе и топлив. Одним из способов удовлетворения этих требований и сохранения на прежнем уровне показателей по выработке энергии тепловыми электростанциями является переход на многокомпонентные топлива. Наиболее перспективными и доступными котельными топливами с точки зрения энергетики, экологии и экономики являются водоугольные суспензии. В связи с этим изучение свойств и характеристик таких топлив во многих странах является актуальным. Цель: проведение экспериментальных исследований степени влияния продолжительности кавитационной обработки водоугольных топлив на средний размер капель в струе после распыления пневматической форсункой и обоснование эффективности такого подхода для практического применения. Объект. Экспериментальные исследования проводились с водоугольными суспензиями на основе длиннопламенного угля (марки Д) с добавлением 10 и 20% по массе пирогенетической жидкости. В качестве образца сравнения использовалась суспензия, состоящая из угля и воды, без добавления пирогенетической жидкости. Методы. Приготовление водоугольных суспензий осуществлялось в роторном гидродинамическом генераторе кавитации. Для распыления водугольных суспензий использовалась пневматическая форсунка с внешним смешением. Средний размер капель топлива после распыления определялся при помощи метода Interferometric Particle Imaging. Результаты и выводы. Эксперименты по приготовлению водоугольных суспензий в составе с пирогенетической жидкостью показали рост значения динамической вязкости суспензии. Увеличение продолжительности обработки суспензий в роторном гидродинамическом генераторе кавитации позволяет снизить вязкость на 54%. Средний размер капель в струе при этом снижается на 22%.

Злобина И.В., Бекренев Н.В., Чуриков Д.О. «Оценка смачиваемости наполнителя связующим в процессе изготовления препрега с воздействием ультразвука для трехмерной печати филаментами, армированными непрерывным углеродным волокном» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика, 24, № 1, с. 52-61 (2024)

На основе изучения результатов процесса пропитки с воздействием ультразвука жгута углеродных волокон эпоксидной смолой с отвердителем полиэтиленполиамин при изготовлении полуфабриката филаментов – термопластичных нитей, использующихся в аддитивных технологиях печати композиционными материалами, установлено существенное улучшение смачиваемости волокон связующим, проявляющееся в уменьшении краевого угла смачивания с 70–77 до 35–40°, что свидетельствует о возможности более полной и равномерной пропитки жгута и, соответственно, о лучшем перераспределении внешних нагрузок между матрицей и наполнителем как в пределах монослоя, так и всего изделия за счет включения в работу максимального числа волокон. С использованием уравнения Юнга–Дюпре рассчитана работа адгезии связующего к волокну и показано, что воздействие ультразвука в процессе пропитки волокон способствует повышению работы адгезии в среднем на 39.7%, что наряду с упомянутым выше улучшением равномерности пропитки может значительно повысить прочность изделий, напечатанных композиционными филаментами, армированными непрерывным углеродным волокном.

Касаткин Б.А., Злобина Н.В., Касаткин С.Б. «Экспериментальное исследование звуковых полей инфразвукового диапазона в береговом клине» Подводные исследования и робототехника, 36, № 3, с. 83-96 (2023)

Рассмотрены два модельных решения граничной задачи Пекериса, классическое и обобщённое. Звуковое поле, которое формируется в условиях берегового клина в инфразвуковом диапазоне частот, наилучшим образом подходит для экспериментальной верификации указанных модельных решений. В работе приводятся экспериментальные результаты такой верификации в условиях, когда различия в модельном описании звуковых полей становятся наиболее значимыми. К наиболее значимым различиям модельных решений, которые исследуются в настоящей работе, относятся резонансная структура звукового поля в мелком море и мелкомасштабная знакопеременная структура вихревой составляющей вектора интенсивности, которая становится доминирующей составляющей звукового поля в зоне интерференционных минимумов звукового давления. Для исследования этих особенностей наилучшим образом подходят комбинированные приёмники, позволяющие измерять полный набор характеристик звукового поля в скалярно-векторном описании.

Белов И.А., Бельков С.А., Бондаренко С.В., Вергунова Г.А., Воронин А.Ю., Гаранин С.Г., Головкин С.Ю., Гуськов С.Ю., Демченко Н.Н., Деркач В.Н., Змитренко Н.В., Илюшечкина А.В., Кравченко А.Г., Кузина А.А., Кузьмин И.В., Кучугов П.А., Мюсова А.Е., Рогачев В.Г., Рукавишников А.Н., Соломатина Е.Ю., Стародубцев К.В., Стародубцев П.В., Чугуров И.А., Шаров О.О., Яхин Р.А. «Генерация плоской стационарной ударной волны при предельно высокой передаче давления твердому веществу от малоплотного поглотителя излучения тераваттного лазерного импульса» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 165, № 4, с. 581-588 (2024)

Экспериментально обоснована генерация в твердом веществе мощной лазерно-индуцированной ударной волны с длительным периодом стационарного распространения плоского фронта при предельно высокой передаче давления твердому веществу от малоплотного поглотителя излучения тераваттного лазерного импульса. Эксперименты выполнены с плоскими мишенями, содержащими слой алюминия различной формы и слой поглотителя лазерного излучения из пористого вещества с плотностью 0.01–0.025 г/см³. Мишени облучались импульсами излучения второй гармоники Nd-лазера с интенсивностью 10¹³–5·10¹³ Вт/см². Зарегистрировано стационарное распространение плоских ударных волн в алюминиевом слое со скоростью 20–30 км/с в течение времени более 1 нс при близком к предельному увеличении давления от 3–3.5 Мбар в слое поглотителя до 7–10 Мбар в слое алюминия. Результат в значительной степени развивает возможности прецизионного управления пространственно-временной динамикой ударных волн в исследованиях уравнения состояния вещества.

Третьякова Т.В., Душко А.Н., Струнгарь Е.М., Зубова Е.М., Лобанов Д.С. «Комплексный анализ механического поведения и процессов разрушения образцов пространственно-армированного углепластика в испытаниях на растяжение» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 175-185 (2019)

Работа посвящена развитию методологии проведения экспериментальных исследований закономерностей неупругого поведения и разрушения пространственно-армированного композиционного материала с учетом влияния схем переплетения на основе совместного использования оптических методов анализа полей деформаций и температуры, а также метода регистрации сигналов акустической эмиссии. Реализована серия механических испытаний на одноосное растяжение 6 групп образцов-полосок, преформы которых изготовлены с помощью технологии 3D-ткачества шестью различными способами переплетения. Отмечено, что образцы углепластика с ортогональной и ортогонально-комбинированной схемой переплетения отличаются высокими значениями предельной нагрузки по сравнению с образцами с межслойным армированием и слоистыми образцами. Проиллюстрирован подбор оптимальных параметров (величины подобласти и шага) корреляционной обработки цифровых изображений при исследовании образцов композиционного материала с учетом структурных особенностей материала. Проведен анализ изменения кумулятивной энергии сигналов акустической эмиссии (АЭ), получаемой путем суммирования значений энергетического параметра и отражающей интенсивность накопления дефектов в материале в процессе нагружения. Обнаружено, что образцы с ортогональной, ортогонально-комбинированной схемой переплетения, а также с попарно межслойным армированием характеризуются низкой скоростью накопления повреждений в материале, процесс инициирования и распространения дефектов протекает равномерно. Образцы с попарно межслойным комбинированным армированием, со сквозным межслойным армированием и слоистые образцы отличаются интенсивностью формирования трещин в материале в процессе нагружения. Получены результаты качественного и количественного сравнения некоторых параметров (предельная нагрузка, предельное удлинение образцов, интенсивность локального разогрева материала в момент макроразрушения, максимальная величина кумулятивной энергии, достигнутая в момент разрушения, число зарегистрированных выбросов сигнала АЭ), полученных для групп образцов с различной схемой переплетения. Показано, что проведение многопараметрического анализа при экспериментальном изучении позволяет осуществлять подбор оптимальных свойств композиционного материала при его разработке в соответствии с требуемыми условиями эксплуатации.

Зуев Л.Б., Баранникова С.А. «Автоволновая механика пластичности металлов» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 50-64 (2019)

Предложена модель развития локализованного пластического течения твердых тел, основанная на представлениях о взаимодействии носителей пластичности и сигналов акустической эмиссии, возникающих при развитии элементарных актов пластичности. Экспериментально показано, что локализация пластического течения является общим признаком всех деформационных процессов и может наблюдаться на всем протяжении процесса от предела текучести до формирования шейки. Специфические картины макроскопической локализации деформации – паттерны локализованного пластического течения – являются автоволнами, которые генерируются в деформируемой среде за счет упорядочения ее дефектной структуры. Паттерны локализованной пластичности коррелируют со стадиями деформационного упрочнения, выявляемыми при механических испытаниях металлов и сплавов. Предложена и проанализирована двухкомпонентная модель развития локализованной деформации, учитывающая взаимодействие упругой и пластической компонент деформации. В рамках этой модели описана генерация автоволн локализованной пластической деформации в ряде материалов. Установлены общие закономерности развития локализованного пластического течения на разных стадиях деформационного упрочнения. Введен упругопластический инвариант деформации, устанавливающий взаимосвязь между упругими и пластическими свойствами материалов. Показано, что основные свойства деформируемых сред являются следствиями такого инварианта. В частности, следствиями из упругопластического инварианта деформации являются: зависимость скорости распространения автоволн локализованной пластической деформации от коэффициента деформационного упрочнения, дисперсионное уравнение для автоволн, масштабный эффект локализации пластической деформации, зависимость автоволновых параметров от размера зерна, уравнение автоволны локализованной деформации, коэффициент деформационного упрочнения, уравнение дислокационной динамики Тейлора–Орована, соотношение Холла–Петча, зависимость плотности подвижных дислокаций от деформации.