Макарчук Ю.И., Обчинец О.Г. «Классификация носителя источника зондирующих сигналов по траектории его движения» Гидроакустика, № 56, с. 29-35 (2023)

Рассматриваются вопросы, связанные с классификацией источника зондирующих сигналов (ЗС) и его носителя. Исследуется последовательность действий, которая может стать основой алгоритма вторичной классификации носителя источника ЗС. Предложен подход к вторичной классификации торпеды-носителя источника ЗС, предусматривающий определение типовой траектории ее движения. Получены аналитические выражения для количественной оценки работоспособности предлагаемого подхода к классификации носителя.

Асафьев Н.О., Сорокин Б.П., Овсянников Д.А., Попов М.Ю., Бланк В.Д. «Акустоэлектронные сенсоры на основе композитных СВЧ резонаторов с алмазными подложками» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 580-585 (2023)

Продемонстрировано применение сенсора толщин со структурой Me₁/Al_1-xSc_xN/Me₂/(100) алмаз/Me₃ при напылении тонких и сверхтонких пленок Me₃: Sc, Pt, Al и Mo. Толщинная чувствительность при напылении Pt составила ±0.5 нм. Рассмотрены особенности применения композитного СВЧ резонатора как сенсора давления в составе интегрированной измерительной системы с камерой высокого давления на алмазных наковальнях (ИИС КВДАН), к образцам из W, Si, Mo, Zr и целлюлозы. Продемонстрированы возможности ИИС к исследованиям особенностей поведения различных твердых тел при высоких давлениях, фазовых переходов под давлением и регистрации пластических деформаций в металлах.

Конопацкая И.И., Пятаков П.А., Овчинников О.Б., Шуляпов С.А. «Исследование возможности использования измерительной трубы для калибровки гидрофонов» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 702 (2023)

Разработана и опробована методика измерения чувствительности гидрофонов в полосе частот от 4 до 25 кГц с использованием измерительной трубы (заполненной водой) длиной 300 мм, внутренним диаметром 48 мм и толщиной стенок – 6 мм. Такой способ калибровки выбран с целью уменьшения размеров экспериментальной установки для удобства применения в лабораторных условиях. Исследовано влияние на точность измерений глубины погружения гидрофонов и состояния воды, ее температуры, наличия пузырей в объеме и на внутренней поверхности трубы. Проведено сравнение данных, полученных в трубе, с соответствующими величинами, измеренными в бассейне, оценена систематическая погрешность измерений, зависящая от характерного размера гидрофона.

Самодуров В.А., Дагкесаманский Р.Д., Позаненко А.С., Долгушев А.В., Исаев Е.А., Орешко В.В. «Выявление радиоизлучения каскадных ливней космических лучей высоких энергий в многолетних непрерывных наблюдениях на радиотелескопе метровых волн БСА ФИАН» Труды Института прикладной астрономии РАН № 67, с. 8-13 (2023)

Одной из интереснейших задач астрофизики является исследование источников и механизмов образования космических лучей высоких и сверхвысоких энергий. Предполагается, что первичные космические лучи в энергетическом диапазоне 10¹⁶–10¹⁹ эВ порождаются как галактическими, так и (на более высоких энергиях) внегалактическими источниками. Один из способов регистрации космических лучей высокой энергии – фиксация излучения, порождаемого ШАЛ (Широкими Атмосферными Ливнями) от проникновения частиц космических лучей в атмосферу Земли. Максимум излучения от ШАЛ приходится на частоты от 100 до 110 МГц, на которых работает БСА ФИАН. В работе изложены методика и результаты анализа сотен тысяч импульсных сигналов с нулевой дисперсионной задержкой сразу во многих лучах диаграммы БСА для 2012–2020 гг. Для разных зон неба проанализированы интервалы наблюдений длительностью от одного года до 8 лет. Показано, что не реже, чем раз в несколько минут мы регистрируем события, проявляющие себя во многих лучах БСА ФИАН как сильный всплеск длительностью не более 12.5 мс (это наиболее короткий временной масштаб наших данных). Анализ показал, что весьма существенная часть этих данных (до десятков процентов от всего массива), по-видимому, генерируется именно ШАЛ. Распределение числа событий, судя по первым результатам анализа, находится в анти-корреляции с уровнем фона Галактики, что может давать косвенные указания в основном на внегалактическую природу космических частиц, порождающих ШАЛ. Проведен анализ сигналов и разделение их на различные фракции («дневную» и «ночную»). Они могут быть порождены разными сортами начальных космических частиц. Например, в верхних слоях атмосферы могут заканчивать свой путь высокоэнергичные фотоны (пик статистики – днем), а в нижних – классические тяжелые космические лучи (протоны, другие ядра атомов).

Вольвач А.Е., Вольвач Л.Н., Ларионов М.Г., Орленсон В.Б., Малашевич С.В. «Определение параметров двойных сверхмассивных черных дыр и идущий от них уровень гравитационного излучения» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 51, № 4, с. 39-47 (2024)

Представлены новые данные по объекту АО 0235+164, полученные по программе долгосрочного многочастотного мониторинга активных ядер галактик (АЯГ). Предложена модель нахождения параметров тесных двойных систем из сверхмассивных черных дыр (ДСЧД) на основе только данных наблюдений в радиодиапазоне. Методика определения физических характеристик ДСЧД включает проведение гармонического и вейвлет анализов, определение масс спутников и их орбитальных характеристик. Показано, что АО 0235+164 может быть очень массивной и тесной двойной системой, имеющей в своем составе компаньонов с близкими массами. Наличие орбитального периода и кратного полупериода указывает на отсутствие заметного эксцентриситета в системе. Оценки показывают, что наравне с такими АЯГ, как 3С 454.3 и OJ 287, АО 0235+164 может быть мощным излучателем гравитационных волн (ГВ), доступным для обнаружения гравитационно-волновыми детекторами International Pulsar Timing Array (IPTA).

Орлов А.В., Смирнов В.Я. «Разработка преобразователей пространственной вибрации» 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. 41-45 (2021)

Анисимкин В.И., Воронова Н.В., Кузнецова И.Е., Осипенко В.А., Смирнов А.В. «Датчики оледенения на основе акустических волн Лэмба» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 599-604 (2023)

На примере монолитной структуры , состоящей из входного и выходного встречно-штыревых преобразователей (период λ=300 мкм, частота f=38.4 МГц), нанесенных на пьезопластину YZ-LiNbO₃ толщиной h=500 мкм, и слоистой структуры с двумя встречно-штыревыми преобразователями (λ=200 мкм, f=52 МГц), нанесенными на пьезопленку ZnO (h=2.3 мкм) и пластину Si (h=380 мкм), экспериментально показано, что с помощью волн Лэмба, имеющих слабые радиационные потери (∼0.5 дБ/мм), можно осуществлять экспериментальное исследование фазовых переходов жидкость–лед и лед–жидкость. Тестируемая жидкость располагается на структуре в зазоре между преобразователями, и при изменении ее агрегатного состояния приводит к дополнительным потерям акустической волны Лэмба. Причем эти потери не меняются с температурой, зависят от сорта жидкости (льда) и поэтому могут служить акустической характеристикой фазового перехода. Так, при скачкообразном охлаждении жидкости от +20 до –15°C в течение 22 минут и скачкообразном нагревании жидкости от –15 до +20°C в течение того же промежутка времени наблюдается резкое увеличение дополнительных потерь, величина которого зависит от жидкости. При плавном уменьшении и плавном увеличении температуры с шагом 1°С вблизи температуры фазовых переходов для некоторых жидкостей те же изменения могут носить гистерезисный характер. Для тяжелой воды, дистиллированной воды и водного раствора NaCl в качестве тестируемых измерены температуры фазовых переходов и величины возникающих акустических потерь. Показано, что плавление льда и затвердевание жидкости всегда сопровождаются одинаковыми уменьшениями и увеличениями потерь на распространение волн Лэмба, но сами переходы для каждой жидкости могут возникать как при одних и тех же (тяжелая вода), так и при разных (дистиллированная вода и водный раствор NaCl) температурах.

Губайдуллин Д.А., Осипов П.П., Насыров Р.Р. «Сепарация частиц по их радиусу и по плотности материала в стоячей синусоидальной волне» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 52-54 (2018)

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.

Егошина В.Д., Гонгальский М.Б., Цурикова У.А., Андреев В.Г., Осминкина Л.А. «Порог акустической кавитации в водных суспензиях пористых кремниевых наночастиц с различной степенью гидрофобности поверхности» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 776 (2023)

Наночастицы пористого кремния (пКНЧ) являются перспективным материалом для создания контейнеров, позволяющих обеспечить адресную доставку лекарств при терапии рака. Высвобождение лекарств из контейнеров может производиться под действием ультразвука. Основным механизмом при этом служит акустическая кавитация. Для её возникновения и развития требуется, чтобы амплитуда акустического давления превышала пороговое значение, величина которого существенно зависит от наличия зародышей кавитации в виде микроскопических газовых пузырьков. При определённых условиях в порах пКНЧ может оставаться достаточно много газа, который высвобождается под действием ультразвука и создает условия для развития кавитации. В работе исследована зависимость порогов акустической кавитации в водных суспензиях пКНЧ от степени гидрофобности их поверхности. ПКНЧ со средним размером 100 нм изготавливались механическим измельчением пленок пористого кремния (ПК) в этаноле. Такие пКНЧ исходно характеризуются гидрофильной поверхностью. Для получения амфифильных (гидрофобно-гидрофильных) наночастиц, пленки ПК перед измельчением гидрофобизировались путем модификации поверхности октадецилсиланом. При измельчении в этаноле гидрофобных пленок ПК до наночастиц, происходит разрыв кремний-кремниевых связей с последующим их окислением, за счет чего поверхность частично гидрофилизируется. Показано, что порог акустической кавитации в суспензиях амфифильных пКНЧ существенно снижается по сравнению с гидрофильными КНЧ. Величина порога акустической кавитации в суспензии амфифильных наночастиц с концентрацией 1 мг/мл оставалась практически постоянной в течение 5 дней. Полученные результаты важны для разработки методов сонодинамической терапии раковых заболеваний с использованием пКНЧ.

Башкатов В.В., Остриков Н.Н. «Исследование влияния нелинейного режима работы двуслойных сотовых ЗПК на процесс распространения звука в каналах» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1065-1071 (2023)

Целью данной работы являлось применение асимптотического решения задачи о распространении звуковых мод в цилиндрическом канале с однородным потоком и плавно неоднородным импедансом стенок к построению решения нелинейной задачи о распространении звука в канале с учетом нелинейного режима работы двухслойных сотовых ЗПК. С помощью указанного асимптотического решения была построена итерационная процедура для получения акустического поля с использованием полуэмпирической модели двуслойной сотовой ЗПК. Проведенные параметрические исследования показали, что сформулированная итерационная процедура сходится в рамках границ применимости полученного аналитического решения, а при тех параметрах, при которых проводились расчеты, нелинейный эффект работы ЗПК приводит к увеличению затухания акустических возмущений по сравнению с линейным решением аналогичной задачи.

Остриков Н.Н., Ипатов М.С., Лаврухина М.П., Денисов С.Л., Яковец М.А. «Смешанные сотовые ЗПК авиадвигателя как средство обеспечения оптимальных значений импеданса в широком диапазоне частот» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1072-1078 (2023)

Работа посвящена проблеме выбора геометрических параметров двухслойных сотовых звукопоглощающих конструкций (ЗПК), при которых в широком диапазоне частот достигаются оптимальные значения импеданса, предварительно вычисляемые для каналов авиадвигателя на основе максимального снижения шума самолета на местности и характеризуемые слабой зависимостью мнимой части импеданса от частоты. Показано, что использование двухслойных сотовых ЗПК смешанного типа позволяет с достаточной точностью решить указанную проблему в диапазоне частот шириной 1.5–2 кГц. Это фактически классические двухслойные ЗПК, у которых проценты перфорации панелей и размеры шестигранных ячеек сотовых блоков в обоих слоях подбираются таким образом, что в ячейку первого слоя не всегда попадает отверстие второго слоя, и в итоге на единице площади лицевой панели ЗПК реализуется одновременно двухслойные и однослойные конструкции, т.е. имеет место смесь, причем управление процентом двухслойных «ячеек» на единице площади осуществляется за счет варьирования стороны шестигранника сотового заполнителя. Показано, что существующие полуэмпирические зависимости импеданса ЗПК от геометрических параметров, уровня звукового давления и скорости скользящего потока позволяют в целом качественно предсказать экспериментальные данные для смешанных ЗПК, однако точность количественного предсказания недостаточно велика, и основная проблема состоит в зависимости импеданса от скорости потока.

Кранц В.З., Островский Д.Б. «О формировании веера диаграмм направленности типа "обратная кардиоида" в малогабаритном пеленгаторе гидроакустических сигналов» Гидроакустика, № 56, с. 5-10 (2023)

Рассмотрена задача формирования статического веера пространственных каналов пеленгатора гидроакустических сигналов при использовании цилиндрической антенны, по окружности которой расположены гидроакустические приемники. Каждая пара приемников антенны формирует две диаграммы направленности типа «обратная кардиоида», развернутые друг от друга на 180°. Проведен анализ зависимости изменения диаметра антенны от соединения пар приемников антенны и от общего количества приемников. Предложена методика расчета направления на пеленгуемый источник сигнала при различном соединении пар приемников, в том числе при четном и нечетном числе приемников.

Росницкий П.Б., Цысарь С.А., Карзова М.М., Буравков С.В., Данилова Н.В., Пономарчук Е.М., Юлдашев П.В., Сапожников О.А., Кадрев А.В., Черняев А.Л., Черников В.П., Охоботов Д.А., Камалов А.А., Хохлова В.А. «Неинвазивная механическая деструкция аденокарциномы простаты человека ex vivo методом гистотрипсии с кипением» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 783 (2023)

В клинической практике уже более 25 лет применяется метод неинвазивной тепловой абляции локализованного рака простаты с помощью мощного сфокусированного ультразвука. Несмотря на многолетнее успешное использование такого подхода, остаются некоторые проблемы, связанные с диффузией тепла из таргетной области и сложностями мониторинга процесса облучения с использованием ультразвуковых методов (УЗИ). Поэтому возможность реализации нетепловых методов абляции представляет значительный интерес для исследования. В работе представлены пилотные результаты, демонстрирующие возможность неинвазивной механической деструкции аденокарциномы простаты человека ex vivo методом гистотрипсии с кипением. Использовался сфокусированный излучатель с рабочей частотой 1.5 МГц и номинальным углом фокусировки 84°. Для характеризации акустического поля in situ в фокусе излучателя и выбора рабочей акустической мощности применялся численный алгоритм, основанный на методе акустической голографии и решении уравнения Вестервельта. Воздействие проводилось в импульсно-периодическом режиме с длительностью импульсов 10 мс, периодом следования 1 с, дозой 30 импульсов на точку фокуса и расстоянием 1 мм между однофокусными разрушениями. Акустическая мощность излучателя составляла 734 Вт. Положения фокуса внутри аутопсийного образца ткани простаты во время воздействия отслеживались с использованием диагностического УЗИ-датчика, работающего в B-режиме по расположению эхогенной области. В результате облучения опухоли было получено объемное разрушение до состояния жидкой суспензии объемом 30 мм³, которое также хорошо визуализировалось на УЗИ как гипоэхогенная область. После воздействия был проведен гистологический анализ разрушения, который подтвердил наличие опухоли и ее деструкцию на фрагменты субклеточных размеров.

Очиров А.А., Белоножко Д.Ф. «О дрейфовом течении, вызванном волновым возмущением поверхности тангенциального разрыва поля скоростей» 9-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 05–07 декабря 2018 г., с. 133-135 (2018)

Симаков И.Г., Гулгенов Ч.Ж., Базарова С.Б., Очиров Т.Ч. «Акустическое исследование диэлектрических характеристик адсорбированной воды» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 936-941 (2023)

Акустоэлектрическим методом исследованы диэлектрические характеристики адсорбированной воды. Обнаружено наличие релаксационного процесса со временем диэлектрической релаксации τ 10^–8 с. Методом круговых диаграмм уточнены значения низко- и высокочастотного пределов действительной части диэлектрической проницаемости адсорбированной воды в области ориентационной релаксации. Показано, что частотные зависимости диэлектрических характеристик адсорбированной воды могут быть успешно интерпретированы в рамках теории Дебая. Время диэлектрической релаксации адсорбированной воды существенно отличается от времени релаксации воды в объемной жидкой фазе.