Хазов П.А., Шкода И.В., Тягунова Л.Ю. «Методика определения динамических параметров материала при свободных колебаниях» Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ), 25, № 6, с. 89-101 (2023)

Актуальность. Изучение динамических свойств материалов является ключевым аспектом для проведения сложных инженерных расчетов. Наиболее часто используемые на данный момент методы определения динамических характеристик являются дорогостоящими и трудновоспроизводимыми в условиях отсутствия специального оборудования. Следовательно, существует необходимость разработки упрощенных методик, позволяющих инженеру определять конкретные характеристики материала, избегая проведения сложных лабораторных испытаний, что подтверждает актуальность данной темы исследования. Цель исследования – разработка и обоснование упрощенной методики определения динамических свойств различных материалов на примере древесины сосны. В исследовании применяются методы экспериментального моделирования при помощи современных измерительных устройств и последующая аналитическая обработка полученных результатов. Научная новизна заключается в предложении упрощенной методики определения динамических параметров материала с помощью анализа зарегистрированных блоком акселерометра колебаний шарнирно закрепленной двухопорной балки. В результате исследования определен динамический модуль упругости древесины сосны, с высокой точностью совпадающий со справочными значениями, а также получен коэффициент затухания колебаний, необходимый при расчете динамических систем в околорезонансных зонах. Практическая значимость работы заключается в возможности использования предлагаемой методики для определения динамических свойств новых материалов с целью дальнейшего внесения этих характеристик в базы данных программно-вычислительных комплексов.

Шагапов В.Ш., Галиакбарова Э.В., Хакимова З.Р. «К задаче обнаружения повреждений трубопроводов акустическим зондированием» Материалы XXII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС 2021). Алушта, 04–13 сентября 2021 г., с. 483-485 (2021)

Кохирова Г.И., Жанг М., Хамроев У.Х., Ли С., Джонмухаммади А.И., Латипов М.Н. «Семейство астероидов с кометоподобными орбитами, связанное с метеороидным роем дельта-Канкриды» Доклады академии наук республики Таджикистан, 66, № 11-12, с. 668-678 (2023)

Метеороидный рой δ-Канкрид порождает 4 метеорных потока, наблюдаемых на Земле ежегодно в период январь-февраль и август–сентябрь. Родительская комета роя не установлена. Мы провели поиск АСЗ, связанных с этим роем. По результатам вычисления эволюции орбит ряда АСЗ и определения теоретических параметров их родственных потоков выполнен поиск наблюдаемых активных потоков, схожих с теоретически предсказанными во всех опубликованных базах данных. Оказалось, что предсказанные метеорные потоки, родственные с 13 АСЗ, были отождествлены с активными потоками, порождаемыми метеороидным роем δ-Канкриды. Выявленная связь указывает на общее кометное происхождение астероидов, которые двигаются в рое δ-Канкрид и с высокой вероятностью являются угасшими фрагментами крупной родительской кометы астероидно-метеороидного комплекса Канкрид.

Дамдинов Б.Б., Ершов А.А., Митыпов Ч.М., Харук Г.Н., Максимова О.М. «Разработка и исследование технологических жидкостей на основе суспензий наночастиц» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 930-935 (2023)

Экспериментальное исследование механических свойств коллоидных суспензий наночастиц было проведено реометрическим и акустическим методами. Показано, что с увеличением концентрации частиц жидкая дисперсная система из ньютоновской жидкости становится неньютоновской. Рассмотрены данные, полученные на основе стоксовской модели поглощения звуковых волн. Проведен обзор современных исследований в области влияния металлосодержащих мелкодисперсных компонентов на эксплуатационные характеристики смазочных материалов. Проведен анализ по классификации, составу и свойствам металлосодержащих присадок, также показан механизм взаимодействия дисперсных компонентов. Проведено исследование наночастиц железа и серебра методом комбинационного рассеяния света. Были определены смещения спектральных линий при различных температурах.

Хасанов А.Б., Хасанов Т.Г. «Задача Коши для нагруженного уравнения Кортевега–де Фриза в классе периодических функций» Дифференциальные уравнения, 59, № 12, с. 1668-1679 (2023)

К нахождению решения задачи Коши для нагруженного уравнения Кортевега–де Фриза в классе периодических бесконечнозонных функций применён метод обратной спектральной задачи. Предложены простой алгоритм построения уравнения Кортевега–де Фриза высокого порядка с нагруженными членами и вывод аналога системы дифференциальных уравнений Дубровина. Показано, что сумма равномерно сходящегося функционального ряда, построенного с помощью решения системы уравнений Дубровина и формулы первого следа, действительно удовлетворяет нагруженному нелинейному уравнению Кортевега–де Фриза. Кроме того, доказано, что если начальная функция является действительной π-периодической аналитической функцией, то и решение задачи Коши тоже является действительной аналитической функцией по переменной x, а также что если число π/n, n∈N, n≥2, является периодом начальной функции, то число π/n является периодом для решения задачи Коши по переменной x.

Азимов Ш.Ш., Петухов В.Н., Хасанов Т.А., Лакаев А.Н. «Влияние поверхности раствора на распространение сигналов акустической эмиссии в ходе гетерогенной химической реакции с выделением газа» Доклады академии наук республики Таджикистан, 66, № 11-12, с. 679-684 (2023)

Экспериментально исследовано влияние состояния поверхности жидкости на распространение сигналов акустической эмиссии (АЭ) в ходе химической реакции смеси гидрокарбоната натрия и лимонной кислоты с водой. Показано, что нанесение на поверхность воды слоя мыльной пены существенно снижает активность АЭ, поскольку изменяет условия образования и схлопывания пузырьков газа – источника АЭ.

Хасанов А.Б., Хасанов Т.Г. «Задача Коши для нагруженного уравнения Кортевега–де Фриза в классе периодических функций» Дифференциальные уравнения, 59, № 12, с. 1668-1679 (2023)

К нахождению решения задачи Коши для нагруженного уравнения Кортевега–де Фриза в классе периодических бесконечнозонных функций применён метод обратной спектральной задачи. Предложены простой алгоритм построения уравнения Кортевега–де Фриза высокого порядка с нагруженными членами и вывод аналога системы дифференциальных уравнений Дубровина. Показано, что сумма равномерно сходящегося функционального ряда, построенного с помощью решения системы уравнений Дубровина и формулы первого следа, действительно удовлетворяет нагруженному нелинейному уравнению Кортевега–де Фриза. Кроме того, доказано, что если начальная функция является действительной π-периодической аналитической функцией, то и решение задачи Коши тоже является действительной аналитической функцией по переменной x, а также что если число π/n, n∈N, n≥2, является периодом начальной функции, то число π/n является периодом для решения задачи Коши по переменной x.

Хатамтаев Б.И. «Экспериментальное определение акустического центра измерительного гидрофона» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 710-715 (2023)

Рассмотрены различные формулировки определения акустического центра преобразователя и проблемы, возникающие при их использовании для экспериментального определения положения акустического центра. Обсуждены причины, по которым формулировка и соответствующий способ определения положения акустического центра микрофона мало пригодны для гидрофона. Предложен способ и описан эксперимент по определению положения акустического центра при фазовой калибровке гидрофона методом взаимности.

Хачатуров Р.В. «Теория пятимерной тороидальной Гипервселенной» Прикладная математика и математическая физика, 1, № 1, с. 129-146 (2015)

Предложена математическая модель, которая объясняет наблюдаемый процесс ускоренного расширения Вселенной без помощи таких понятий, как “темная энергия” и “темная материя”. Определено понятие Гипервселенной. Обосновано предположение, что наша Вселенная представляет собой расширяющуюся (в настоящий момент с ускорением) трехмерную гиперповерхность четырехмерного шара (гиперсферу) радиусом около 10 млрд св. лет и объемом около 20000 (млрд св. лет)³, а Гипервселенная – вращающийся пятимерный тор. Получены периодические законы изменения скорости, ускорения и радиуса нашей Вселенной при ее движении по поверхности пятимерного тора Гипервселенной. Объяснено явление гравитации. В соответствии с теорией Гипервселенной, описанной в данной работе, никакого Большого взрыва не было, Вселенная не возникла из сингулярности и никогда в нее не сожмется, но и не расширится до бесконечности, а будет циклически расширяться и сжиматься в процессе ее движения вдоль поверхности пятимерного тора Гипервселенной.

Матвиенко Ю.В., Хворостов Ю.А., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. «Оценка дальности обнаружения малошумного источника» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 322-327 (2023)

Предложена методика определения дальности обнаружения малогабаритного подводного аппарата в рамках интерферометрической обработки гидроакустических сигналов. Сформулированы условия формирования неискаженной интерференционной картины и выполнен анализ ее искажений для условий численного эксперимента.

Смирнов В.В., Сятковский А.И., Ходжян В.А., Хлопков Е.А., Вьюненко Ю.Н. «Сравнительное исследование эффективности защитных свойств конструкций антивибрационных рукавиц и перчаток» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1102-1107 (2023)

В настоящее время существует актуальная проблема защиты от вибрации работников предприятий и операторов сложных технических систем. В определенной степени она может быть решена применением средств индивидуальной защиты (СИЗ) от вибрации. В данной работе продолжается сравнительное исследование конструкций антивибрационных перчаток и рукавиц, изготовленных из различных материалов. Сравнительные испытания проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.002-97. Эффективность СИЗ обеспечивают поролоновые, трубчатые, гелевые, пенополиэтиленовые, резиновые, неопреновые и комбинированные антивибрационные элементы (АВЭ). В конструкции комбинированных АВЭ использовали вязкие вибропоглощающие пленки в сочетании с упругими элементами из материала с закрытой пористостью. Приведены данные эффективности защитных свойств антивибрационных перчаток с неопреновыми покрытиями.

Салихов Т.Х., Ходжаев Ю.П., Сулейманов А.Э., Махмалатиф А. «Вклад релаксации потока тепла в поглощающей подложке в характеристики фотоакустического сигнала прозрачных образцов» Доклады академии наук республики Таджикистан, 66, № 9-10, с. 561-567 (2023)

Теоретически исследован вклад релаксации потока тепла в поглощающей подложке в параметры фотоакустического сигнала прозрачного образца. Установлено, что зависимости амплитуды и фазы этого сигнала от частоты являются резонансными, что может быть использовано для определения времени релаксации потока тепла в материале подложки.

Смирнов В.В., Сятковский А.И., Ходжян В.А., Хлопков Е.А., Вьюненко Ю.Н. «Сравнительное исследование эффективности защитных свойств конструкций антивибрационных рукавиц и перчаток» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1102-1107 (2023)

В настоящее время существует актуальная проблема защиты от вибрации работников предприятий и операторов сложных технических систем. В определенной степени она может быть решена применением средств индивидуальной защиты (СИЗ) от вибрации. В данной работе продолжается сравнительное исследование конструкций антивибрационных перчаток и рукавиц, изготовленных из различных материалов. Сравнительные испытания проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.002-97. Эффективность СИЗ обеспечивают поролоновые, трубчатые, гелевые, пенополиэтиленовые, резиновые, неопреновые и комбинированные антивибрационные элементы (АВЭ). В конструкции комбинированных АВЭ использовали вязкие вибропоглощающие пленки в сочетании с упругими элементами из материала с закрытой пористостью. Приведены данные эффективности защитных свойств антивибрационных перчаток с неопреновыми покрытиями.

Хорунжий Г.Д., Егорова М.А. «Частотные аспекты временного кодирования звуковой информации одиночными нейронами слухового центра среднего мозга мыши» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 756-762 (2023)

Исследовано распределение паттернов ответов (т.е. типов разряда) в возбудительных частотных рецептивных полях одиночных нейронов центрального ядра заднего холма домовой мыши. Анализ закономерностей распределения паттернов показал, что у большинства нейронов их изменения происходили на удалении от характеристической частоты нейрона равном 1/3–1/2 октавы, как в сторону низких, так и высоких частот. Этот частотный диапазон соответствует ширине критических полос нейронов центрального ядра. У значительной части нейронов изменения разряда выражались в ослаблении фазного и/или тонического компонента ответа. Обсуждается универсальность механизма критических полос слуха, его вовлеченность не только в частотное, но и временное кодирование звуков.

Василевская В.В., Галлямов М.О., Гросберг А.Ю., Гумеров Р.А., Емельяненко А.В., Иванов В.А., Крамаренко Е.Ю., Потёмкин И.И., Руденко О.В., Сергеев А.М., Филиппова О.Е., Хохлов Д.Р. «Алексей Ремович Хохлов (к 70-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 194, № 2, с. 227-228 (2024)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2024.01.039636

Коннова Е.О., Хохлова В.А., Юлдашев П.В. «Численное решение уравнения Вестервельта с помощью графических ускорителей для описания интенсивных ультразвуковых пучков в ударно-волновых режимах» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 26-31 (2023)

Задача моделирования мощных фокусированных пучков актуальна во многих областях, например, при проектировании мощных ультразвуковых преобразователей медицинского назначения и планировании терапевтического воздействия. В качестве теоретической модели для решения подобных задач часто используется однонаправленное нелинейное уравнение Вестервельта. Физические параметры данной задачи для ударно-волнового воздействия, такие как малый размер фокальной области (около миллиметра), большой волновой размер излучателей (около сотни длин волн), а также необходимость учета большого числа гармоник (до 1000), приводят к значительным временным затратам (до нескольких суток) при реализации вычислений на центральном процессоре (CPU) персональных компьютеров (ПК). Ранее для решения трехмерной нелинейной задачи с использованием графического процессора (GPU) был разработан алгоритм распараллеливания по пространственным координатам для вычисления оператора дифракции методом углового спектра, оператора нелинейности с помощью метода Рунге–Кутта четвертого порядка и оператора поглощения. Реализация нелинейного оператора является неэффективной в случае разрывных решений, т.к. число вычислительных операций растет пропорционально квадрату числа гармоник. Целью данной работы было оптимизировать моделирование трехмерного волнового пучка в ударно-волновых режимах фокусировки на основе уравнения Вестервельта, где оператор нелинейности вычислялся методом Годунова, на графическом процессоре, что позволит ускорить расчеты на GPU в несколько раз по сравнению с алгоритмом, основанном на спектральном методе, для GPU.

Юлдашев П.В., Коннова Е.О., Хохлова В.А. «Метод решения широкоугольного параболического уравнения для описания трехмерных дифрагирующих акустических пучков» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 521 (2023)

При описании дифракции акустических пучков часто используются однонаправленные параболические уравнения. В самом простом варианте применяется стандартное параболическое уравнение или иначе параксиальное приближение, которое справедливо при малых углах дифракции относительно оси пучка. При рассмотрении сильно сфокусированных пучков точности стандартного параболического уравнения часто оказывается недостаточно и применяется тот или иной вариант широкоугольного параболического уравнения. В теории широкоугольных параболических уравнений наиболее развит метод Паде-аппроксимаций факторизованного уравнения Гельмгольца (т.е. однонаправленного уравнения), либо формального решения этого уравнения, представленного в виде пропагатора, который аналогичен формулам углового спектра при замене суммы квадратов поперечных волновых чисел на соответствующий им поперечный Лапласиан. Хотя метод широкоугольного параболического уравнения оказался чрезвычайно эффективным при решении двумерных задач в акустике океана и атмосферной акустике, при переходе к трехмерным пучкам возникают математические трудности, связанные с невозможность эффективно использовать конечно-разностную численную схему переменных направлений, которая обычно применяется в случае стандартного параболического уравнения. Существуют различные теоретические способы обхода этих трудностей, связанные, например, с применением итерационных подходов для схем с неявным представлением решения. В данной работе предлагается иной вариант получения решения однонаправленного уравнения, основанный на аппроксимации пропагатора конечным рядом Фурье. Поскольку членами этого ряда являются экспоненты такого же вида, как и в формальном решении стандартного параболического уравнения в операторной форме, то это позволяет использовать известные конечно-разностные численные методы, применяемые для решения параболического уравнения. В работе проверяется работоспособность предложенного метода путем численного расчета дифракции фокусированного пучка в однородной среде и сравнения с результатами, полученными методом углового спектра.

Коровко Е.П., Цысарь С.А., Росницкий П.Б., Хохлова В.А., Сапожников О.А. «Компенсация неоднородностей фаз поверхности 256-элементной фокусирующей ультразвуковой решетки методом акустической голографии» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 909 (2023)

В медицинских приложениях ультразвука необходимо уметь создавать необходимую для конкретного приложения пространственно-временную структуру акустического поля. В диагностике и микроскопии это позволяет повысить пространственное разрешение ультразвукового изображения, а при использовании мощного ультразвука в терапии – контролировать пространственное распределение интенсивности в зоне воздействия; важным также является подавление нежелательных боковых лепестков и паразитных максимумов, возникающих при применении многоэлементных излучателей. При этом точный расчёт акустического поля невозможен без знания характера колебаний поверхности источника. В настоящей работе методом акустической голографии проведена характеризация абсолютно плотной фокусирующей 256-элементной ультразвуковой решётки с нерегулярным мозаичным расположением элементов. Элементы имеют вид многоугольников равной площади, плотно расположенных на участке сферической поверхности в виде вогнутой чаши с радиусом кривизны 150 мм и диаметром 200 мм. Решётка имеет центральную рабочую частоту 1.2 МГц и рассчитана для работы в воде. В рамках данного исследования проведен следующий эксперимент: в режиме импульсного возбуждения элементов производилась запись нестационарной голограммы вдоль плоской поверхности между излучателем и его фокальной плоскостью, после чего проводилась численная реконструкция нормальной компоненты колебательной скорости на поверхности источника. По результатам измерений было выявлено отклонение фаз скоростей на элементах от номинальных значений, что могло быть вызвано либо несферичностью поверхности расположения элементов, либо внесением дополнительных фазовых задержек согласующей электрической цепью. Для восстановления эффективной сферичности излучающей поверхности осуществлялась коррекция фаз электрических сигналов на элементах с использованием управляющей системы Verasonics V-1. Был разработан и применен протокол излучения с внесением поканальных задержек, компенсирующих фазовые сдвиги, обнаруженные на исходной акустической голограмме. После указанной коррекции была измерена новая голограмма, а также форма фокального пятна и значение амплитуды в фокусе. Показано, что компенсация позволила восстановить эффективную сферичность решётки и за счёт этого уменьшить размер фокальной области на 5% по уровню –6 дБ, увеличить пиковое значение давления в фокусе на 10%, а также упростить расчёт фазовых задержек для электронного перемещения фокуса и создания полей с заданной структурой.

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.

Асфандияров Ш.А., Росницкий П.Б., Цысарь С.А., Хохлова В.А., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А. «Метод ультразвуковой транскраниальной визуализации с использованием двумерной антенной решётки» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 866 (2023)

Хохлова В.А., Пономарчук Е.М., Сонг М., Тома Ж., Хохлова Т.Д. «Эффективность объёмной ликвификации биоткани мощным импульсным ультразвуком при различных траекториях перемещения фокуса» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 777-782 (2023)

Исследовано влияние траектории движения фокуса пучка фазированной решетки на эффективность получения объемных разрушений в биоткани методом гистотрипсии с кипением на примере ткани говяжьего сердца ex vivo. Облучение ткани проводилось с помощью электронного перемещения фокуса 256-элементной решетки с рабочей частотой 1.5 МГц. Каждый узел трехмерной сетки 4×12×12 мм облучался N_имп=3–10 импульсами длительностью 10 мс с коэффициентом заполнения 1% и амплитудой ударного фронта, достаточной для генерации кипения in situ в течение не более 50% от длительности импульса. Рассматривались три траектории облучения целевого объема ткани, состоящего из пяти плоскостей, перпендикулярных оси излучателя, с различным порядком облучаемых точек в каждой плоскости для варьирования степени влияния последовательных импульсов друг на друга. Показано, что при использовании N_имп=3 импульсов на точку разнесение импульсов во времени приводит к неполному разрушению первой облучаемой плоскости в отличие от доставки сразу всех импульсов в каждую точку. При увеличении количества импульсов на точку различие в степени ликвификации между траекториями пропадает, что позволяет использовать разнесение импульсов во времени для минимизации возможного накопления тепла.

Пономарчук Е.М., Крохмаль А.А., Квашенникова А.В., Сонг М., Тома Ж., Ванг Я.Н., Хохлова В.А., Хохлова Т.Д. «Количественный анализ восприимчивости биологических тканей к механическому разрушению импульсным высокоинтенсивным фокусированным ультразвуком» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 784-789 (2023)

Количественно исследована зависимость эффективности и степени механических разрушений, получаемых в биотканях методом гистотрипсии с кипением (ГК), от параметров импульсного ультразвукового воздействия и типа биоткани на примере свиной печени и говяжьего сердца ex vivo. Показано, что для рассмотренных протоколов (5–15 импульсов на точку длительностью 1–10 мс) доля недоразрушенной ткани печени не зависела от параметров воздействия. При этом использование более длинных импульсов позволило разрушить мелкие структуры соединительной ткани, присутствовавшие после воздействия короткими импульсами, однако оставило недоразрушенными более крупные тканевые структуры. В ткани сердца (с меньшей долей соединительной ткани) эффективность ГК заметно увеличивалась с ростом длительности импульсов и/или их количества на точку. При этом в обоих типах ткани использование коротких импульсов позволило значительно ускорить процесс абляции. Полученные результаты указывают на отличие величины пороговой дозы механического воздействия, необходимой для разрушения разных биотканей, однако позволяют сделать вывод, что в тканях с низким содержанием коллагена для ускорения абляции могут быть использованы короткие импульсы без потери эффективности ГК.

Пестова П.А., Юлдашев П.В., Хохлова В.А., Карзова М.М. «Различные способы создания объемных тепловых разрушений биологической ткани при её облучении высокоинтенсивным фокусированным ультразвуком в ударно-волновых режимах» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 790-795 (2023)

Рассмотрены ударно-волновые протоколы создания тепловых объемных разрушений биоткани при ее облучении высокоинтенсивным ультразвуком с помощью 256-элементной терапевтической решетки клинической системы MRgHIFU с рабочей частотой 1.2 МГц, апертурой 128 мм, фокусным расстоянием 120 мм и диаметром элементов 6.6 мм (Sonalleve V1, Profound Medical Corp.). Моделирование тепловых источников в ткани проводилось на основе уравнения Вестервельта, теплового поля – уравнения теплопроводности, границы разрушения определялись по пороговой величине тепловой дозы. Проведено сравнение результатов для масштабированной клинической траектории, состоящей из дискретных фокусов, расположенных на концентрических окружностях, с траекториями различной геометрии с равномерным заполнением фокусов внутри заданной формы. Показано, что наиболее выигрышным по форме разрушения и скорости тепловой абляции является ударно-волновой протокол однократного воздействия на каждый фокус равномерной траектории с шагом, превышающим в 1.5 раза размеры тепловых источников.

Чупова Д.Д., Росницкий П.Б., Солонцов О.В., Гаврилов Л.Р., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Хохлова В.А. «Влияние индивидуальных особенностей структуры черепа человека на возможности компенсации аберраций при транскраниальной фокусировке мощного ультразвука в область мозга» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 796-801 (2023)

Мощный фокусированный ультразвук используется в клинической практике для проведения транскраниальных нейрохирургических операций. При прохождении через различные ткани головы пациента ультразвуковой пучок ослабляется и сильно искажается. Степень и характер искажений (аберраций) зависят от индивидуальных особенностей формы и внутренней структуры черепа пациента. На данный момент неинвазивная ультразвуковая хирургия недоступна для ряда пациентов из-за особенностей строения черепа. Важной задачей является разработка таких протоколов облучения, которые позволят успешно проводить операции для большего числа пациентов. Целью данной работы было сравнение искажений ультразвукового пучка и возможностей компенсации аберраций для акустических моделей головы различных пациентов с использованием 256-элементного излучателя компактной формы с абсолютно плотным заполнением поверхности элементами и рабочей частотой 1 МГц. При построении акустических моделей головы человека использовались наборы послойных изображений компьютерной томографии (КТ) семи различных пациентов, дающие информацию как о геометрических, так и о структурных особенностях тканей. Моделирование фокусировки ультразвукового пучка проводилось в область таламуса с учетом компенсации аберраций и без нее. Были получены распределения амплитуды давления в области фокуса, выполнен анализ и сравнение полученных распределений, проведена оценка амплитуды давления в фокусе и влияния различных физических факторов на возможности компенсации аберраций.

Солонцов О.В., Росницкий П.Б., Чупова Д.Д., Гаврилов Л.Р., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Хохлова В.А. «Сравнение лучевого и дифракционного методов коррекции аберраций при транскраниальном облучении мозга мощным фокусированным ультразвуком» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 802-807 (2023)

Нартов Ф.А., Уильямс Р.П., Хохлова В.А. «Исследование возможностей электронного перемещения фокуса линейного ультразвукового датчика комбинированного назначения для использования в терапии и ее визуализации» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 808-813 (2023)

Квашенникова А.В., Юлдашев П.В., Есипов И.Б., Хохлова В.А. «Численное описание генерации акустических волн разностной частоты в трехмерном пучке на примере подводного параметрического излучателя» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 20-25 (2023)

Исследован процесс генерации акустических пучков разностной частоты, формируемых при взаимодействии двух близких по частоте интенсивных волн накачки, излучаемых высокочастотным подводным параметрическим излучателем. Рассматривалась трехмерная нелинейно-дифракционная задача для трех пар взаимодействующих частот в режимах излучения вплоть до образования разрывов в профиле волны. Построены численные решения параболического уравнения Хохлова–Заболотской–Кузнецова с оптимизацией спектрального алгоритма вычисления нелинейного оператора, что позволило существенно сократить количество используемых в численном алгоритме гармоник. Показано, что полный учет нелинейных эффектов устраняет неточности использования квазилинейного подхода для предсказания эффективности параметрической антенны и дифракционной расходимости пучков в сильно нелинейных режимах, реализуемых при больших начальных давлениях на излучателе.

Хохлова В.А., Пономарчук Е.М., Сонг М., Тома Ж., Хохлова Т.Д. «Эффективность объёмной ликвификации биоткани мощным импульсным ультразвуком при различных траекториях перемещения фокуса» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 777-782 (2023)

Исследовано влияние траектории движения фокуса пучка фазированной решетки на эффективность получения объемных разрушений в биоткани методом гистотрипсии с кипением на примере ткани говяжьего сердца ex vivo. Облучение ткани проводилось с помощью электронного перемещения фокуса 256-элементной решетки с рабочей частотой 1.5 МГц. Каждый узел трехмерной сетки 4×12×12 мм облучался N_имп=3–10 импульсами длительностью 10 мс с коэффициентом заполнения 1% и амплитудой ударного фронта, достаточной для генерации кипения in situ в течение не более 50% от длительности импульса. Рассматривались три траектории облучения целевого объема ткани, состоящего из пяти плоскостей, перпендикулярных оси излучателя, с различным порядком облучаемых точек в каждой плоскости для варьирования степени влияния последовательных импульсов друг на друга. Показано, что при использовании N_имп=3 импульсов на точку разнесение импульсов во времени приводит к неполному разрушению первой облучаемой плоскости в отличие от доставки сразу всех импульсов в каждую точку. При увеличении количества импульсов на точку различие в степени ликвификации между траекториями пропадает, что позволяет использовать разнесение импульсов во времени для минимизации возможного накопления тепла.

Пономарчук Е.М., Крохмаль А.А., Квашенникова А.В., Сонг М., Тома Ж., Ванг Я.Н., Хохлова В.А., Хохлова Т.Д. «Количественный анализ восприимчивости биологических тканей к механическому разрушению импульсным высокоинтенсивным фокусированным ультразвуком» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 784-789 (2023)

Количественно исследована зависимость эффективности и степени механических разрушений, получаемых в биотканях методом гистотрипсии с кипением (ГК), от параметров импульсного ультразвукового воздействия и типа биоткани на примере свиной печени и говяжьего сердца ex vivo. Показано, что для рассмотренных протоколов (5–15 импульсов на точку длительностью 1–10 мс) доля недоразрушенной ткани печени не зависела от параметров воздействия. При этом использование более длинных импульсов позволило разрушить мелкие структуры соединительной ткани, присутствовавшие после воздействия короткими импульсами, однако оставило недоразрушенными более крупные тканевые структуры. В ткани сердца (с меньшей долей соединительной ткани) эффективность ГК заметно увеличивалась с ростом длительности импульсов и/или их количества на точку. При этом в обоих типах ткани использование коротких импульсов позволило значительно ускорить процесс абляции. Полученные результаты указывают на отличие величины пороговой дозы механического воздействия, необходимой для разрушения разных биотканей, однако позволяют сделать вывод, что в тканях с низким содержанием коллагена для ускорения абляции могут быть использованы короткие импульсы без потери эффективности ГК.

Нарзиев М., Худжаназаров Х.Ф., Йопек Т.Й. «Январские метеорные потоки и ассоциации по результатам радиолокационных наблюдений в ГИСАО» Доклады академии наук республики Таджикистан, 66, № 9-10, с. 550-560 (2023)

На основе данных радиантов, скоростей и элементов орбит 1767 метеоров, измеренных пеленгационно-временным радиометодом, идентифицированы 99 групп с метеорными потоками и ассоциациями, где для каждого приводятся данные о физических и кинематических параметрах.

Худойназаров Х.Х. «Моделирование нелинейных крутильных колебаний усеченного конического стержня» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 27, № 4, с. 704-722 (2023)

Разработана нелинейная математическая модель нестационарных крутильных колебаний усеченного конического стержня из упругого материала с учетом нелинейной связи между напряжениями и деформациями. Выведено нелинейное уравнение для крутильных колебаний усеченного конического стержня относительно главной части крутильного перемещения оси симметрии стержня. Показано, что полученное уравнение нелинейных крутильных колебаний усеченного конического упругого стрежня в частных случаях совпадает с известными уравнениями, полученными другими авторами. С помощью полученного уравнения можно однозначно определить напряженно-деформированное состояние произвольного сечения конического стержня по пространственной координате и времени. На основе построенной модели численно решена задача о нестационарных крутильных колебаниях усеченного конического стержня при действии торцевой и поверхностной динамических нагрузок в условиях, когда широкий конец стержня жестко заделан, а узкий является свободным.

Кохирова Г.И., Рахматуллаева Ф.Дж., Хусарик М., Иванова А.В., Борисенко С.А. «Фотометрические свойства активного астероида 248370 (2005 QN173) по наблюдениям в Словакии и Таджикистане» Доклады академии наук республики Таджикистан, 65, № 11-12, с. 737-746 (2022)

Представлены результаты оптических наблюдений вспышки астероида 248370 (2005 QN173), произошедшей 7 июля 2021 г. Наблюдения проведены в обсерватории Скальнате Плесо в Словакии и в Международной астрономической обсерватории Санглох в Таджикистане в июле-августе 2021 г. Объект внезапно проявил признаки кометной активности в виде компактной комы и длинного пылевого хвоста и поэтому был отнесен к классу активных астероидов Главного пояса. Определен видимый и абсолютный блеск астероида в фильтрах BVR и показано, что в период наблюдений блеск астероида оставался стабильным. Вычислен параметр пылепродуктивности, величины которого свойственны для комет семейства Юпитера на далеких гелиоцентрических расстояниях. Диаметр астероида по нашим оценкам составил в среднем 5.3±2 км. Наши фотометрические данные подтверждают активную стадию астероида и соответствуют результатам других наблюдений этого периода.