Аптекарев А.И., Безродных С.И., Гузев М.А., Кабанихин С.И., Кашин Б.С., Кисляков С.В., Козлов В.В., Лукоянов Н.Ю., Марков М.Б., Орлов Д.О., Осипов Ю.С., Петров И.Б., Платонов В.П., Тайманов И.А., Тишкин В.Ф., Трещев Д.В., Тыртышников Е.Е., Якобовский М.В. «Борис Николаевич Четверушкин (к восьмидесятилетию со дня рождения)» Успехи математических наук, 79, № 4, с. 181-187 (2024)

26 января 2024 г. исполнилось восемьдесят лет со дня рождения Бориса Николаевича Четверушкина, научного руководителя Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, выдающегося ученого в области прикладной математики, математического моделирования и параллельных вычислений, педагога и организатора науки, академика РАН, члена Президиума РАН, заместителя академика-секретаря Отделения математических наук РАН. DOI: https://doi.org/10.4213/rm10191

Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Чернова В.В., Кузнецов А.Б. «Акустико-эмиссионный контроль дефектов зоны крепления крыла самолета в условиях полета» Контроль. Диагностика, 27, № 6, с. 18-27 (2024)

Приведены результаты исследований, полученных при мониторинге конструкции самолета Ту-134А в полете. На борту самолета были установлены два четырехканальных блока микропроцессорной акустико-эмиссионной (АЭ) системы СЦАД-16.12 и две антенны, каждая из которых подключалась к одному из блоков системы. Одна из антенн состояла из четырех пьезоэлектрических преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ), а в другой антенне использовались два датчика ПАЭ и два волоконно-оптических датчика (ВОД). Сигналы с датчиков ПАЭ и ВОД поступали на вход измерительных каналов каждого блока системы, обрабатывались и в цифровом виде передавались в компьютер. Затем строились линейная локация, осуществляемая двумя датчиками ПАЭ, установленными на шпангоуте, и суммарный счет сигналов АЭ от времени, зарегистрированный в процессе взлета самолета, во время его полета и посадки.

Белый В.Н., Казак Н.С., Ропот П.И., Хило Н.А. «Акустическое воздействие на распространение бесселевых световых пучков в рассеивающих средах» Оптический журнал, 91, № 7, с. 5-12 (2024)

Предмет исследования. Распространение бесселевых световых пучков в рассеивающих средах в условиях акустического воздействия. Цель работы. Подавление спекл-структуры («просветление» рассеивающей среды) в бесселевых световых пучках, распространяющихся в рассеивающей среде, при определенном акустическом воздействии на данную среду. Метод. Подавление спекл-структуры путем создания множества статистически независимых реализаций поля за счет акустического воздействия на рассеивающую среду. Основные результаты. Исследовано влияние свойств рассеивающей среды и параметров акустического воздействия на эффект просветления. Предложено теоретическое обоснование возможности проявления указанного эффекта. Оно исходит из наличия в поле бесселева светового пучка, распространяющегося в рассеивающей среде, когерентной компоненты и аддитивного шума. При этом когерентная компонента возникает вследствие эффекта самореконструкции бесселева светового пучка. Показано, что подавление спекл-структуры достигается при таких условиях акустического воздействия, когда за время регистрации изображения реализуется максимальное число статистически независимых состояний спекл-поля. Тем самым продемонстрировано, что и импульсное, и непрерывное акустические воздействия могут быть эффективным методом подавления шумовой компоненты в бесселевом световом пучке. представлены результаты экспериментального исследования эффекта просветления в условиях распространения бесселевых световых пучков в жидких рассеивающих средах. Практическая значимость. Обнаруженный эффект акустически индуцированного просветления рассеивающих сред представляет практический интерес для передачи через них оптических изображений, для увеличения глубины томографического видения, а также для оптической связи в открытом пространстве.

Казаков В.В., Мухин И.Б., Курников А.А., Субочев П.В. «Исследование качества термодиффузионной сварки кристаллов в дисковом оптическом элементе оптоакустическим методом» Акустический журнал, 70, № 2, с. 273-282 (2024)

Оптоакустическим методом исследована возможность оценки качества термодиффузионной сварки двух кристаллов иттрий алюминиевого граната в композитном оптическом диске. Для получения акустических изображений термодиффузионной сварки использовалось сканирование над поверхностью диска оптоакустического датчика, соединенного с импульсным лазером (длина волны 532 нм, длительность импульса 10 нс) оптоволокном. Синхронно с перемещением датчика на площади 16×16 мм с шагом 0.1 мм происходила регистрация ультразвуковых импульсов в диапазоне частот до 80 МГц. Использовалось два режима ультразвуковой локации: на отражение и на просвет. Проведена диагностика двух композитных дисков диаметром 15 мм с различным качеством термодиффузионной сварки. Обсуждается возможность количественного определения качества диффузионного слоя оптоакустическим методом для объективного сравнения дисков. Полученные данные подтверждены результатами измерений методом оптических проекций.

Балега Ю.Ю., Бондур В.Г., Гарнов С.В., Зелёный Л.М., Казаков Д.И., Кведер В.В., Левченко А.А., Матвеев В.А., Месяц Г.А., Руденко О.В., Сергеев А.М., Шустов Б.М. «Иван Александрович Щербаков (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 194, № 7, с. 791-792 (2024)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2024.06.039702

Казаков Л.И. «О звукопоглощающем покрытии в виде слоя вязкой жидкости с пузырьками» Акустический журнал, 70, № 1, с. 40-48 (2024)

Рассмотрена возможность создания широкополосного звукопоглощающего покрытия для гидроакустических измерительных бассейнов и камер с инерционными, либо звуконепроницаемыми стенками, состоящего из слоя вязкой жидкости с газовыми пузырьками. Расчет покрытий основан на известной теории распространения звука в жидкой среде с пузырьками, а также на использовании интегральных дисперсионных уравнений Крамерса–Кронига. Показано, что объемная функция распределения пузырьков по размерам должна быть постоянной во всем диапазоне их размеров. Назначение вязкой жидкости – увеличить затухание пузырьков до оптимальной для покрытий величины порядка единицы путем добавления к малым термическим потерям вязких потерь в окружающей жидкости. В покрытиях для звуконепроницаемых стенок использованы низкочастотные компенсирующие резонаторы. Приведено несколько примеров расчета акустических характеристик покрытий.

Арбузова Е.В., Долгих К.А., Долгов А.Д., Калашёв О.Е., Корочкин А.А., Панасенко Л.А., Поздняков Н.А., Рубцов Г.И., Руденко А.С., Ткачёв И.И. «Открытие новых окон в раннюю Вселенную с помощью многоканальной астрономии (Мини-обзор)» Письма в ЖЭТФ, 119, № 7, с. 481-491 (2024)

В настоящее время в двух тесно связанных между собой областях фундаментальной физики, космологии и физике элементарных частиц, сложилась уникальная ситуация. Стандартная модель (СМ) физики частиц прекрасно описывает все имеющиеся экспериментальные данные, кроме осцилляций нейтрино. Примерно то же самое можно сказать и о стандартной космологической модели, сравнение которой с астрономическими наблюдениями, говорит, что мы хорошо понимаем законы эволюции Вселенной от ее “рождения” до наших дней. Однако для понимания механизмов большого ряда космологических явлений определенно требуется выход за рамки СМ. Сюда в первую очередь относятся проблемы темной материи и темной энергии, генерации барионной асимметрии Вселенной и установления механизма инфляционного расширения. К числу менее известных, но тоже весьма важных проблем, базирующихся на основе обычной космологии и астрофизики, относятся проблема возникновения космических магнитных полей и недавно возникшая проблема существования во Вселенной массивных черных дыр в количестве, намного превышающем ожидания. Для понимания и возможного решения этих проблем очень важно проникнуть как можно глубже во Вселенную, получив данные о физических процессах на как можно более ранних стадиях космологической эволюции. Мощным методом для этого являются многоканальные (multi-messenger) наблюдения, использующие для этого все возможные каналы (“окна”): помимо традиционных наблюдений электромагнитного излучения во всех диапазонах длин волн и всех типов космических лучей, в последнее время открывается новое окно – наблюдения гравитационных волн. В наших работах, выполненных в рамках гранта Российского научного фонда “Открытие новых окон в раннюю Вселенную с помощью многоканальной астрономии”, был проведен комбинированный анализ информации, полученной на основе различных астрономических данных. В частности, было проведено исследование характеристик космических магнитных полей и возможных механизмов их возникновения, а также исследование наблюдаемых проявлений первичных черных дыр на основе данных о гравитационных волнах, наблюдаемых на интерферометрах LIGO/Virgo/KAGRA.

Асеев Е.М., Калашников Е.В. «Акустическая эмиссия в закрытой сотовой системе, содержащей влагу» Вестник государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика (ранее Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика (с 2007 по 2023 год)), № 4, с. 6-18 (2023)

Цель: экспериментальное изучение фазового перехода «кристалл–жидкость» в интервале температур от –10°С до +25°С в замкнутой системе со структурой типа «пчелиных сот», имеющей скопление воды. Процедура и методы исследования. Используются методы акустической эмиссии, индуцированной изменением внешнего температурного поля. Под действием изменяющегося температурного поля внутри сотовой структуры происходит плавление кристаллов льда, вследствие чего излучаются дискретные ультразвуковые импульсы, которые фиксируются акустико-эмиссионной установкой для последующего анализа. Нагрев осуществляется двумя способами: (1) путём релаксации температуры охлаждённых образцов к значениям комнатной температуры; (2) охлаждённые образцы получают дополнительный, принудительный постоянный нагрев, тем самым увеличивается скорость роста температуры. Результаты. Получены зависимости амплитуд и активности (количества импульсов акустической эмиссии в единицу времени) акустических сигналов от времени, а также частотное распределение зафиксированных ультразвуковых импульсов. Показано, что в результате принудительного нагрева наиболее чётко проявляются сигналы, свидетельствующие о фазовом переходе «лёд-вода» в сотах. Практическая значимость. Проведённые эксперименты показывают, что метод акустической эмиссии при незначительных вариациях температурного поля позволяет обнаруживать дефект в виде наличия влаги в замкнутой сотовой структуре.

Ключников С.А., Калашников Е.В. «Преобразование пиксельной структуры в звуковые отображения. Часть 1» Вестник государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика (ранее Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика (с 2007 по 2023 год)), № 4, с. 64-80 (2023)

Цель. Выявить связь между визуальным и звуковым восприятием. Процедура и методы. При помощи объектно-ориентированного программирования (ООП) языка Python ищется способ преобразования визуального (пиксельного) отображения в звуковое отображение. Применяется ряд современных и функциональных библиотек. Используется современные способы «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Результаты. Создан программный продукт на основе современного ООП языка программирования и функциональных библиотек, позволяющий представить пиксельную структуру визуального изображения в звуковое отображение. Теоретическая и/или практическая значимость исследования заключается в раскрытии современного способа «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Это позволяет преобразовать цветовое визуальное изображение с множеством оттенков в звуковое отображение.

Ключников С.А., Калашников Е.В. «Преобразование пиксельной структуры в звуковые отображения. Часть 2» Вестник государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика (ранее Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика (с 2007 по 2023 год)), № 1, с. 33-47 (2024)

Цель. Выявить связь между визуальным и звуковым восприятием. Процедура и методы. При помощи объектно-ориентированного программирования (ООП) языка Python ищется способ преобразования визуального (пиксельного) отображения в звуковое отображение. Применяется ряд современных и функциональных библиотек. Используется современные способы «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Результаты. Создан программный продукт на основе современного ООП языка программирования и функциональных библиотек, позволяющий представить пиксельную структуру визуального изображения в звуковое отображение. Теоретическая и/или практическая значимость исследования заключается в раскрытии современного способа «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Это позволяет преобразовать цветовое визуальное изображение с множеством оттенков в звуковое отображение.

Нестеров С.В., Калиниченко В.А. «Колебания жидкости в круговом цилиндре с возвышением на дне» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 91-98 (2024)

В приближении длинных волн сформулирована и численно при использовании алгоритма ускоренной сходимости решена задача о стоячих волнах в круговом цилиндрическом сосуде с возвышением на дне. В результате проведенных расчетов с высокой точностью определена собственная частота основной волновой моды. Для сравнения теоретических результатов представлены новые экспериментальные данные по возбуждению стоячих поверхностных гравитационных волн в круговом цилиндрическом сосуде с параболическим и коническим возвышениями на дне. Показано совпадение рассчитанных и измеренных значений собственной частоты основной волновой моды в сосудах с профилированным дном.

Булкин В.В., Калиниченко М.В. «Анализ акустошумовой обстановки на улицах промышленного города (на примере Мурома)» Экологические системы и приборы, № 5, с. 3-9 (2024)

Акустический шум продолжает оставаться одним из самых значимых внешних факторов, оказывающих воздействие на человека. Под его воздействием усиливается раздражительность, снижается работоспособность, формируются профессиональные заболевания работников в различных отраслях производства, повышается утомляемость простых жителей городов. В городской среде одним из основных источников акустического шума является транспорт различного вида. В работе проводится анализ шумовой обстановки на территории одного из городов Владимирской области – Мурома. На основе анализа транспортных потоков выявлены узлы напряжённости с точки зрения интенсивности движения по основным транспортным артериям города. Представлены результаты измерений уровня шума в этих зонах. Измерения проводились в периоды 7–9 часов, 11–13 часов и 17–19 часов, в рабочие дни: в понедельник, среду и пятницу. Показано, что превышение уровня санитарных норм при интенсивном движении автотранспорта может быть существенным (от 22 до 38 дБ). Ключевые слова: акустический шум, транспортные потоки, измерение уровня шума, распространение шума, фоновые значения, средние значения уровня шума.

Клюев В.В., Бобров В.Т., Бобренко В.М., Борисов А.А., Калошин В.А., Лёвочкин П.С., Сляднев А.М. «Исследования, разработка и внедрение методов и технологий акустической тензометрии разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей для космических ракет-носителей» Контроль. Диагностика, 27, № 5, с. 30-43 (2024)

Представлен обзор результатов исследований, разработки и внедрения методов и технологий акустической тензометрии разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей для космических ракет-носителей. Дано краткое описание методов измерения приращения времени распространения ультразвуковых продольных волн и отношения скоростей продольных и сдвиговых волн. Изложено описание разработанного и введенного в действие ГОСТ Р 52889–2007 «Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля усилия затяжки резьбовых соединений. Общие требования». Приведено описание акустических тензометров, в том числе штатно эксплуатирующихся на НПО «Энергомаш». Дано краткое описание специализированной программы «Акустический тензометр», а также комплекта стандартных образцов для контроля работоспособности и предварительной настройки приборов и градуировочного стенда. Описан усовершенствованный специалистами НПО «Энергомаш» метод акустической тензометрии по соотношению скоростей продольных и сдвиговых волн. Применение метода акустической тензометрии затяжки разъемных соединений, наряду с совершенствованием технологии производства жидкостного ракетного двигателя, позволило полностью ликвидировать отказы по протечкам и нарушению герметичности.

Дидятев Д.В., Калугина М.С., Петров Ю.В., Прошнов М.И., Хороших А.С. «Исследование метода «мнимой базы» при определении координат источников акустических сигналов» Гидроакустика, № 58, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA58.pdf (2024)

Статья посвящена повышению оперативности и точности оценивания местоположения источников акустических сигналов подводных и надводных объектов в водной среде и на границах ее раздела путем разработки и исследования новых алгоритмов обработки информации в гидроакустических системах (ГАС). Исследуется метод «мнимой базы», суть которого заключается в использовании при решении триангуляционной задачи не только измерений пеленгов на источники акустических сигналов (ИАС), но и их экстраполированных на некоторый интервал времени значений. Показано, что при использовании линейной модели есть ограничения как на время измерения пеленгов на ИАС, так и на время экстраполяции. Это обусловлено увеличением среднеквадратической ошибки оценивания дальности до ИАС из-за ограничения количества членов разложения в ряд нелинейной зависимости изменения пеленгов на ИАС от времени. Она, в свою очередь, зависит от величины изменения пеленгов на ИАС (зависит от дальности до ИАС и скорости движения носителя ГАС) и начального пеленга на ИАС (зависит от курса движения носителя ГАС). Экстраполяция на большие интервалы времени возможна только при больших расстояниях до ИАС и относительно небольшой скорости движения носителя ГАС. Ключевые слова: пассивная гидролокация, источник акустических сигналов, шумопеленгование, гидроакустическая станция, определение местоположения, триангуляция, мнимая база

Александров Е.Б., Багаев С.Н., Ивченко Е.Л., Кведер В.В., Задков В.Н., Захидов А.А., Камчатнов А.М., Лозовик Ю.Е., Розанов Н.Н., Сурис Р.А., Шалагин А.М., Шен Ю.Р. «Памяти Владимира Моисеевича Аграновича» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 675-676 (2024)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2024.05.039680

Батшев В.И., Кананыхин О.А., Пожар В.Э., Мартьянов П.С. «Разработка макета акустооптического стереоскопического видеоспектрометра» Оптический журнал, 91, № 7, с. 45-50 (2024)

Предмет исследования. Устройство для стереоскопической визуализации объектов в различных спектральных интервалах. Цель работы. Разработка макета стереоскопического спектрометра на основе перестраиваемого акустооптического фильтра. Метод. Реализована оригинальная симметричная схема фильтрации двух световых пучков (стереопары) в одной акустооптической ячейке с разведением пучков в азимутальной плоскости. Основные результаты. Собран макет устройства в виде экспериментального стенда, содержащего акустооптический фильтр, призменно-линзовую оптическую систему и видеокамеру с объективом. Получены изображения тест-объектов, демонстрирующие спектральную чувствительность устройства. Практическая значимость. Макет разработанного стереоспектрометра, способный одновременного получать пространственную и спектральную информацию об объекте, может стать прототипом прибора для решения разнообразных задач машинного зрения, в том числе во внелабораторной обстановке.

Грабчиков С.С., Грабчикова Е.А., Драпезо А.П., Зубарь Т.И., Панасюк М.И., Канафьев О.Д., Лосев А.В., Труханов А.В., Федосюк В.М. «Проблема защиты человека от воздействия низкочастотных электромагнитных полей в современном обществе. Возможные пути ее решения» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 69, № 2, с. 114-118 (2024)

Рассмотрена проблема воздействия низкочастотных электромагнитных полей (ЭМП), генерируемых электротранспортными средствами (ЭТС) и бытовыми приборами, на организм человека. Приведены данные по влиянию ЭМП на здоровье человека и нормативных документов, устанавливающих требования по электромагнитной безопасности. В качестве перспективного метода решения данной проблемы рассмотрен способ электромагнитного экранирования, представлены материалы для реализации данного метода. Экспериментально измерены уровни электромагнитного излучения ряда ЭТС и бытовых электрических приборов. Расчетным методом проведена оценка эффективности электромагнитного экранирования материалов на основе однослойных покрытий сплавов Ni₈₀Fe₂₀, многослойных пленочных структур Ni₈₀Fe₂₀/Cu и аморфных металлических сплавов АМАГ172. Показано, что электромагнитные экраны на основе данных материалов значительно снижают уровни воздействия ЭМП ЭТС и бытовых электроприборов на человека, что позволяет приблизиться к установленным гигиеническим нормативам и обеспечить требования нормативных документов по предельно допустимым уровням воздействия ЭМП.

Юджель Х., Каплунов Д., Эге Н., Эрбаш Б. «Асимптотический вывод совместных уравнений для тонкой оболочки в виде упругого кольца, заполненного жидкостью» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 2, с. 164-176 (2024)

Рассматривается классическая гармоническая по времени задача о плоской деформации цилиндрической упругой оболочки, нагруженной жидкостью. Представлены результаты низкочастотного асимптотического анализа. Получены явные формулы для собственных частот. Сформулирована уточненная теория полумембранных оболочек. Показано, что инерция оболочки не оказывает существенного влияния на низшие собственные частоты. Установлено, что окружная компонента напряжения изменяется по параболическому закону

Чебан Е.Ю., Лукина Е.А., Кожевников А.И., Капустин И.А., Никущенко Д.В. «Исследование взаимного влияния корпуса маломерного судна и измерительной аппаратуры с использованием численного моделирования полей скорости» Морские интеллектуальные технологии, № 1-1, с. 282-291 (2024)

Изучение гидрологии водоемов остается актуальной проблемой для решения большого круга практических задач. Одним из способов исследования полей скорости на водных объектах является применение ADCP – акустических доплеровских профилографов течений (Acoustic Doppler Current Profiler) различных модификаций и производителей. В настоящей работе представлены результаты исследования взаимного влияния корпуса маломерного научно-исследовательского тримарана и профилографа ADCP с помощью методов вычислительной гидродинамики. Исследовано влияние различных вариантов крепления ADCP на гидродинамику судна, а также получены вызванные скорости при движении тримарана, в том числе с различными вариантами размещения профилографа по длине и глубине судна. Выявлены области неблагоприятной интерференции потоков вокруг корпуса судна и измерительного оборудования. Предварительные оценки показывают, что величина корректировки измеряемых ADCP скоростей, может составлять 5–10% в зависимости от места его расположения. Полученные значения сопротивления и поля вызванных скоростей позволяют выбрать место расположения профилографа по длине судна, обеспечивающее минимизацию сопротивления и вызванных скоростей, влияющих на точность работы прибора. Результаты исследования могут быть использованы в практических целях для определения места и способа крепления ADCP на исследовательских судах.

Каракозова А.И. «Пространственная дисперсия акустических волн в функционально-градиентных стержнях» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 23-37 (2024)

Гармонические акустические волны в полубесконечном функционально-градиентном (ФГ) одномерном стержне с продольной произвольной неоднородностью анализируются комбинированным методом, основанным на модифицированном формализме Коши и методе экспоненциальных матриц. Построены замкнутые дисперсионные уравнения для гармонических волн, из решения которых получены неявные дисперсионные соотношения для акустических волн в ФГ стержнях. Для продольной неоднородности полиномиального типа соответствующие дисперсионные соотношения строятся в явном виде.

Федотова Я.В., Епифанов Р.Ю., Волкова И.И., Маус М.С., Никитин Н.А., Айвазов С.А., Хребтов М.Ю., Карпенко А.А., Мулляджанов Р.И. «Персонализированное численное моделирование гемодинамики аневризмы брюшной аорты: анализ чувствительности к входным граничным условиям» Теплофизика и аэромеханика, № 2, с. 405-422 (2024)

Выполнен анализ чувствительности моделирования гемодинамики в области аневризмы брюшной аорты к входным граничным условиям. Для трех пациент-специфичных конфигураций с аневризмой была рассчитана гемодинамика с различными пространственными и временными профилями скорости на входе и проведена оценка их влияния на гемодинамические характеристики. В общей сложности было оценено три пространственных (равномерный, параболический и параболический с наложением вторичного потока) и три временных профиля скорости, что привело к девяти случаям для каждой из трех геометрий. Результаты исследования показывают, что влиянием пространственного профиля скорости на входе, в том числе неаксиальными компонентами вектора скорости, можно пренебречь. При этом величина обратного диастолического потока наиболее сильно отражается на решении. Тем не менее, в области аневризмы брюшной аорты не выявлено существенных различий в результатах моделирования для усредненных по сердечному циклу величин напряжения сдвига стенки и скорости. Для распределения колебательного индекса сдвига максимальное отклонение от базового решения достигает ∼10%, что также является приемлемым для клинических применений.

Картопольцев В.М. «К вопросу вибродиагностики свободных колебаний балок методом Герца» Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ), 26, № 3, с. 242-252 (2024)

Рассмотрены вопросы вибродиагностики свободных колебаний балок пролетных строений металлических мостов на основе общей теории соударения тел по методу Герца. Динамическое взаимодействие груза и балки при ударе учитывает инерционность и ускорение в процессе колебания тел и представляет актуальную контактную теорию упругости и упругопластического деформирования. Цель работы. На основе численного решения контактной задачи способом Л.И. Маламента и общей теории малых упругопластических деформаций определить зависимости ударного воздействия груза о балку и характеристики контактного процесса соударения тел, их инерционность и ускорение во времени. Результаты. Совершенствуется механизм вычисления свободных колебаний балок пролетных строений мостов в условиях практической вибродиагностики, отвечающей современным требованиям теории колебания при динамическом воздействии нагрузки.

Бахтин В.К., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Манаков С.А., Шакуров Д.Р. «О принципиальном влиянии шума бурения на акустический канал связи в бурильной колонне» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 67, № 3, с. 223-235 (2024)

С развитием технологии бурения скважин возрастает потребность получения геофизических данных об этом процессе в реальном времени. Наиболее перспективным каналом передачи данных с забоя скважины на поверхность, по всей видимости, является акустический канал связи по элементам конструкции бурильной колонны. Имеющиеся на данный момент оценки предсказывают скорость передачи данных по подобному каналу связи до нескольких сотен бит в секунду. При проектировании акустического канала связи и расчёте его пропускной способности, как правило, полагают, что шум, связанный с процессом бурения, является аддитивным случайным гауссовым процессом. При этом прямые измерения шумов бурения в широком диапазоне частот показывают, что это не так. Имеется высокая вероятность появления высокоамплитудных всплесков, и на малых временах средний уровень вибраций сильно изменчив. Данная работа посвящена исследованию влияния реальных шумов бурения на акустический канал связи. Для этого была разработана цифровая модель, учитывающая экспериментальные данные о шумах бурения, которые записывались в течение длительного времени в натурных экспериментах. Представлены результаты моделирования вероятности битовой ошибки при различных подходах к помехоустойчивому кодированию, проведено сравнение с гауссовым каналом. Показано, что на качество акустического канала связи оказывает принципиальное влияние отклонение шума, сопровождающего бурение, от нормального случайного процесса.

Кауфман Д.В., Рябинин А.Н. «Затухающие колебания цилиндра с соосным диском и со стабилизатором» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 11, № 1, с. 161-170 (2024)

Изучаются затухающие вращательные колебания цилиндра, который в головной части снабжен соосным диском, а в хвостовой части имеет стабилизатор. Удлинение цилиндра (отношение длины к диаметру) равно девяти. Цилиндр крепится в рабочей части аэродинамической трубы малых скоростей на проволочной подвеске, содержащей стальные пружины. В положении равновесия ось цилиндра горизонтальна и параллельна вектору скорости набегающего потока. К одной из пружин подвески присоединен полупроводниковый тензопреобразователь, измеряющий во время колебаний зависимость натяжения пружин от времени. Напряжение на выходе тензопреобразователя поступает на РС-осциллограф. Цифровой сигнал осциллографа передается на компьютер. После калибровки прибора определялась частота и амплитуда затухающих вращательных колебаний вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр цилиндра и перпендикулярной вектору скорости набегающего потока. Под действием воздушного потока увеличивается скорость затухания вращательных колебаний цилиндра. Влияние воздушного потока описывается аналогами вращательных производных, которые в случае плохо обтекаемых тел зависят от амплитуды колебаний угла наклона тела и от амплитуды угловой скорости. Предложена простая модель влияния стабилизатора на вращательные производные.

Кафтайкина Е.Н.; Докукова Н.А. «О постановке задачи изгибно-крутильных колебаний упругих колец» Международный научно-технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 37, с. 195-202 (2022)

Упругие кольцевые и цилиндрические винтовые устройства используются во многих отраслях промышленности. В машино- и авиастроении, как элементы способные удерживать предельные нагрузки оболочечных конструкций. В строительстве энергетических объектов, как элементы, подкрепляющие крупные цилиндрические резервуары термоядерных установок. В связи с этим возникает необходимость создания точных методов расчета и вывода аналитических формул для последующих исследований на прочность и жесткость отдельных узлов и инженерных сооружений в целом.

Докукова Н.А., Кафтайкина Е.Н. «Исследование изгибающих и крутящих моментов бесконечно малого элемента кругового кольца» Международный научно-технический сборник «Теоретическая и прикладная механика», № 37, с. 225-232 (2022)

В авиастроении упругое круговое кольцо имеет большое практическое значение, поскольку оно является частью силовой конструкции оболочек – шпангоутом. Постановка задачи о его изгибе и кручении связана с выводом уравнений равновесия бесконечно малого элемента и зависимостей, объединяющих перемещения и деформации. Полученные расчетные законы смещений и углов закручиваний на основании используемых общих уравнений могут найти применение в проектировании как изолированных шпангоутов, так и шпангоутов, подкрепляющих тонкую обшивку.

Аптекарев А.И., Безродных С.И., Гузев М.А., Кабанихин С.И., Кашин Б.С., Кисляков С.В., Козлов В.В., Лукоянов Н.Ю., Марков М.Б., Орлов Д.О., Осипов Ю.С., Петров И.Б., Платонов В.П., Тайманов И.А., Тишкин В.Ф., Трещев Д.В., Тыртышников Е.Е., Якобовский М.В. «Борис Николаевич Четверушкин (к восьмидесятилетию со дня рождения)» Успехи математических наук, 79, № 4, с. 181-187 (2024)

26 января 2024 г. исполнилось восемьдесят лет со дня рождения Бориса Николаевича Четверушкина, научного руководителя Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, выдающегося ученого в области прикладной математики, математического моделирования и параллельных вычислений, педагога и организатора науки, академика РАН, члена Президиума РАН, заместителя академика-секретаря Отделения математических наук РАН. DOI: https://doi.org/10.4213/rm10191

Гореликова А.Е., Кашинский О.Н., Чинак А.В. «Формирование кластеров-цепочек при движении пузырей от одиночного капилляра в наклонной трубе» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 1, с. 119-125 (2024)

Определены размеры и скорость всплытия пузырей в неподвижной жидкости в наклонном канале с круглым сечением при различных значениях расхода газа через капилляр (3,0–5,5 мл/мин). Исследование размеров газовых пузырьков и их скорости проводилось с использованием метода теневой фотографии. Показано, что в диапазоне углов наклона канала 40–60° возможно формирование устойчивых пузырьковых структур – кластеров, состоящих из пузырей одинакового размера (1,5–1,8 мм). В режимах без формирования кластеров-цепочек средний диаметр газовых пузырей увеличивался (2,0–2,2 мм) за счет их коалесценции

Александров Е.Б., Багаев С.Н., Ивченко Е.Л., Кведер В.В., Задков В.Н., Захидов А.А., Камчатнов А.М., Лозовик Ю.Е., Розанов Н.Н., Сурис Р.А., Шалагин А.М., Шен Ю.Р. «Памяти Владимира Моисеевича Аграновича» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 675-676 (2024)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2024.05.039680

Александров Е.Б., Забродский А.Г., Иванов С.В., Ивченко Е.Л., Кведер В.В., Красильник З.Ф., Красников Г.Я., Литвак А.Г., Руденко О.В., Рудской А.И., Садовский М.В., Чаплик А.В. «Памяти Роберта Арнольдовича Суриса» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 677-678 (2024)

DOI: 10.3367/UFNr.2024.05.039690

Балега Ю.Ю., Бондур В.Г., Гарнов С.В., Зелёный Л.М., Казаков Д.И., Кведер В.В., Левченко А.А., Матвеев В.А., Месяц Г.А., Руденко О.В., Сергеев А.М., Шустов Б.М. «Иван Александрович Щербаков (к 80-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 194, № 7, с. 791-792 (2024)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2024.06.039702

Степаненко Д.А., Киндрук А.Н. «Вариационная задача о колебаниях неравнотолщинных колец и ее применение для расчета концентраторов ультразвуковых колебаний» Наука и техника, 23, № 4, с. 295-303 (2024)

Рассмотрена методика расчета собственных частот колебаний неравнотолщинных колец, основанная на использовании вариационного принципа Гамильтона и теорий колебаний криволинейных балок типа Эйлера–Бернулли и Тимошенко. Решения задачи представляются в виде рядов Фурье, что позволяет свести ее к решению системы линейных алгебраических уравнений. Задача определения собственных частот сводится при этом к обобщенной задаче на собственные значения матриц. На основе сравнения численных результатов, полученных для эксцентричного кольца, с результатами расчетов методом конечных элементов показаны преимущества использования теории Тимошенко, включающие в себя повышение точности вычислений и возможность идентификации радиальных и радиально-изгибных собственных форм. Исследована возможность снижения вычислительных затрат при использовании теории Тимошенко за счет представления определителя описывающей задачу блочной матрицы в виде произведения определителей более низких порядков. Показано, что соотношения, полученные на основе теории Эйлера –Бернулли, в частном случае равнотолщинного кольца приводят к известным аналитическим формулам для собственных частот колебаний кольца. Полученные результаты могут быть использованы для расчета кольцевых концентраторов ультразвуковых колебаний. Преимущество предлагаемого метода по сравнению с другими известными подходами, например, методом гармонического баланса, состоит в отсутствии необходимости работы с дифференциальными или интегро-дифференциальными уравнениями колебаний, которые в случае неравнотолщинных колец имеют достаточно сложную структуру и требуют для своего решения применения вычислительно-затратных операций, например, дискретной свертки.

Малый В.В., Губин М.С., Костюхин А.С., Федоров А.В., Кинжагулов И.Ю. «Разработка алгоритма движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля» Автометрия, 60, № 3, с. 120-128 (2024)

Рассматриваются вопросы разработки алгоритма движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля качества паяных соединений сопла двигателя. Описан объект контроля, имеющий сложную геометрическую форму и возникающие в процессе изготовления дефекты паяных соединений, такие как непропай, частичный непропай и неспай. Обоснована актуальность разработки, а также проблемы производства и испытаний сопел двигателя, не позволяющих на ранних этапах изготовления сборочных единиц выявлять требуемые дефекты без разрушения целостности сопла двигателя. Описаны существующие подходы в части выбора методов и средств неразрушающего контроля сопел двигателей сложной геометрической формы, выявлены их достоинства и недостатки. Проанализированы существующие проблемы в части автоматизации эхо-импульсного и теневого методов ультразвукового контроля, выявлены достоинства и недостатки предложенных методов. Выявлены основные факторы, снижающие вероятность выявления дефектов, а именно: нестабильность акустического контакта между преобразователем и объектом контроля, а также отклонение акустической оси преобразователя от нормали к поверхности объекта контроля. Определены требования к алгоритму движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля с обратной связью, основанной на измеренной при сканировании амплитуде сигнала от конструктивных элементов внутренней структуры сопла двигателя.

Курашкин К.В., Кириллов А.Г., Гончар А.В. «Использование головных волн для определения остаточных и температурных напряжений в рельсах» Акустический журнал, 70, № 1, с. 49-56 (2024)

Исследована возможность акустической тензометрии продольных остаточных и температурных напряжений в рельсах с помощью головных волн. Проведен теоретический анализ влияния напряжения и температуры на скорость распространения упругих волн в рельсовой стали. Приведен алгоритм определения продольного напряжения в рельсе на основе измерений времени распространения головных волн. Описан принцип работы и представлены основные параметры экспериментального образца акустического тензометра, в котором реализована дифференциальная схема измерения времени распространения головных волн. Излучение и прием головных волн, распространяющихся вдоль рельса, осуществляется с поверхности катания головки рельса с помощью контактных пьезоэлектрических преобразователей, расположенных на призмах из полиметилметакрилата. Представлены результаты акустомеханических испытаний и температурных тестов. Выполнен расчет погрешностей измерений. Приведены результаты оценки уровня остаточных сварочных напряжений в головке нового рельса. Экспериментальные результаты сравниваются с теоретическими оценками напряжений, которые возникают в рельсе под воздействием температуры, а также с имеющимися в литературе данными по остаточным напряжениям в рельсах.

Кирюхин А.В., Мильман О.О., Птахин А.В., Милосердов В.О. «Особенности снижения широкополосной передачи вибрации и пульсации рабочей среды через виброизолирующие развязки трубопроводов с жидкостью конструктивными и активными методами» Теплофизика и аэромеханика, № 1, с. 133-144 (2024)

Показано, что передача вибрации и пульсаций давления рабочей среды через виброизолирующие развязки трубопроводов различных установок может увеличиваться на 2–3 порядка с ростом частоты колебаний и при наличии несжимаемой рабочей жидкости. Приведены результаты исследований физических моделей, описывающих это явление. Рассмотрены результаты экспериментального исследования пространственной трехкомпонентной широкополосной активной виброзащитной системы (АВС) гашения вибрации за виброизолирующей развязкой с жидкостью. Получены расчетные зависимости предельной эффективности рассматриваемой АВС от частоты. Показано, что хороший эффект достигается при активном гашении сил по разомкнутой схеме без обратной связи. На экспериментальном стенде при гашении по разомкнутой схеме получена эффективность активного гашения динамических сил по трем направлениям до 10 дБ и более в полосе частот от 5 до 800 Гц (более семи октав). Анализ литературы позволяет считать такой результат уникальным.

Золин Д.А., Киселев А.Н., Перевощиков В.А., Филатов Д.О., Скупов В.Д. «Структурные изменения в кремнии после ионного облучения и обработки ультразвуком» Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, № 1, с. 131-137 (2001)

Методами селективного химического травления и атомно-силовой микроскопии исследовано влияние облучения ионами аргона и последующей жидкостной ультразвуковой обработки (УЗО) на микродефектную структуру и микроморфологию поверхности бездислокационных кристаллов кремния. Установлено, что сочетание таких воздействий снижает концентрацию микродефектов и неоднородность их распределения по объему кристалла, а при определенных режимах обработки и улучшает качество его поверхности.

Аптекарев А.И., Безродных С.И., Гузев М.А., Кабанихин С.И., Кашин Б.С., Кисляков С.В., Козлов В.В., Лукоянов Н.Ю., Марков М.Б., Орлов Д.О., Осипов Ю.С., Петров И.Б., Платонов В.П., Тайманов И.А., Тишкин В.Ф., Трещев Д.В., Тыртышников Е.Е., Якобовский М.В. «Борис Николаевич Четверушкин (к восьмидесятилетию со дня рождения)» Успехи математических наук, 79, № 4, с. 181-187 (2024)

26 января 2024 г. исполнилось восемьдесят лет со дня рождения Бориса Николаевича Четверушкина, научного руководителя Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, выдающегося ученого в области прикладной математики, математического моделирования и параллельных вычислений, педагога и организатора науки, академика РАН, члена Президиума РАН, заместителя академика-секретаря Отделения математических наук РАН. DOI: https://doi.org/10.4213/rm10191

Сычев В.В., Клем А.И. «Симуляционная модель системы адаптивного управления сегментами составного зеркала космического телескопа и ее метрологическая аттестация» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 1, с. 14-32 (2021)

Статья посвящена измерительной задаче идентификации неадекватности математической модели системы адаптивного управления сегментами составного зеркала крупногабаритного телескопа. Идентификация необходима для оценки достоверности указанной модели. Управление сегментами зеркала осуществляется с использованием двухосевого блока сервоприводов, построенного на основе синхронных электрических машин с постоянными магнитами. Блок сервоприводов осуществляет поворот каждого сегмента составного зеркала относительно своей оси симметрии, а также их наклон относительно центрального неподвижного опорного сегмента. Приведено общее описание структуры модели, а также обратной связи контура управления током с измерением фазных токов и преобразованиями координат. Представлены наборы исходных данных для метрологической аттестации модели. Метрологическая аттестация проведена с использованием программного обеспечения "ММК-стат М" в целях контроля эмпирических соотношений, определения диапазона применения модели, а также для обоснования ее достоверности. В процессе метрологической аттестации подтверждена достоверность модели системы управления составным зеркалом телескопа и найдена структура модели, позволяющая более точно описать измерительную задачу контроля пространственного положения объекта моделирования.

Клюев В.В., Бобров В.Т., Бобренко В.М., Борисов А.А., Калошин В.А., Лёвочкин П.С., Сляднев А.М. «Исследования, разработка и внедрение методов и технологий акустической тензометрии разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей для космических ракет-носителей» Контроль. Диагностика, 27, № 5, с. 30-43 (2024)

Представлен обзор результатов исследований, разработки и внедрения методов и технологий акустической тензометрии разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей для космических ракет-носителей. Дано краткое описание методов измерения приращения времени распространения ультразвуковых продольных волн и отношения скоростей продольных и сдвиговых волн. Изложено описание разработанного и введенного в действие ГОСТ Р 52889–2007 «Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля усилия затяжки резьбовых соединений. Общие требования». Приведено описание акустических тензометров, в том числе штатно эксплуатирующихся на НПО «Энергомаш». Дано краткое описание специализированной программы «Акустический тензометр», а также комплекта стандартных образцов для контроля работоспособности и предварительной настройки приборов и градуировочного стенда. Описан усовершенствованный специалистами НПО «Энергомаш» метод акустической тензометрии по соотношению скоростей продольных и сдвиговых волн. Применение метода акустической тензометрии затяжки разъемных соединений, наряду с совершенствованием технологии производства жидкостного ракетного двигателя, позволило полностью ликвидировать отказы по протечкам и нарушению герметичности.

Ключников С.А., Калашников Е.В. «Преобразование пиксельной структуры в звуковые отображения. Часть 1» Вестник государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика (ранее Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика (с 2007 по 2023 год)), № 4, с. 64-80 (2023)

Цель. Выявить связь между визуальным и звуковым восприятием. Процедура и методы. При помощи объектно-ориентированного программирования (ООП) языка Python ищется способ преобразования визуального (пиксельного) отображения в звуковое отображение. Применяется ряд современных и функциональных библиотек. Используется современные способы «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Результаты. Создан программный продукт на основе современного ООП языка программирования и функциональных библиотек, позволяющий представить пиксельную структуру визуального изображения в звуковое отображение. Теоретическая и/или практическая значимость исследования заключается в раскрытии современного способа «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Это позволяет преобразовать цветовое визуальное изображение с множеством оттенков в звуковое отображение.

Ключников С.А., Калашников Е.В. «Преобразование пиксельной структуры в звуковые отображения. Часть 2» Вестник государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика (ранее Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика (с 2007 по 2023 год)), № 1, с. 33-47 (2024)

Цель. Выявить связь между визуальным и звуковым восприятием. Процедура и методы. При помощи объектно-ориентированного программирования (ООП) языка Python ищется способ преобразования визуального (пиксельного) отображения в звуковое отображение. Применяется ряд современных и функциональных библиотек. Используется современные способы «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Результаты. Создан программный продукт на основе современного ООП языка программирования и функциональных библиотек, позволяющий представить пиксельную структуру визуального изображения в звуковое отображение. Теоретическая и/или практическая значимость исследования заключается в раскрытии современного способа «упаковки» всех программных компонентов в один файл для удобной развёртки программы на электронно-вычислительном устройстве с любой современной операционной системой. Это позволяет преобразовать цветовое визуальное изображение с множеством оттенков в звуковое отображение.

Ковалёв В.В., Марченко А.Д., Старостина Т.В., Шарипова А.Р. «Баллистический анализ миссии к спутнику Юпитера Каллисто с посадкой на поверхность» Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 23, № 1, с. 21-37 (2024)

Представлены результаты исследования, на основании которых был разработан комплекс математических моделей для баллистического анализа миссии по отправке малого космического аппарата к спутнику Юпитера Каллисто и его посадки на поверхность спутника. В данной миссии предлагается применить гравитационный манёвр около Земли и аэродинамический манёвр около Юпитера для снижения затрат рабочего тела космического аппарата. Оценена минимальная необходимая тяга двигателей и длительность манёвра для мягкой посадки космического аппарата с заданной массой на спутник. Была найдена оптимальная дата старта для возможности запуска космического аппарата с помощью ракеты-носителя «Союз-2» среднего класса. Моделирование движения проводилось численно, в математическом пакете Mathсad построены все необходимые для анализа движения графические зависимости.

Горбацевич Ф.Ф., Ковалевский М.В. «Аппаратный комплекс АКУСТПОЛ для определения упруго-анизотропных свойств твердых материалов» Инженерная физика, № 8, с. 3-13 (2024)

Ультразвуковые приборы отличает возможность получения данных высокой точности и надежности о свойствах и структуре материалов. Однако существующая аппаратура с применением только продольных волн не совсем пригодна для изучения параметров анизотропных материалов. Использование сдвиговых (поперечных) волн открывает новые перспективы при исследовании этих материалов. На основе акустополяризационного метода разработан аппаратный комплекс АКУСТПОЛ, который позволяет определить число и направленность элементов упругости как высоко, так и низко симметричных образцов анизотропных материалов, оценить степень их неоднородности. Ключевые слова: комплекс АКУСТПОЛ, преобразователь, сдвиговые волны, акустополярископ, упругая анизотропия, кристалл, горная порода, образец.

Волгин П.Н., Ковалевский Н.Г. «Использование математического аппарата марковских случайных процессов для моделирования систем мониторинга морской обстановки» Гидроакустика, № 58, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA58.pdf (2024)

Эффективное решение широкого комплекса задач по реализации процесса непрерывного мониторинга морской обстановки в различных районах Мирового океана требует постоянного совершенствования и развития системы мониторинга морской обстановки. В статье рассматривается возможность использования математического аппарата марковских случайных процессов для моделирования процесса мониторинга морской обстановки в интересах обоснования вариантов построения, функционирования и совершенствования системы мониторинга морской обстановки. Ключевые слова: система мониторинга, морская обстановка, математический аппарат, марковские случайные процессы

Захарченко В.Д., Коваленко И.Г., Акимов П.А., Денисов З.А. «О возможности оценки геометрических характеристик астероида по радиолокационному портрету» Математическая физика и компьютерное моделирование (до 2017 г. Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика), 26, № 4, с. 69-82 (2023)

Рассматривается задача обратного рассеяния коротких радиоимпульсов (широкополосных радиосигналов) от движущегося астероида. Используется дифракционный интеграл Стрэттона–Чу, обобщенный с учетом эффекта Доплера. Астероид выпуклой формы аппроксимируется одноосным эллипсоидом. Астероид невыпуклой формы моделируется двумя соединенными друг с другом сферическими телами разного размера (модель контактного двойного астероида 486958 Arrokoth). Построена серия радиолокационных портретов в зависимости от соотношения между длинами главных полуосей эллипсоида. Приведен радиолокационный портрет невыпуклого астероида для некоторой несоосной с линией визирования ориентации его частей. Показана возможность восстановления основных геометрических характеристик астероида по радиолокационному портрету. Отмечено, что данный подход позволяет в режиме реального времени находить интересующие нас геометрические характеристики астероидов (одновременное определение размеров объекта в картинной плоскости и по лучу зрения).

Чебан Е.Ю., Лукина Е.А., Кожевников А.И., Капустин И.А., Никущенко Д.В. «Исследование взаимного влияния корпуса маломерного судна и измерительной аппаратуры с использованием численного моделирования полей скорости» Морские интеллектуальные технологии, № 1-1, с. 282-291 (2024)

Изучение гидрологии водоемов остается актуальной проблемой для решения большого круга практических задач. Одним из способов исследования полей скорости на водных объектах является применение ADCP – акустических доплеровских профилографов течений (Acoustic Doppler Current Profiler) различных модификаций и производителей. В настоящей работе представлены результаты исследования взаимного влияния корпуса маломерного научно-исследовательского тримарана и профилографа ADCP с помощью методов вычислительной гидродинамики. Исследовано влияние различных вариантов крепления ADCP на гидродинамику судна, а также получены вызванные скорости при движении тримарана, в том числе с различными вариантами размещения профилографа по длине и глубине судна. Выявлены области неблагоприятной интерференции потоков вокруг корпуса судна и измерительного оборудования. Предварительные оценки показывают, что величина корректировки измеряемых ADCP скоростей, может составлять 5–10% в зависимости от места его расположения. Полученные значения сопротивления и поля вызванных скоростей позволяют выбрать место расположения профилографа по длине судна, обеспечивающее минимизацию сопротивления и вызванных скоростей, влияющих на точность работы прибора. Результаты исследования могут быть использованы в практических целях для определения места и способа крепления ADCP на исследовательских судах.

Козин В.М. «Моделирование изгибно-гравитационных волн в ледяном покрове на упругих пленках» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 3-22 (2024)

Отмечено, что на основании наблюдений за колебаниями ледяного покрова в натурных условиях под действием движущихся нагрузок, т.е. при возбуждении изгибно-гравитационных волн (ИГВ), последний ведет себя аналогично упругой изотропной пластине. На этом основании предложено новое направление в моделировании некоторых задач деформирования ледяного покрова ИГВ на упругих пленках в обычных опытовых бассейнах. Возможность такой технологии подтверждена результатами сопоставления записей деформирования движущимися нагрузками упругого модельного слоя и натурного ледяного покрова. На основании теории подобия и размерностей получены зависимости для пересчета данных модельных испытаний на натуру. Отмечается, что затраты на проведение подобных модельных экспериментов несоизмеримо меньше с затратами при проведении опытов в ледовых бассейнах. Перечисляются ледотехнические задачи, при решении которых может быть использована разработанная методика моделирования ИГВ.

Баландин И.А., Шарикова М.О., Батшев В.И., Варнавская Д.В., Козлов А.Б. «Видеоспектрометр ближнего инфракрасного диапазона с использованием двойного акустооптического фильтра» Оптический журнал, 91, № 7, с. 37-44 (2024)

Предмет исследования. Методы расчета оптических схем акустооптических видеоспектрометров для прикладных задач. Цель работы. Разработка видеоспектрометра с двойной акустооптической фильтрацией излучения в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн 0,85–1,6 мкм. Метод. Расчет оптической системы видеоспектрометра выполнен в системе автоматизированного проектирования ZEMAX с использованием оригинального программного модуля. Подтверждение результатов моделирования выполнено экспериментально. Основные результаты. Разработан и изготовлен акустооптический видеоспектрометр ближнего инфракрасного диапазона спектра (0,85–1,6 мкм). В приборе использован сенсор InGaAs и реализована двойная акустооптическая фильтрация с целью повышения пространственного и спектрального разрешений. Благодаря использованию афокальной оптической системы на входе угловое поле составляет 8×12°. Прибор позволяет получать спектральные изображения объектов, расположенных на дистанции съемки от 1 м и более, и обеспечивает пространственное разрешение около 200×150 разрешимых элементов в пределах поля зрения. Ширина спектральной полосы пропускания составляет 12 нм (на длине волны 1,06 мкм). Практическая значимость. Видеоспектрометр разработан для сельскохозяйственных приложений, однако данный класс приборов находит широкое применение во множестве других задач: в дистанционном зондировании, для биомедицинской диагностики, в неразрушающем контроле технических объектов.

Горчинский С.О., Данилов В.Г., Доброхотов С.Ю., Козлов В.В., Назайкинский В.Е., Нефедов Н.Н., Орлов Д.О., Степин С.А., Тайманов И.А., Трещев Д.В., Тюрин Н.А., Фоменко А.Т., Якуш С.Е. «Андрей Игоревич Шафаревич (к шестидесятилетию со дня рождения)» Успехи математических наук, 79, № 3, с. 185-188 (2024)

DOI: https://doi.org/10.4213/rm10169. 1 сентября 2023 г. исполнилось шестьдесят лет со дня рождения члена-корреспондента Российской академии наук декана механико-математического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Андрея Игоревича Шафаревича. А.И. Шафаревич родился в 1963 г. в Москве в семье математиков: отец Игорь Ростиславович Шафаревич – выдающийся русский ученый, публицист и мыслитель, мать Нина Ивановна много лет преподавала математику в Московском инженерно-физическом институте. В 1981 г. Андрей Игоревич поступил на физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, поскольку дорога на механико-математический факультет была для него закрыта из-за общественной позиции и правозащитной деятельности его отца, незадолго до этого уволенного из Московского университета.

Аптекарев А.И., Безродных С.И., Гузев М.А., Кабанихин С.И., Кашин Б.С., Кисляков С.В., Козлов В.В., Лукоянов Н.Ю., Марков М.Б., Орлов Д.О., Осипов Ю.С., Петров И.Б., Платонов В.П., Тайманов И.А., Тишкин В.Ф., Трещев Д.В., Тыртышников Е.Е., Якобовский М.В. «Борис Николаевич Четверушкин (к восьмидесятилетию со дня рождения)» Успехи математических наук, 79, № 4, с. 181-187 (2024)

26 января 2024 г. исполнилось восемьдесят лет со дня рождения Бориса Николаевича Четверушкина, научного руководителя Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, выдающегося ученого в области прикладной математики, математического моделирования и параллельных вычислений, педагога и организатора науки, академика РАН, члена Президиума РАН, заместителя академика-секретаря Отделения математических наук РАН. DOI: https://doi.org/10.4213/rm10191

Гололобов П.Ю., Герасимова С.К., Григорьев В.Г., Крымский Г.Ф., Козлов В.И., Тимофеев В.Е. «Динамика энергетического спектра солнечно-суточных вариаций интенсивности космических лучей в 22–25 циклах солнечной активности» Вестник Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова, 21, № 2, с. 46-57 (2024)

Непрерывно наблюдаемые наземными детекторами галактических космических лучей периодические 24-часовые колебания интенсивности называются солнечно-суточными вариациями. Природа этих вариаций заключается в существовании в межпланетной среде анизотропного пространственного распределения галактических космических лучей, которая возникает в процессе взаимодействия этих частиц с гелиосферой. Считается, что физическими факторами, ответственными за наблюдаемую анизотропию галактических космических лучей, являются процессы конвекции, диффузии и их дрейфа. Сочетание этих факторов определяет основные параметры солнечно-суточных вариаций, такие как амплитуда, фаза и энергетический спектр. Для исследования энергетического спектра солнечно-суточных вариаций использованы данные измерений мюонных телескопов Якутского спектрографа космических лучей им. А.И. Кузьмина и станции Нагоя (Япония). Подход к исследованию основан на идее метода скрещенных телескопов, изначально предназначенного для учета температурного эффекта. Из-за разницы приемных характеристик скрещенных северных и южных направлений вышеуказанных мюонных телескопов регистрируемые ими вариации интенсивности чувствительны к изменению энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Это свойство использовано для оценки динамики энергетического спектра солнечно-суточных вариаций за 22–25 циклов солнечной активности. Анализ полученных данных показал, что в последнем минимуме солнечной активности в 2018–2021 гг. наблюдалась аномально ранняя фаза солнечно-суточных вариаций. Для исследования этого явления проведено моделирование отношения и разности фаз пары северных и южных скрещенных направлений для обоих мюонных телескопов при различных видах и значениях энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Сопоставление модельных расчетов и наблюдательных данных позволило установить, что в периоды минимумов солнечной активности в положительной полярности общего магнитного поля Солнца наблюдается существенное смягчение энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Обсуждаются причины обнаруженного явления.

Босаков С.В., Козунова О.В. «Функции Грина для статически неопределимых однопролетных балок» Наука и техника, 23, № 4, с. 289-294 (2024)

В зависимости от класса в инженерной практике различают решаемые задачи: статические/динамические, плоские/пространственные, контактные/с частичным или краевым опиранием и др. Давление рельса на шпалу, колонны на фундамент, плит перекрытия на стены, фундамента на грунтовое основание – все это типичные примеры практических задач, приводящие к необходимости решения краевых задач – математически и контактных – физически. Из математических постановок контактных задач конструкций, лежащих на упругом основании, известно, что основу их решения составляет поиск закона распределения реактивных давлений на контакте конструкции с основанием, который сложным образом зависит от жесткости конструкции, упругих характеристик основания, внешней нагрузки, характера закрепления конструкции. При решении многих краевых и начально-краевых задачах строительной механики и теории упругости, таких как решение классического однородного уравнения методом собственных функций, при некоторых граничных условиях, вытекающих из рода закрепления балки на концах, важную, порой определяющую, роль играют фундаментальные функции оператора x^IV, которые получили свою базовую трактовку академиком А.Н. Крыловым. Однако вычисления по этим формулам весьма затруднительны из-за математических ограничений и громоздкости выражений. В связи с этим в предлагаемой работе использованы собственные функции дифференциального уравнения изгибных колебаний статически неопределимых однопролетных балок для построения функции Грина в виде бесконечного ряда по этим собственным функциям. Построены точные выражения для определения прогибов балок от сосредоточенной силы. Полученные выражения представлены через элементарные функции, носят общий характер и дают возможность решать разнообразные задачи статики, динамики и устойчивости рассматриваемых балок. Авторами получены численные результаты для изгибающих моментов и прогибов защемленной балки и балки с защемленной и шарнирной опорами с использованием компьютерного пакета MATHEMATICA.

Койгеров А.С., Корляков А.В. «Концепция проектирования и оптимизации параметров приборов на поверхностных акустических волнах» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 27, № 1, с. 17-32 (2024)

Введение. Полосовые фильтры (ПФ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ) используются в качестве устройств частотной селекции приемной и передающей радиоэлектронной аппаратуры. Среди множества требований к ПФ на ПАВ на первый план выходят как требования к качеству характеристик – уменьшение вносимых потерь, уменьшение неравномерности в полосе пропускания и т. д., так и требования по сокращению времени разработки фильтра. Сокращение времени разработки с одновременным снижением затрат на нее достигается за счет предварительного компьютерного моделирования. Указанная задача решается при комплексном подходе к построению системы автоматизированного проектирования с возможностью решения задач оптимизации с большим числом степеней свободы. Цель работы. Разработка концепции проектирования ПФ на ПАВ с помощью оптимизационных алгоритмов. Апробация работы по созданию реальных частотных фильтров на примере резонаторных фильтров с малыми потерями на вытекающих ПАВ. Материалы и методы. Теоретическая часть работы выполнена с применением методов статистического анализа, теории цепей и модели связанных мод. В ходе работы применялась математическая обработка и расчет в программе MATLAB. Результаты. Разработана концепция построения системы автоматизированного проектирования фильтров на ПАВ с заданными частотными характеристиками. Предложен оригинальный метод оптимизации элементов топологии ПФ на ПАВ для получения заданных частотных характеристик. В качестве апробации предложенного подхода рассчитан и изготовлен резонаторный фильтр на вытекающих ПАВ на 64° YX-срезе ниобата лития. Заключение. Предложенный комплексный подход к проектированию ПФ на ПАВ позволяет быстро и относительно точно прогнозировать характеристики фильтра на стадии моделирования, что дает существенный выигрыш по сравнению с проведением многочисленных натурных экспериментальных исследований или численных исследований при наличии большого числа степеней свободы.

Селезнев В.С., Лисейкин А.В., Коковкин И.В., Соловьев В.М. «Изменение значений частот собственных колебаний зданий и сооружений в зависимости от внешних факторов» Геология и геофизика, № 7, с. 1036-1044 (2024)

Работа посвящена развитию метода инженерно-сейсмического мониторинга, разработанного в ФИЦ ЕГС РАН. В предыдущие годы был создан и внедрен в практику «метод стоячих волн», позволяющий выделять собственные моды колебаний зданий и других инженерных сооружений. Были изучены и определены собственные колебания сотен различных объектов (здания, мосты, плотины и др.). Предполагалось, что по изменению значений частот собственных колебаний удастся контролировать физическое состояние изучаемых строений в процессе эксплуатации, а именно своевременно обнаруживать появление дефектов в конструкциях, предупреждая риск их разрушения. Но оказалось, что не так все просто: колебания значений частот закономерно связаны с изменениями в среде вокруг изучаемых объектов. Приводятся примеры этих связей, изучается влияние на частоты собственных колебаний изменение температуры окружающей среды, массы объектов, осадков.

Володарский А.Б., Кокшайский А.И., Одина Н.И., Коробов А.И., Михалев Е.С. «Влияние 3D-печати на упругие свойства нитевидных образцов полимера ABS» Акустический журнал, 70, № 2, с. 167-173 (2024)

Приведены результаты экспериментального исследования влияния 3D-печати при 100% заполнении на линейные и нелинейные упругие свойства образцов полимера ABS, выполненных в виде тонких нитей. Исследования исходного и 3D-напечатанного образцов полимера ABS проводились статическим методом и методом Терстона–Браггера. Были определены значения линейных и нелинейных модулей Юнга, а также упругих нелинейных параметров второго порядка для нескольких циклов нагрузки-разгрузки образца. Показано, что выбранный режим 3D-печати почти не изменяет прочностные характеристики полимера АBS, а пластические характеристики даже несколько улучшаются. Обнаружено, что механическое нагружение оказывает различное воздействие на нелинейный параметр исходного и 3D-напечатанного образцов. Для 3D-напечатанного образца обнаружено уменьшение нелинейного параметра по мере роста нагрузки.

Колачевский Н.Н. «Физическому институту им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) – 90 лет» Успехи физических наук, 194, № 8, с. 793-794 (2024)

DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2024.06.039702

Бабич Е.В., Колесник Е.В. «Тестирование схем повышенной точности на задаче о взаимодействии ударной волны с вихрем» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки, 17, № 2, с. 8-20 (2024)

Представлены результаты решения задачи о взаимодействии ударной волны и изоэнтропического вихря. Проанализирована сложная нестационарная ударно-волновая картина. Показано слабое влияние схемы аппроксимации конвективных потоков на точность расчетов. Представлены результаты расчетов, полученных с применением схем повышенной точности: проведено сравнение результатов, полученных с использованием схем TVD второго порядка и WENO пятого порядка. Установлено, что наиболее точное восстановление структуры вихря после его взаимодействия с ударной волной достигается при расчетах с использованием схемы WENO.

Колмогоров В.С., Дягилев М.В. «Оценка помехоустойчивости гидроакустического средства на повышенных скоростях хода корабля» Гидроакустика, № 57, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA57.pdf (2024)

Исследован вопрос оценки помехоустойчивости гидроакустической антенны и возможность ее повышения в условиях помех ближнего поля. Показано, что оценка помехоустойчивости гидроакустического средства на повышенной скорости корабля возможна с использованием пространственно-корреляционных функций виброакустической помехи. Экспериментально получены пространственные коэффициенты корреляции по сигналу и по помехе и рассчитана помехоустойчивость на повышенной скорости корабля. Сделан вывод о том, что для увеличения помехоустойчивости гидроакустической антенны необходима оптимизация расстояния между приемными электроакустическими преобразователями на основе анализа пространственно-корреляционных функций при различных скоростях корабля. Ключевые слова: помехоустойчивость, виброакустическая помеха, гидроакустическое средство, пространственно-корреляционная функция

Кольга В.В., Рундау Н.С. «Исследование параметров движения входа космоплана в атмосферу» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 25, № 2, с. 233-246 (2024)

После прекращения эксплуатации Международной космической станции в 2028 г., Российская Федерация планирует развивать проект национальной орбитальной станции. Российская орбитальная станция будет отличаться от своего предшественника большей практической направленностью. Одной из задач, возлагаемых на станцию, является запуск и управление группировки малых спутников дистанционного зондирования Земли, а также взаимодействие и обслуживание перспективных спутниковых группировок. Так как возможности маневрирования орбитальной станции весьма ограничены, а неисправный аппарат может находиться в значительном удалении от неё, то для повышения транспортно-технических возможностей станции предлагается использовать беспилотный космоплан. В работе представлены два аэродинамических облика космоплана, в результате аэродинамического и весового анализов которых был сделан выбор в пользу первого, описаны компоновка аппарата и алгоритмы его работы на орбите и спуске в атмосферу. Целью исследования является сравнение параметров траектории при спуске аппарата с различных орбит схода. Для этого сформулирована задача по определению зависимости площади коридора входа от начальных параметров. В свою очередь, площадь коридора входа определялась граничными условиями, зависящими от эксплуатационных параметров космоплана. Для определения параметров входа написана расчётная программа, решающая дифференциальные уравнения движения летательного аппарата методом Эйлера в общем случае и методом Рунге–Кутта в расчётном случае. В качестве результатов исследования представлена зависимость площади коридора входа от высоты орбиты схода, а также графические зависимости основных параметров для расчётного случая.

Тушев О.Н., Кондратьев Е.К. «Динамика линейной механической системы под действием аддитивных и мультипликативных полигармонических высокочастотных воздействий с некратными частотами» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение, № 2, с. 121-133 (2024)

В общем случае предположено, что под действием аддитивных и мультипликативных возмущений возбуждается каждый элемент линейной механической системы. Решение выполнено методом Боголюбова в два приближения с небольшим изменением. Движение представляется в виде суммы "медленной" и "быстрой" составляющих. Предложена формализация задачи, позволившая в векторном уравнении движения выделить воздействия как скалярные элементы с матричными коэффициентами специального вида, что принципиально упростило аналитические преобразования. Поскольку внешние воздействия представляют собой апериодические процессы, то во втором приближении осреднение быстрых гармоник на периоде заменено сегрегацией движений, как и в первом приближении. Показано, что в системе могут возникнуть низкочастотные колебания на комбинационных частотах гармоник внешних воздействий, включающих в себя множественные обычные и параметрические резонансы, а также постоянные составляющие. Используемая формализация позволила не только единообразно описать все возможные варианты приложения аддитивной и мультипликативной составляющих нагрузки, но и получить решение поставленной задачи структурно в том же виде, что и для скалярного уравнения. Приведен пример, в котором результаты сопоставлены с решением, полученным численным моделированием движения.

Горбунов С.А., Волков А.Е., Жуков К.И., Коновалова Н.С., Полухина Н.Г., Старков Н.И., Щедрина Т.В. «Трековая методика в современной физике атомного ядра и элементарных частиц, астрофизике и нанотехнологиях» Успехи физических наук, 194, № 8, с. 826-852 (2024)

Трековые детекторы широко применяются в фундаментальных и прикладных исследованиях на современных ускорителях, при изучении природы частиц космического происхождения, для мюонографии, способствуя пониманию структуры и свойств материи. Преимуществом методики является наглядность результатов, возможность восстановления траекторий, вершин взаимодействия и точек распада частиц с точностью до нескольких микрометров. Специфические особенности различных экспериментов, требующие оригинальных решений при их постановке, обработке и интерпретации данных, обеспечивают мультидисциплинарное развитие тематики. Эволюцию трековой методики, помимо задач экспериментальной физики, определяют проблемы инновационных технологий и создания новых материалов. Эти тенденции можно проследить на примере работы Лаборатории элементарных частиц ФИАН, использующей в течение многих десятков лет в своих экспериментах трековые детекторы различных типов. В обзоре представлены идеи и результаты экспериментальных и модельных исследований мирового уровня, проведённых ранее и проводимых в настоящее время с участием сотрудников лаборатории, а также запланированных на ближайшее будущее.

Консон А.Д., Волкова А.А. «Пространственная локализация источника звука методом консолидированной обработки сигнала при изменчивости поля скорости звука в океане» Гидроакустика, № 57, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA57.pdf (2024)

Рассмотрен метод пространственной локализации источника шумового широкополосного сигнала в океане с использованием вертикально развитой многоэлементной антенны. Предлагаемый метод обеспечивает когерентное сложение всех лучей, пришедших на апертуру антенны в вертикальной плоскости. Данный метод назван «методом консолидированной обработки сигнала» (от лат. consolidatus – объединить в одно тело). В работе с использованием компьютерного моделирования исследована потенциальная точность метода консолидированной обработки, когда заданные в модели прогнозные условия распространения звука отличаются от реальных. Исследованы условия применения метода при детерминированных и случайных отклонениях реального распределения скорости звука по глубине от прогнозируемого при реализации метода. В результате таких исследований определены условия, допускающие применение метода консолидированной обработки сигнала для пространственной локализации источника шумового сигнала. Возможность решения задачи пространственной локализации источника сохраняется, когда абсолютное значение смещения скорости звука у поверхности для всех вариантов опорного распределения скорости звука достигает 8 м/с. Ключевые слова: гидроакустика, шумопеленгование, оперативная оценка параметров среды, поле скорости звука, пространственная локализация источника звука, расстояние, глубина погружения

Константинов М.С., Шевченко В.В. «Проектно-баллистический анализ выведения космического аппарата на гелиоцентрическую орбиту с наклонением 30 градусов к плоскости солнечного экватора» Вестник Московского авиационного института, 31, № 2, с. 144-154 (2024)

Анализируется выведение космического аппарата (КА) на рабочую гелиоцентрическую орбиту с целью обеспечить требуемое наклонение 30° к плоскости солнечного экватора за счет применения серии пассивных гравитационных маневров (ГМ) у Земли и Венеры. КА выводится на низкую околоземную орбиту с помощью ракеты-носителя «Союз-2.1б». КА оснащен комбинированной двигательной установкой (ДУ), состоящей из химического разгонного блока (ХРБ) «Фрегат», участвующего в старте КА с опорной околоземной орбиты с последующим его отделением, и электроракетной двигательной установки (ЭРДУ) на базе одного двигателя «СПД-140Д». Траектории выведения оптимизируется с использованием принципа максимума Понтрягина. Выбранная схема полета позволила значительно уменьшить время выведения на заданную гелиоцентрическую орбиту с 5 до 3,2 лет, масса КА на этой орбите составила 1500 кг.

Борисов В.Е., Константиновская Т.В., Луцкий А.Е. «Численное исследование влияния генератора вихрей на сверхзвуковое обтекание крыла» Математическое моделирование, 36, № 4, с. 3-23 (2024)

Представлены результаты численного исследования и анализа влияния вихревых структур, сходящих с расположенного выше по потоку крыла-генератора, на обтекание сверхзвуковым потоком основного крыла. Рассматривается, в том числе, влияние размаха крыла-генератора.

Петров А.Г., Копьев В.Ф. «Излучение звука сферой с переменной температурой» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 15, № 4(60), с. 132-138 (2023)

Решена модельная задача излучения звука неоднородностями температуры в сжимаемом теплопроводном покоящемся газе. На поверхности сферы задан гармонический закон изменения температуры. Получены точные выражения для возмущений температуры и давления в линейной постановке при условии компактности сферы как источника звука. Показано, что вблизи сферы возмущения давления малы и его можно считать постоянным, что позволяет вблизи использовать классическое уравнение теплопроводности и альтернативным образом получить выражение для возмущений давления вдали от сферы на основе оценки скорости изменения объёма пристенного сферического слоя

Корзюк В.И., Рудько Я.В. «Классическое решение смешанных задач из теории продольного удара по упругому полубесконечному стержню в случае отделения ударившего тела после удара» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-мат. навук), 60, № 2, с. 95-105 (2024)

Рассматриваются две связанные начально-краевые задачи, которые моделируют процесс продольного удара в полубесконечном стержне на основе теории Сен-Венана. Математическая постановка задачи представляет собой две смешанные задачи для одномерного волнового уравнения с условиями сопряжения. Условия Коши задаются на пространственной полупрямой. Начальное условие для частной производной по временной переменной имеет разрыв первого рода в одной точке. На временной полупрямой задается граничное условие, содержащее неизвестную функцию и ее частные производные первого и второго порядка. Решение строится методом характеристик в явном аналитическом виде. Доказана единственность и установлены условия существования кусочно-гладкого решения. Рассмотрено классическое решение смешанной задачи с условиями сопряжения.

Койгеров А.С., Корляков А.В. «Концепция проектирования и оптимизации параметров приборов на поверхностных акустических волнах» Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, 27, № 1, с. 17-32 (2024)

Введение. Полосовые фильтры (ПФ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ) используются в качестве устройств частотной селекции приемной и передающей радиоэлектронной аппаратуры. Среди множества требований к ПФ на ПАВ на первый план выходят как требования к качеству характеристик – уменьшение вносимых потерь, уменьшение неравномерности в полосе пропускания и т. д., так и требования по сокращению времени разработки фильтра. Сокращение времени разработки с одновременным снижением затрат на нее достигается за счет предварительного компьютерного моделирования. Указанная задача решается при комплексном подходе к построению системы автоматизированного проектирования с возможностью решения задач оптимизации с большим числом степеней свободы. Цель работы. Разработка концепции проектирования ПФ на ПАВ с помощью оптимизационных алгоритмов. Апробация работы по созданию реальных частотных фильтров на примере резонаторных фильтров с малыми потерями на вытекающих ПАВ. Материалы и методы. Теоретическая часть работы выполнена с применением методов статистического анализа, теории цепей и модели связанных мод. В ходе работы применялась математическая обработка и расчет в программе MATLAB. Результаты. Разработана концепция построения системы автоматизированного проектирования фильтров на ПАВ с заданными частотными характеристиками. Предложен оригинальный метод оптимизации элементов топологии ПФ на ПАВ для получения заданных частотных характеристик. В качестве апробации предложенного подхода рассчитан и изготовлен резонаторный фильтр на вытекающих ПАВ на 64° YX-срезе ниобата лития. Заключение. Предложенный комплексный подход к проектированию ПФ на ПАВ позволяет быстро и относительно точно прогнозировать характеристики фильтра на стадии моделирования, что дает существенный выигрыш по сравнению с проведением многочисленных натурных экспериментальных исследований или численных исследований при наличии большого числа степеней свободы.

Есина П.А., Корнев В.М. «Использование принципа гравитационной стабилизации и ориентации при проектировании малых космических аппаратов» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 25, № 2, с. 214-222 (2024)

В настоящее время большинство малых космических аппаратом (МКА) становятся все более актуальными в современной космической индустрии. Для успешного выполнения возложенных на них задач МКА должны быть некоторым образом сориентированы в пространстве относительно Земли. За эту задачу отвечает система ориентации и стабилизации (СОС), необходимая для контроля и управления положением МКА в пространстве. На данный момент задачи для МКА в основном не требуют сложных поворотных маневров и высокой точности ориентации, поэтому большое распространение для них получили пассивные и комбинированные СОС. Такие системы имеют большой ресурс работы, отличаются простотой, высокой надежностью и малой массой. Одной из типовых систем, используемых в современной космической технике, является гравитационная система. Принцип гравитационной СОС основан на использовании силы тяжести, действующей на тело, и моментов инерции относительно трех взаимно ортогональных осей. В данной статье предлагается проект МКА CubeSat размера 3U с гравитационной системой ориентации. Конструкция такого спутника требует наличие устройство гравитационной стабилизации, необходимое для развёртывания МКА после отделение его от ракеты-носителя, а также для создания восстанавливающего момента. Гравитационное устройство предполагается поместить между жестко скрепленных 2U МКА и третьим U МКА. Преимущество такой конструкции заключается в том, что появляется возможность поместить на МКА больше полезного груза, не перегружая его различными приборами для системы ориентации и стабилизации.

Семенова И.В., Корнеева А.А. «Поле направленного низкочастотного акустического излучателя в пограничном слое атмосферы» Вестник Самарского государственного университета (Естественно-научная серия), 29, № 1, с. 64-73 (2023)

В связи с тем, что именно к низкочастотным относятся многие излучатели волн, которые способен воспринимать человек, актуальными являются исследования звуковых полей, создаваемых такими излучателями. Благодаря полученным результатам становится возможным понимать, в каких направлениях и с какой мощностью будет распространяться созданное ими звуковое поле, формировать практические рекомендации по выбору зоны, наиболее подходящей для наблюдения за ними, решать обратные задачи по определению их местоположения. В результате проведенного анализа существующих моделей, используемых для описания акустических излучателей, установлено, что наиболее адекватными являются модели, учитывающие направленность источников звука. Среди них отдельного внимания заслуживает параметрическая модель, предложенная Г.Н. Кузнецовым и А.Н. Степановым, которая и была использована в статье. В качестве модельного представления атмосферы была выбрана система однородных слоев, в одном из которых находится источник. Для выбранных моделей источника и среды поставлена краевая задача нахождения потенциала, создаваемого источником поля, получены точные и приближенные соотношения, которые могут быть использованы для решения прямых и обратных задач, связанных с мультипольным излучателем. Проведено исследование влияния на амплитудную составляющую поля таких факторов, как высота и частота источника, а также горизонтальное расстояние между источником и приемником.

Окунев В.Д., Самойленко З.А., Николаенко Ю.М., Дьяченко Т.А., Корнеевец А.С., Бурховецкий В.В. «Ионно-звуковые волны и левитация потока частиц в магнетронной плазме: кластеризация плазмы и «замороженные» колебания в пленках La₀.⁷Sr₀.³MnO_3–x» Физика и техника высоких давлений, 34, № 4, с. 37-50 (2024)

Изучены амплитудные и частотные зависимости ионно-звуковых колебаний в магнетронной плазме при импульсном распылении мишени La₀.⁷Sr₀.³MnO_3–x, а также структура, электронные и оптические свойства 36 образцов пленок, осажденных на стеклянные подложки, установленные вдоль потока частиц. Показано, что вблизи мишени кластеризация потока лимитируется левитацией атомных кластеров в пространстве, где сила всемирного тяготения уравновешивается силой взаимодействия заряженных частиц с электрическим полем. Результаты расчета критических размеров левитирующих атомных группировок согласуются с экспериментом. С удалением от мишени кластеризация потока определяется менее эффективными процессами взаимодействия ионов и атомных кластеров с ионно-звуковыми волнами. Показано, что связь между электрическими свойствами и структурой образцов качественно описывается в рамках модели локализации Лифшица. Установлена тесная связь между генерацией ионно-звуковых волн, левитацией частиц, кластеризацией плазмы и «замороженными» колебаниями в пленках.

Корнилов В.И., Пивоваров А.А., Попков А.Н. «К вопросу о визуализации течения в области вдува воздуха через перфорированный участок поверхности тела вращения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 19, № 1, с. 80-88 (2024)

Представлены результаты визуализации пристенного турбулентного течения при вдуве воздуха варьируемой интенсивности через перфорированный участок поверхности на осесимметричном теле удлинением 25,3 в условиях его обтекания несжимаемым потоком. Показано, что использование метода лазерного ножа с засевом потока светорассеивающими частицами размером 1–2 мкм, сформированными из смеси на основе воды, в состав которой входит полигликоль, позволяет визуализировать структурные элементы пристенной области течения, технически трудно выявляемые традиционными методами измерений.

Володарский А.Б., Кокшайский А.И., Одина Н.И., Коробов А.И., Михалев Е.С. «Влияние 3D-печати на упругие свойства нитевидных образцов полимера ABS» Акустический журнал, 70, № 2, с. 167-173 (2024)

Приведены результаты экспериментального исследования влияния 3D-печати при 100% заполнении на линейные и нелинейные упругие свойства образцов полимера ABS, выполненных в виде тонких нитей. Исследования исходного и 3D-напечатанного образцов полимера ABS проводились статическим методом и методом Терстона–Браггера. Были определены значения линейных и нелинейных модулей Юнга, а также упругих нелинейных параметров второго порядка для нескольких циклов нагрузки-разгрузки образца. Показано, что выбранный режим 3D-печати почти не изменяет прочностные характеристики полимера АBS, а пластические характеристики даже несколько улучшаются. Обнаружено, что механическое нагружение оказывает различное воздействие на нелинейный параметр исходного и 3D-напечатанного образцов. Для 3D-напечатанного образца обнаружено уменьшение нелинейного параметра по мере роста нагрузки.

Васильев Е.О., Еремин М.А., Королев В.В. «Численные модели межзвездной и межгалактической сред: неравновесная химическая кинетика в газовой динамике» Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика, 17, № 6, с. 56-17 (2014)

Описаны достижения и существующие проблемы в области численного моделирования химических процессов в межзвездной и межгалактической средах. Особое внимание уделено вопросам совместного моделирования неравновесной химической кинетики и газовой динамики. Представлена реализация метода самосогласованного моделирования динамических и химических процессов в межзвездной среде.

Королева Ю.Л., Хохлов А.И., Николаев Д.А., Борисова Н.В., Матыленко М.Г. «Формирование подхода к моделированию операций орбитальной сборки реконфигурируемого космического аппарата на геостационарной орбите» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 24, № 3, с. 527-536 (2023)

Целью исследования является формирование подхода к моделированию операций орбитальной сборки реконфигурируемого космического аппарата (РКА) на геостационарной орбите. Реконфигурируемые космические аппараты представляют собой совокупность модульных космических аппаратов (МКА), где, в частном случае, на один МКА могут быть возложены функции модуля служебных систем (МСС), а на второй – функции модуля полезной нагрузки (МПН). Для обеспечения сборки РКА либо замены какого-то МКА, например, в случае его отказа, на новый, необходимо обеспечить решение задачи сближения МКА с РКА. В статье проведен анализ и исследование работы системы управления движением МКА во время выполнения сближения МКА с РКА. Сформирован перечень необходимых математических моделей для осуществления операций при решении задачи сближения МКА с РКА, а также представлена структурная схема взаимодействия математических моделей. В работе представлено краткое описание математического аппарата, позволяющего осуществить моделирование операций сближения МКА с РКА. Данный математический аппарат включает в себя модель орбитального движения МКА и РКА, модели углового движения МКА и РКА, чувствительных элементов и исполнительных органов. В данной работе математическое моделирование операций сближения МКА с РКА рассматривается как предмет исследования. Объектом исследования является система управления движением МКА, обеспечивающая реализацию сближения РКА на геостационарной орбите.

Малый В.В., Корольков А.А., Ибрахим А. «Модели расчета ожидаемых зон наблюдения гидроакустических средств в условиях гидроакустического противодействия» Гидроакустика, № 58, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA58.pdf (2024)

Рассмотрены математические и графические модели изменения ожидаемых зон наблюдения активных и пассивных гидроакустических средств освещения подводной обстановки в условиях гидроакустического противодействия: применения средств гидроакустического подавления (приборов помех) с учетом влияния гидролого-акустических условий. Приведены примеры расчетов и визуализации ожидаемых зон наблюдения для режимов гидролокации и шумопеленгования. Ключевые слова: гидроакустические средства, зоны наблюдения, гидроакустическое противодействие, средства гидроакустического подавления, приборы помех, гидролого-акустические условия, неоднородная морская среда

Короченцев В.И., Лобова Т.Ж., Лобов И.Ж., Губко М А. «Повышение эффективности акустической связи в мелком море с ледовым покровом» Морские интеллектуальные технологии, № 3-1, с. 324-329 (2024)

Представлена математическая модель для анализа и синтеза гидроакустической антенной решетки, расположенной вблизи слоя льда. Расчеты основаны на теории функции Грина для уравнения Гельмгольца. Используется алгоритм «направленных» функций Грина, позволяющий провести анализ и синтез гидроакустических антенных решеток в замкнутых объемах, ограниченными средами с различными параметрами по углу. Законы распространения упругих волн во льду рассмотрены недостаточно полно из-за сложного математического расчета. Предлагается использовать метод анализа акустического поля и синтеза антенной решетки, позволяющий найти аналитическое решение уравнения Гельмгольца для акустического давления и колебательной скорости при выполнении условий неразрывности на границе раздела двух сред с различными физическими параметрами. При преобразовании изгибных колебаний во льду в продольные колебания в воде можно ожидать рост эффективности работы гидроакустической системы вблизи упругого слоя льда. Такое преобразование позволяет увеличить эффективность работы антенной решетки за счет использования упругих свойств льда. Предложенная математическая модель позволяет на компьютерах средней мощности в течение нескольких минут получить результаты, приемлемые для практического применения в реальных условиях

Арбузова Е.В., Долгих К.А., Долгов А.Д., Калашёв О.Е., Корочкин А.А., Панасенко Л.А., Поздняков Н.А., Рубцов Г.И., Руденко А.С., Ткачёв И.И. «Открытие новых окон в раннюю Вселенную с помощью многоканальной астрономии (Мини-обзор)» Письма в ЖЭТФ, 119, № 7, с. 481-491 (2024)

В настоящее время в двух тесно связанных между собой областях фундаментальной физики, космологии и физике элементарных частиц, сложилась уникальная ситуация. Стандартная модель (СМ) физики частиц прекрасно описывает все имеющиеся экспериментальные данные, кроме осцилляций нейтрино. Примерно то же самое можно сказать и о стандартной космологической модели, сравнение которой с астрономическими наблюдениями, говорит, что мы хорошо понимаем законы эволюции Вселенной от ее “рождения” до наших дней. Однако для понимания механизмов большого ряда космологических явлений определенно требуется выход за рамки СМ. Сюда в первую очередь относятся проблемы темной материи и темной энергии, генерации барионной асимметрии Вселенной и установления механизма инфляционного расширения. К числу менее известных, но тоже весьма важных проблем, базирующихся на основе обычной космологии и астрофизики, относятся проблема возникновения космических магнитных полей и недавно возникшая проблема существования во Вселенной массивных черных дыр в количестве, намного превышающем ожидания. Для понимания и возможного решения этих проблем очень важно проникнуть как можно глубже во Вселенную, получив данные о физических процессах на как можно более ранних стадиях космологической эволюции. Мощным методом для этого являются многоканальные (multi-messenger) наблюдения, использующие для этого все возможные каналы (“окна”): помимо традиционных наблюдений электромагнитного излучения во всех диапазонах длин волн и всех типов космических лучей, в последнее время открывается новое окно – наблюдения гравитационных волн. В наших работах, выполненных в рамках гранта Российского научного фонда “Открытие новых окон в раннюю Вселенную с помощью многоканальной астрономии”, был проведен комбинированный анализ информации, полученной на основе различных астрономических данных. В частности, было проведено исследование характеристик космических магнитных полей и возможных механизмов их возникновения, а также исследование наблюдаемых проявлений первичных черных дыр на основе данных о гравитационных волнах, наблюдаемых на интерферометрах LIGO/Virgo/KAGRA.

Дракон А.В., Еремин А.В., Коршунова М.Р., Михеева Е.Ю. «Исследование образования полиароматических углеводородов и углеродных наночастиц при пиролизе этилена с добавками тетрагидрофурана за ударными волнами» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 4, с. 79-107 (2023)

В настоящее время активно ведутся поиски веществ, которые могли бы служить альтернативным видом топлива или топливной добавкой, снижающей образование и выбросы углеродных наночастиц. Здесь методами лазерно-индуцированной флюоресценции и лазерной экстинкции исследованы процессы образования полиароматических углеводородов (как предшественников образования конденсированной фазы углерода) и углеродных наночастиц сажи при пиролизе этилена с добавкой тетрагидрофурана. Методом лазерно-индуцированной флюоресценции получены спектральные зависимости лазерно-индуцированной флюоресценции полиароматических углеводородов при различных значениях температуры и стадиях пиролиза, а методом лазерной экстинкции – оптическая плотность реагирующих газовых смесей на длинах волн 405 и 633 нм. Измерения проводились на ударной трубе за отраженными ударными волнами в диапазоне значений температуры 1695–2500 K и давления 2,7–4,1 атм. Показано, что при пиролизе этилена с добавкой тетрагидрофурана процесс сажеобразования интенсифицируется, а температурный диапазон формирования углеродных наночастиц расширяется. Кинетическим моделированием установлено, что ускорение формирования углеродных наночастиц обусловлено образованием метильного радикала и пропилена при пиролизе тетрагидрофурана

Питеримова М.В., Косинов А.Д., Семёнов Н.В., Яцких А.А., Шмакова А.В., Ермолаев Ю.Г., Смородский Б.В. «Экспериментальное исследование развития волнового поезда в продольном следе в пограничном слое плоской пластины при числе Маха 2,5» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 19, № 2, с. 95-110 (2024)

Рассматриваются экспериментальные результаты по развитию волнового поезда в продольном следе в пограничном слое плоской пластины при числе Маха 2,5. Выполнен анализ пространственно-временных распределений и частотно-волновых спектров пульсаций, а также их волновых характеристик в линейной и слабонелинейной фазе развития волнового поезда в однородном и неоднородном пограничном слое при фиксированной мощности источника контролируемых возмущений. В ходе анализа результатов субгармонический резонанс не наблюдался. Разложение по волновому спектру стационарной неоднородности и экспериментальные данные о волновых характеристиках и спектрах возмущений позволили предложить варианты взаимодействия волн для режима наклонного перехода.

Афанасьев Л.В., Яцких А.А., Косинов А.Д., Семенов Н.В. «Особенности взаимнокорреляционных характеристик возмущений в сверхзвуковом пограничном слое пластины при воздействии на переднюю кромку пары слабых ударных волн» Теплофизика и аэромеханика, № 1, с. 17-31 (2024)

Представлены результаты экспериментальных измерений для оценки корреляционных характеристик возмущений пограничного слоя плоской пластины с острой передней кромкой и пульсаций набегающего потока в случаях естественных пульсаций и при воздействии на переднюю кромку N-волны для числа Маха 2. Цифровым методом получены параметры взаимной корреляции сигналов от двух термоанемометров постоянного сопротивления. Определены частотные диапазоны, в пределах которых имеется взаимосвязь пульсаций массового расхода, измеряемого датчиками.

Геворский А.В., Костин М.С., Бойков К.А. «Программно-архитектурная конфигурация многофункционального ADSP-модуля сигнального медиатестирования аудиоустройств» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 12, № 1, с. 30-58 (2024)

Цель статьи – программно-архитектурная разработка и параметрический анализ многофункционального аудиомодуля на базе ADSP-процессора (audio digital signal processor) ADAU1701 в среде SigmaStudio для тестирования аудиоустройств в следующих режимах: маршрутизация балансных и небалансных аудиоканалов по дифференциальной схеме «Di-Box/R Di-Box»; пространственно-временная и динамическая аудиообработка; трехполосное моноканальное кросс-разделение с независимой эквализацией; коррекция амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) аудиоканала со следящим режекторным автоподавлением электроакустической положительной обратной связи (ПОС) в заданной спектральной полосе. Методы. Использованы методы визуально-графического архитектурного программирования аудиомодулей в программных средствах SigmaStudio и Flowstone, алгоритмы сигнальных аудиоизмерений и анализа экспериментальных данных в REW и Soundcard Oscilloscope. Результаты. Исследованы характеристики схемы «Di-Box/R Di-Box» для оценки влияния дифференциального преобразования сигнала на отношение сигнал/шум в аудиоканале. Приведены характеристики субмодулей реверберации и сатурации. Показано влияние режимов эквализации на коррекцию АЧХ студийного аудиомонитора. Исследовано воздействие аудиокомпрессора на динамический диапазон и уровень выходного сигнала. Проведены результаты экспериментального исследования субмодуля компенсационной коррекции АЧХ аудиомонитора при помощи согласованной фильтрации, а также получены спектральные характеристики субмодуля автоподавления электроакустической ПОС.Выводы. Разработана программная архитектура многофункционального аудиомодуля на ADSP-процессоре ADAU1701 для тестирования и отладки медиаустройств в заданном спектрально-динамическом диапазоне. Балансная маршрутизация в 20 раз снижает влияние наводимых на аудиоканал шумов, что позволяет калибровать звукоснимающие аудиоустройства. Субмодуль аудиообработки обеспечивает компрессионную характеристику с динамическим диапазоном от –27 до 18.6 дБ с возможностью эквализационной параметризации в диапазоне 0.04–18 кГц; реверберационную характеристику в диапазоне 0.5–3000 мс; аудиоканальное кросс-разделение на 3 частотных поддиапазона с регулировкой АЧХ в динамическом диапазоне от –30 до 30 дБ. Субмодуль автокоррекции АЧХ позволяет снизить на 40 дБ динамическую неравномерность АЧХ. Субмодуль автоподавления электроакустической ПОС обеспечивает режекторное формантоподавление до –100 дБ при входном динамическом диапазоне от –50 до 80 дБ.

Малый В.В., Губин М.С., Костюхин А.С., Федоров А.В., Кинжагулов И.Ю. «Разработка алгоритма движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля» Автометрия, 60, № 3, с. 120-128 (2024)

Рассматриваются вопросы разработки алгоритма движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля качества паяных соединений сопла двигателя. Описан объект контроля, имеющий сложную геометрическую форму и возникающие в процессе изготовления дефекты паяных соединений, такие как непропай, частичный непропай и неспай. Обоснована актуальность разработки, а также проблемы производства и испытаний сопел двигателя, не позволяющих на ранних этапах изготовления сборочных единиц выявлять требуемые дефекты без разрушения целостности сопла двигателя. Описаны существующие подходы в части выбора методов и средств неразрушающего контроля сопел двигателей сложной геометрической формы, выявлены их достоинства и недостатки. Проанализированы существующие проблемы в части автоматизации эхо-импульсного и теневого методов ультразвукового контроля, выявлены достоинства и недостатки предложенных методов. Выявлены основные факторы, снижающие вероятность выявления дефектов, а именно: нестабильность акустического контакта между преобразователем и объектом контроля, а также отклонение акустической оси преобразователя от нормали к поверхности объекта контроля. Определены требования к алгоритму движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля с обратной связью, основанной на измеренной при сканировании амплитуде сигнала от конструктивных элементов внутренней структуры сопла двигателя.

Коцоев К.И., Трыков Е.Л., Кудряев А.А., Перевезенцев В.В. «Разработка алгоритма определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течей» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 3, с. 100-112 (2021)

В настоящий момент на российских и зарубежных АЭС эксплуатируются системы контроля течи теплоносителя первого контура на основе измерения дисперсии генерируемых акустических сигналов (акустических волн), распространяющихся по поверхности металла. В системах акустического контроля течи предусмотрена самодиагностика измерительных каналов, а также применен адаптивный алгоритм, позволяющий автоматически перестроиться на использование соседних измерительных каналов, взамен вышедших из строя. Вместе с тем возможны такие неисправности технических средств системы, которые не позволяют автоматически диагностировать неисправность измерительных каналов, что может привести к невыполнению функции системы по определению величины и координаты течи теплоносителя первого контура. В связи с этим актуальна задача разработки алгоритмов определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течи, реализуемых с применением программного обеспечения без внесения изменений в технические средства системы. Предложен алгоритм определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течи с использованием тестового сигнала увеличенной длительности. Проведен анализ применимости алгоритма на представительской выборке сигналов измерительных каналов системы акустического контроля течи энергоблока № 1 Нововоронежской АЭС-2 кампании 2018–2019 гг. Предложенный алгоритм внедрен там же в режиме опробования с началом новой кампании в июле 2019 года.

Гималтдинов И.К., Столповский М.В., Кочанова Е.Ю. «Акустическая диагностика подводных выбросов, распространяющихся в виде многофазной струи» Акустический журнал, 70, № 2, с. 174-179 (2024)

Численно исследовано взаимодействие импульса давления с газожидкостной зоной, являющейся сечением затопленной многофазной струи, состоящей из смеси воды и нефти и содержащей пузырьковое ядро из метана. Показана возможность определения степени расширения струи, объемного содержания нефти и газа в струе по отраженным сигналам.

Гималтдинов И.К., Столповский М.В., Кочанова Е.Ю. «Акустическое зондирование подводных выбросов» Инженерно-физический журнал, 97, № 2, с. 361-367 (2024)

Численно исследовано взаимодействие волны давления конечной длины с газожидкостной зоной, представляющей собой срез затопленной струи смеси воды и нефти с пузырьками метана, в канале. Рассмотрена возможность определения степени раскрытия струи и объемных содержаний нефти и газа в ней по волнам давления, отраженным от границ струи

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 23, № 4, с. 696-707 (2022)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Ермошкин Ю.М., Внуков А.А., Волков Д.В., Кочев Ю.В., Симанов Р.С., Якимов Е.Н., Приданников С.Ю. «Особенности довыведения космических аппаратов "Экспресс-АМУ3", "Экспресс-АМУ7" на геостационарную орбиту» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 24, № 3, с. 696-707 (2023)

В настоящее время с целью повышения выводимой массы широко применяется довыведение спутников на геостационарную орбиту собственной двигательной подсистемой. Так, только АО «ИСС» применило такую схему для нескольких космических аппаратов (КА) собственной разработки – «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМ6», «Экспресс-80», «Экспресс-103». Вместе с тем, можно отметить некоторое разнообразие подходов к осуществлению данной операции. В частности, довыведение указанных выше КА осуществлялось с помощью бортовой двигательной подсистемы на базе плазменных двигателей СПД-100. Операция осуществлялась одним или двумя двигателями. Применение двух двигателей КА «Экспресс-80», «Экспресс-103» было обусловлено стремлением уложиться по времени в разумную величину не более полугода при значительном увеличении выводимой массы. Однако и длительность довыведения порядка 150 суток, которая имела место при довыведении данных КА, также чрезмерно велика. Очевидно, что ее можно уменьшить при прочих равных условиях только увеличением располагаемой тяги двигателей. Этого можно достичь как увеличением тяги отдельных агрегатов, так и увеличением количества одновременно используемых двигателей. Поэтому для новых КА «Экспресс-АМУ3», «Экспресс-АМУ7» (размерностью аналогичных КА «Экспресс-80», «Экспресс-103»), для которых также предполагался парный запуск, были использованы оба этих способа. Для довыведения были применены два двигателя СПД-100В и дополнительно – двигатель типа СПД-140Д. Суммарная тяга связки двигателей позволяла рассчитывать на существенное снижение длительности довыведения по сравнению с КА «Экспресс-80», «Экспресс-103». Двигатель СПД-140 разработки АО ОКБ «Факел» был применен в России впервые. Для его питания в АО «НПЦ Полюс» был специально создан прибор управления и преобразования СПУ-140Д. Использование связки из трех двигателей позволило существенно уменьшить длительность операции довыведения на геостационарную орбиту.

Ярославский Д.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Галиева Т.Г., Андреев Н.К., Любишев А.А., Вагапов А.И., Кочеткова А.А. «Методика проектирования системы неразрушающего контроля технического состояния изоляции оборудования подстанций на основе решения задачи локализации источников разрядов» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 3, с. 58-66 (2024)

Рассматриваются частные задачи локализации источников разрядов с помощью модулей акустических и электромагнитных датчиков, математическая модель локализации источника разрядов, геометрически находящегося в плоскости трех датчиков; модель локализации источника разрядов в трехмерном пространстве с помощью четырех датчиков; поиск рационального расположения этих четырех датчиков по критерию минимума относительной методической ошибки локализации источника разрядов; поиск путей рационального расположения приемных модулей системы неразрушающего контроля изоляционного оборудования подстанции. Ключевые слова: неразрушающий контроль, локализация, источники разрядов, датчики, модули-приемники, рациональное взаимное расположение.

Горлин А.В., Кощеева М.А., Смирнов А.О., Степанова Е.Е. «Подавление помех контуром фазовой автоподстройки частоты в системах синхронизации аналого-цифровых преобразователей» Гидроакустика, № 58, с. https://www.oceanpribor.ru/docs/sbGA58.pdf (2024)

Излагается методика расчета параметров элементов контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), обеспечивающих его устойчивость, и сравниваются результаты подавления фазового шума (джиттера) на основе линейной и нелинейной модели. Показано, что в нелинейной модели контура ФАПЧ проявляется эффект переноса спектра высокочастотной помехи в область низких частот. Предлагается методика оперативного расчета подавления низкочастотного и высокочастотного джиттера сигналов синхронизации контуром ФАПЧ. Ключевые слова: аналого-цифровое преобразование, контур ФАПЧ, перенос спектра, джиттер

Александров Е.Б., Забродский А.Г., Иванов С.В., Ивченко Е.Л., Кведер В.В., Красильник З.Ф., Красников Г.Я., Литвак А.Г., Руденко О.В., Рудской А.И., Садовский М.В., Чаплик А.В. «Памяти Роберта Арнольдовича Суриса» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 677-678 (2024)

DOI: 10.3367/UFNr.2024.05.039690

Александров Е.Б., Забродский А.Г., Иванов С.В., Ивченко Е.Л., Кведер В.В., Красильник З.Ф., Красников Г.Я., Литвак А.Г., Руденко О.В., Рудской А.И., Садовский М.В., Чаплик А.В. «Памяти Роберта Арнольдовича Суриса» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 677-678 (2024)

DOI: 10.3367/UFNr.2024.05.039690

Прокопьева М.С., Краяни Х.А., Ильин В.Б. «Астрономические исследования на математическом факультете Санкт-Петербургского университета. I» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 11, № 2, с. 228-258 (2024)

Рассматривается развитие астрономических исследований, выполнявшихся в Санкт-Петербургском университете с момента его основания. Кратко описана тематика работ и выделены основные достижения университетских астрономов в XVIII–XIX вв. Перечислены важнейшие исследования, проводившиеся в университете в различных областях астрономии в XX в. Определенный акцент сделан на математической стороне работ.

Левин В.В., Кривченко А.В., Кузнецова М.В., Лутовинов А.А., Мереминский И.А., Ротин А.А. «Детекторы и интегральные схемы орбитальных телескопов» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 404-415 (2024)

Развитие рентгеновской астрономии невозможно без развития технологии рентгеновских детекторов. В настоящее время полупроводниковые детекторы рентгеновского излучения обеспечивают наилучшие характеристики с точки зрения временного и энергетического разрешения. В работе представлено описание трёх типов полупроводниковых детекторов, их чувствительных элементов и специализированных интегральных схем обработки сигналов для проектов “Спектр-РГ”, “Гамма-400” и космического эксперимента “Монитор всего неба”.

Криксин Ю.А., Тишкин В.Ф. «Энтропийная регуляризация разрывного метода Галеркина для трехмерных уравнений Эйлера» Математическое моделирование, 36, № 4, с. 77-91 (2024)

Построена энтропийная регуляризация консервативного устойчивого разрывного метода Галеркина в консервативных переменных для трехмерных уравнений Эйлера на основе специального ограничителя наклонов. Данный ограничитель обеспечивает выполнение трехмерных аналогов условий монотонности и дискретного аналога энтропийного неравенства. Проведено тестирование разработанного метода на трехмерной модельной задаче о вихре Тейлора–Грина.

Антохина О.Ю., Гочаков А.В., Зоркальцева О.С., Антохин П.Н., Крупчатников В.Н. «Опрокидывание волн Россби в стратосфере. Часть I. Климатология и долговременная изменчивость» Оптика атмосферы и океана, 37, № 5, с. 415-422 (2024)

Процессы разрушения (опрокидывания) планетарных волн Россби (ОВР) вносят значительную изменчивость в стратосферную циркуляцию. Используя метод идентификации ОВР, адаптированный к условиям циркуляции в стратосфере, анализируются климатология и долговременная изменчивость ОВР в средней стратосфере. В основе метода лежит анализ геометрии контуров потенциальной завихренности (PV – potential vorticity) на уровне 850 К по данным ERA5 для диапазона завихренности 0–400 PVU (единицы PV), выделенного на основании климатологии поля PV. Показано, что ОВР имеет внутрисезонные особенности. Наиболее часто волны разрушаются в северных частях Восточной Азии и Тихого океана с октября по декабрь, а также в апреле и марте; в январе и феврале не выявлено областей с преобладанием процессов ОВР. Мы получили статистически значимое увеличение количества ОВР в начале зимы (октябрь–декабрь) и в конце (март–апрель). Для середины зимы (январь–февраль) были получены незначимые отрицательные тренды. Результаты настоящей работы могут быть использованы при анализе долговременной изменчивости стратосферной циркуляции, в том числе возникновения стратосферных аномалий, предшествующих внезапным стратосферным потеплениям.

Тартаковский В.А., Максимов В.Г., Крутиков В.А. «Декомпозиция широтного хода средней многолетней температуры по данным метеостанций Северного полушария и астрономической инсоляции в период 1897–2010 гг.» Оптика атмосферы и океана, 37, № 5, с. 438-444 (2024)

В связи с актуальностью исследований стабильности климата результаты измерения температуры на метеорологических станциях Северного полушария и данные астрономической инсоляции упорядочиваются по возрастанию широты и подвергаются совместному анализу для различных выборок в интервале 1897–2010 гг. Подобные исследования развиваются в связи с расширением сети метеостанций и накоплением новых данных. С помощью пошаговой регрессии широтного хода средней многолетней температуры к полиному от астрономической инсоляции выделяются детерминируемый Солнцем широтный тренд температуры и флуктуирующие остатки регрессии, в которых проявляются индивидуальные особенности данных. Отсутствие взаимодействия этих составляющих достигается численно для любых выборок. Установлено, что в Северном полушарии для имеющихся выборок широтный тренд средней многолетней температуры полностью определяет потепление и вносит ∼82% в общую дисперсию температуры. Границы областей, где температуры выше и ниже широтного тренда средней многолетней температуры, выделяют известные географические структуры и тем самым верифицируют тренд.

Крутов В.В., Сигов А.С., Щука А.А. «Технология создания сегнетоэлектрических фотонных и фононных кристаллов» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 5, № 2, с. 3-21 (2017)

Обобщены и проанализированы результаты исследований в области технологии создания сегнетоэлектрических фотонных и фононных кристаллов. Рассмотрены особенности формирования антипараллельных доменов в сегнетоэлектриках различными методами. Особое внимание уделено индустриально-ориентированным технологиям с малой продолжительностью технологического цикла. Кратко описаны результаты работ, выполненных в Московском технологическом университете. Предложен и исследован физико-технологический принцип, при котором локальное стимулирование инверсии доменов осуществляется с помощью интерферирующих волн и однородного электрического поля (термоинтерференционный принцип). Получены выражения для оценки энергетических и временных параметров интерференционного импульса, не зависящие от физической природы волн (электромагнитных и акустических). Рассмотрен метод реализации биимпульсной гетеротермальной технологии (БИГ-технологии) с использованием упругих волн (акустоинтерференционный метод), в частности, его «+Z-модификация». Данная модификация предполагает использование температурной решётки, индуцированной волнами, интерферирующими на +Z-поверхности сегнетоэлектрика. Предложены варианты конструкций оборудования для реализации «+Z-модификации» акустоинтерференционного метода. Разработана модель проектирования оборудования, позволяющая оптимизировать основные технологические параметры. Оценены основные параметры применительно к с-ориентированным плёнкам цирконата-титаната свинца. Показано, что использование акустоинтерференционного метода позволяет формировать регулярные доменные структуры в плёнках указанного сегнетоэлектрика с рекордно малой продолжительностью технологического цикла t_c≤18 мкс. Ключевые слова: доменная инженерия, доменные структуры в сегнетоэлектриках, фотонные кристаллы, температурные решетки, биимпульсная гетеротермальная технология, акустоинтерференционный метод.

Крутов В.В., Сигов А.С., Щука А.А. «Технология создания сегнетоэлектрических фотонных и фононных кристаллов» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 5, № 2, с. 3-21 (2017)

Обобщены и проанализированы результаты исследований в области технологии создания сегнетоэлектрических фотонных и фононных кристаллов. Рассмотрены особенности формирования антипараллельных доменов в сегнетоэлектриках различными методами. Особое внимание уделено индустриально-ориентированным технологиям с малой продолжительностью технологического цикла. Кратко описаны результаты работ, выполненных в Московском технологическом университете. Предложен и исследован физико-технологический принцип, при котором локальное стимулирование инверсии доменов осуществляется с помощью интерферирующих волн и однородного электрического поля (термоинтерференционный принцип). Получены выражения для оценки энергетических и временных параметров интерференционного импульса, не зависящие от физической природы волн (электромагнитных и акустических). Рассмотрен метод реализации биимпульсной гетеротермальной технологии (БИГ-технологии) с использованием упругих волн (акустоинтерференционный метод), в частности, его «+Z-модификация». Данная модификация предполагает использование температурной решётки, индуцированной волнами, интерферирующими на +Z-поверхности сегнетоэлектрика. Предложены варианты конструкций оборудования для реализации «+Z-модификации» акустоинтерференционного метода. Разработана модель проектирования оборудования, позволяющая оптимизировать основные технологические параметры. Оценены основные параметры применительно к с-ориентированным плёнкам цирконата-титаната свинца. Показано, что использование акустоинтерференционного метода позволяет формировать регулярные доменные структуры в плёнках указанного сегнетоэлектрика с рекордно малой продолжительностью технологического цикла t_c≤17 мкс. Ключевые слова: доменная инженерия, доменные структуры в сегнетоэлектриках, фотонные кристаллы, температурные решетки, биимпульсная гетеротермальная технология, акустоинтерференционный метод.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 1. Применение амортизаторов» Авиакосмическое приборостроение, № 4, с. 3-14 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 2. Применение демпфирующих материалов» Авиакосмическое приборостроение, № 5, с. 3-16 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 3. Применение сплавов высокого демпфирования» Авиакосмическое приборостроение, № 6, с. 3-10 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 4. Применение систем активной виброзащиты» Авиакосмическое приборостроение, № 7, с. 3-10 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.

Гололобов П.Ю., Герасимова С.К., Григорьев В.Г., Крымский Г.Ф., Козлов В.И., Тимофеев В.Е. «Динамика энергетического спектра солнечно-суточных вариаций интенсивности космических лучей в 22–25 циклах солнечной активности» Вестник Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова, 21, № 2, с. 46-57 (2024)

Непрерывно наблюдаемые наземными детекторами галактических космических лучей периодические 24-часовые колебания интенсивности называются солнечно-суточными вариациями. Природа этих вариаций заключается в существовании в межпланетной среде анизотропного пространственного распределения галактических космических лучей, которая возникает в процессе взаимодействия этих частиц с гелиосферой. Считается, что физическими факторами, ответственными за наблюдаемую анизотропию галактических космических лучей, являются процессы конвекции, диффузии и их дрейфа. Сочетание этих факторов определяет основные параметры солнечно-суточных вариаций, такие как амплитуда, фаза и энергетический спектр. Для исследования энергетического спектра солнечно-суточных вариаций использованы данные измерений мюонных телескопов Якутского спектрографа космических лучей им. А.И. Кузьмина и станции Нагоя (Япония). Подход к исследованию основан на идее метода скрещенных телескопов, изначально предназначенного для учета температурного эффекта. Из-за разницы приемных характеристик скрещенных северных и южных направлений вышеуказанных мюонных телескопов регистрируемые ими вариации интенсивности чувствительны к изменению энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Это свойство использовано для оценки динамики энергетического спектра солнечно-суточных вариаций за 22–25 циклов солнечной активности. Анализ полученных данных показал, что в последнем минимуме солнечной активности в 2018–2021 гг. наблюдалась аномально ранняя фаза солнечно-суточных вариаций. Для исследования этого явления проведено моделирование отношения и разности фаз пары северных и южных скрещенных направлений для обоих мюонных телескопов при различных видах и значениях энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Сопоставление модельных расчетов и наблюдательных данных позволило установить, что в периоды минимумов солнечной активности в положительной полярности общего магнитного поля Солнца наблюдается существенное смягчение энергетического спектра солнечно-суточных вариаций. Обсуждаются причины обнаруженного явления.

Яковлева Т.В., Крысько В.А. «Математические модели нелинейной динамики функционально-градиентных нано/микро/макромасштабных пористых замкнутых цилиндрических оболочек Кирхгофа–Лява» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 28, № 1, с. 96-116 (2024)

Построены новые математические модели динамики нелинейных нано/микро/макромасштабных функционально-градиентных пористых замкнутых цилиндрических оболочек. В качестве кинематической модели для оболочек выбрана гипотеза Кирхгофа–Лява. Геометрическая нелинейность учитывается по модели фон Кармана. Наноэффекты учитываются согласно модифицированной моментной теории упругости. Вариационные и дифференциальные уравнения, граничные и начальные условия получены из принципа Гамильтона. Проводится доказательство теоремы существования решения на основе теории обобщенных решений дифференциальных уравнений (методы гильбертовых пространств, вариационные методы). В качестве примеров рассмотрены нано/микро/макромасштабные замкнутые цилиндрические оболочки как системы с «почти» бесконечным числом степеней свободы под действием полосовой поперечной знакопеременной нагрузки. В качестве метода сведения уравнений в частных производных к задаче Коши принят метод Бубнова–Галеркина в высших приближениях. Исследована его сходимость. Задача Коши решена методами Рунге–Кутты от четвертого до восьмого порядков точности и методом Ньюмарка. Применение нескольких численных методов на каждом этапе моделирования необходимо для достоверности получаемых результатов. Исследование характера сложных колебаний замкнутой цилиндрической нано/микро/макромасштабной оболочки проведено методами нелинейной динамики, для этого построены сигналы, фазовые портреты, применены Фурье-анализ и различные вейвлет-преобразования, среди которых вейвлет Морле оказался наиболее информативным. Анализ типа хаотических колебаний проводится на основе спектра показателей Ляпунова методом Сано–Савада и старшего показателя несколькими методами: Канца, Розенштейна, Вольфа. Показано, что величина размерно-зависимого параметра и учет пористости оказывают существенное влияние на характер колебаний цилиндрических оболочек. Обнаружено явление гиперхаоса. Ключевые слова: динамика, пористость, модифицированная моментная теория упругости, теоремы существования решения, гиперхаос, модель Кирхгофа–Лява

Дикарев А.В., Дмитриев С.М., Кубкин В.А., Василенко А.В, Абеленцев А.П. «Определение точности измерения дальности между подводными объектами при помощи гидроакустических модемов» Морские интеллектуальные технологии, № 2-1, с. 145-154 (2024)

Представлены результаты экспериментального исследования точности определения дальности между подводными объектами при помощи гидроакустических модемов uWave в условиях ледового эксперимента в мелком водоёме. Проведены две независимые проверки: определение фактической скорости звука на основе относительных измерений, и определение дальностей на основе скорости звука, вычисленной по измерению температуры встроенными в модемы датчиками. Общий размер выборки составляет 1260 измерений времени распространения сигнала, выполненных в 10 различных взаимных расположений двух объектов. Проведён анализ источников погрешностей, в ходе которого, в частности, выявлена линейная зависимость роста среднеквадратичного отклонения измерений времени распространения с дальностью. В качестве источника указан эффект удлинения траекторий лучей в виду нелинейности распространения звука в среде. Экспериментальная проверка точности определения времени распространения сигнала и наклонной дальности между модемами uWave показала, что среднеквадратичное отклонение имеет порядок 0.1% от дальности.

Кувыкин Ю.А., Ольховский А.Н., Супрунюк В.В., Соколов И.Н. «Методика определения частотных характеристик микрофонов в незаглушенном лабораторном помещении, основанная на применении широкополосного сигнала возбуждения» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 4, с. 169-187 (2021)

Приведена методика определения частотных характеристик микрофонов с применением широкополосного сигнала возбуждения, основанная на методе спектрометрии временных задержек на базе рекурсивного фильтра алгоритма Гёрцеля и дополнительного скользящего комплексного взвешенного усреднения в условиях, отягощенных реверберацией звука. Для минимизации влияния отражений при измерениях использована комбинация результатов измерений по полю и давлению. На основе предложенного алгоритма разработано программное обеспечение постобработки результатов измерений при определении частотных характеристик микрофонов в незаглушенном лабораторном помещении. Создан исследовательский измерительный комплекс и проведена экспериментальная апробация разработанной методики и программного обеспечения с определением методической погрешности частотных характеристик микрофонов на основе широкополосного сигнала возбуждения. Разработанная методика с программным обеспечением рекомендована для определения частотных характеристик измерительных микрофонов по полю в незаглушенных реверберирующих лабораторных помещениях без использования вспомогательного оборудования (заглушенной камеры и камеры малого объема) с учетом приведенных в работе практических рекомендаций.

Кувыкин Ю.А., Ольховский А.Н. «Исследование рабочего эталона звукового давления с элементами встроенного контроля для поверки конденсаторных микрофонов» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 3, с. 43-60 (2022)

Приведены результаты исследований рабочего эталона звукового давления для поверки измерительных микрофонов и микрофонных конденсаторных капсюлей с элементами встроенного контроля, позволяющими повысить точность измерений при определении частотных характеристик уровня чувствительности микрофонов и увеличить интервал между поверками применяемого эталона. На основе опыта применения рабочих эталонов звукового давления (измерительных виброакустических систем ВС-321) в практике поверочных лабораторий и в результате периодических ежегодных поверок выявлены следующие недостатки виброакустических систем: снижение точности измерений звукового давления в воздушной среде и возникновение неконтролируемого временного дрейфа погрешности в интервале между поверками из-за отсутствия контроля временного дрейфа и учета погрешности входных каналов во время эксплуатации; отсутствие учета неравномерности частотной характеристики генератора, влияющей на точность измерений, при поверке микрофонов с помощью электростатического возбудителя (актюатора); недостаточная помехоустойчивость системы вследствие воздействия внешних факторов в виде посторонних шумов; интервал между поверками системы составляет всего один год. Для устранения указанных недостатков проведены исследования измерительной виброакустической системы ВС-321 с применением элементов встроенного контроля для решения задач увеличения точности измерений при поверке, повышения помехоустойчивости системы вследствие исключения влияния внешнего фактора в виде посторонних шумов, а также возможности увеличения интервала между поверками.

Кувыкин Ю.А., Ольховский А.Н. «Исследование рабочего эталона звукового давления с элементами встроенного контроля для поверки конденсаторных микрофонов» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 4, с. 43-60 (2023)

Приведены результаты исследований рабочего эталона звукового давления для поверки измерительных микрофонов и микрофонных конденсаторных капсюлей с элементами встроенного контроля, позволяющими повысить точность измерений при определении частотных характеристик уровня чувствительности микрофонов и увеличить интервал между поверками применяемого эталона. На основе опыта применения рабочих эталонов звукового давления (измерительных виброакустических систем ВС-321) в практике поверочных лабораторий и в результате периодических ежегодных поверок выявлены следующие недостатки виброакустических систем: снижение точности измерений звукового давления в воздушной среде и возникновение неконтролируемого временного дрейфа погрешности в интервале между поверками из-за отсутствия контроля временного дрейфа и учета погрешности входных каналов во время эксплуатации; отсутствие учета неравномерности частотной характеристики генератора, влияющей на точность измерений, при поверке микрофонов с помощью электростатического возбудителя (актюатора); недостаточная помехоустойчивость системы вследствие воздействия внешних факторов в виде посторонних шумов; интервал между поверками системы составляет всего один год. Для устранения указанных недостатков проведены исследования измерительной виброакустической системы ВС-321 с применением элементов встроенного контроля для решения задач увеличения точности измерений при поверке, повышения помехоустойчивости системы вследствие исключения влияния внешнего фактора в виде посторонних шумов, а также возможности увеличения интервала между поверками.

Кувыркин Г.Н., Соколов А.А. «Принцип Сен-Венана в задачах нелокальной теории упругости» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 4, с. 4-17 (2023)

При моделировании конструкционных материалов приходится использовать модели, учитывающие структурные особенности на микроуровне. К таким моделям можно отнести модель нелокальной теории упругости Эрингена. Рассмотрено применение указанной модели в сравнении с классической моделью упругости. Главная особенность нелокальной модели состоит в том, что она учитывает дальние взаимодействия частиц сплошной среды, классическая постановка является ее частным случаем. При этом уравнения имеют интегро-дифференциальную форму, что в значительной степени усложняет получение аналитических решений. В связи с этим для поиска решений был применен метод конечных элементов с использованием изопараметрических конечных элементов. Здесь, как и в классической модели теории упругости, выполняются основные балансные соотношения. Однако полученные решения в значительной степени отличаются от классических, поскольку у таких решений проявляется кромочный эффект вблизи свободных границ области. Этот эффект, а также сохранение баланса сил продемонстрированы на примере выполнимости принципа Сен-Венана при растяжении прямоугольной пластины. Полученные в нелокальной постановке решения демонстрируют значительное снижение уровня растягивающего напряжения вблизи свободных границ и касательные напряжения в поперечном сечении

Кудашев Е.Б., Яблоник Л.Р. «Характеристики скалярного частотно-волнового спектра пристеночных пульсаций давления в безградиентном турбулентном пограничном слое» Акустический журнал, 70, № 2, с. 244-252 (2024)

Выполнен анализ основных свойств скалярного частотно-волнового спектра турбулентных давлений, представляющего суммарную энергию волновых компонент поля турбулентных давлений с заданным модулем волнового вектора. Рассмотрение скалярного спектра, обладающего самостоятельным прикладным значением, позволяет наглядно представить распределение энергии турбулентных давлений в широком диапазоне частот и волновых чисел. На основании известных моделей векторного волнового поля предложены соотношения для оценки приведенного скалярного спектра. Определены степень и характер параметрического влияния чисел Маха и Рейнольдса.

Савиных В.П., Господинов С.Г., Кудж С.А., Цветков В.Я., Дешко И.П. «Семантика визуальных моделей в космических исследованиях» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 10, № 2, с. 51-58 (2022)

Цели. Цель работы – разработка методики для оценки семантики слабо структурированных или морфологически сложных визуальных информационных моделей. Для достижения цели вводится критерий отнесения визуальных моделей к сложным и алгоритм получения градиентного изображения с несколькими уровнями плотности. Градиентное изображение не является бинарным, что повышает надежность нахождения границ или контуров. Вводится вспомогательная структурная визуальная модель, и в обработке используется серия изображений разной плотности. Далее вводится понятие условной системы координат изображения, позволяющей переносить информацию с разных визуальных моделей на синтетическую результирующую визуальную модель. Методы. Использование градиентной обработки изображений и построение новой промежуточной структурной модели, которая позволяет связывать модели с разной плотностью. Введение системы условных координат изображения. Обработка серии моделей с разной плотностью для получения синтетического изображения. Результаты. Проведена обработка визуальных моделей, полученных с космических снимков со слабой различимостью объектов. Обработаны снимки в системе «Солнце–Земля–Луна». В качестве базиса выбрана система «Солнце–Земля». Для космических снимков характерно то, что яркий свет Солнца «забивает» изображения других объектов с большими фазовыми углами. Применение методики оконтуривания позволило выровнять изображения объектов слабой яркости и большой яркости. Смещение частотной характеристики после выявления всех объектов позволило сформировать четкую визуальную модель. Выводы. На первичных визуальных моделях изображения слабой яркости не видны. При увеличении экспозиции они появляются, но объекты высокой плотности могут сливаться в один. Из-за этого по одному снимку высокой, средней или слабой плотности принципиально невозможно получить качественное изображение всех объектов или полную семантику визуальной модели. Для получения полной семантики визуальной модели необходима обработка серии изображений с переносом изображений на общее синтетическое изображение. Предложенная методика позволяет решать такие задачи. Сравнение полученных результатов с методами обработки одного изображения показывает надежность и большую информативность метода.

Рабецкая О.И., Кудрявцев И.В., Митяев А.Е. «Аналитический расчет жесткости опор балки для обеспечения первой собственной частоты колебаний и критической силы» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 23, № 4, с. 708-720 (2022)

Рассматривается проблема обеспечения требуемой первой собственной частоты изгибных колебаний балки при действии продольной силы за счет введения необходимой жесткости опор. Рассматривая и объединяя уравнения свободных колебаний балки и уравнения, описывающие потерю ее устойчивости, было получено условие работоспособности на основе обеспечения минимально заданного значения первой собственной частоты колебаний с учетом действия продольной силы. При этом достижение нулевой частоты собственных колебаний соответствует потере устойчивости, что позволяет решать обе задачи. Данная задача математически сложна и в известной научной литературе ее решение обычно приводится только в графическом или табличном виде. Проблема заключается в нелинейной зависимости коэффициентов опор от жесткости при колебаниях и потере устойчивости. Для решения этой проблемы использовалась аппроксимация нелинейных зависимостей коэффициентов опор методом наименьших квадратов и получения квадратичных аппроксимирующих функций. В результате задача определения требуемой жесткости опор свелась к разрешающему алгебраическому уравнению четвертой степени, для которого существует аналитическое решение. Полученное решение позволяет определить жесткость опор балки, которая обеспечивает требуемое значение первой собственной частоты колебаний балки и ее первой критической нагрузки в виде внешней сжимающей силы или температурных воздействий. Замена нелинейных зависимостей коэффициентов опор от жесткости опор более простыми квадратичными функциями привела к относительно простым аналитическим зависимостям, которые позволяют преобразовывать разрешающее уравнение в соответствии с конкретной решаемой задачей. Вместе с тем, квадратичные функции повлияли на погрешность расчета, для снижения которой было произведено ограничение рассматриваемого диапазона жесткостей опор и разбиение его на три зоны. Проведено сравнение результатов расчетов по предложенному аналитическому решению с численными расчетами методом конечных элементов. Сравнение результатов расчета показало погрешность не более 5% для рассматриваемого диапазона жесткостей опор, что вполне достаточно для инженерных расчетов балочных конструкций. Для ограничения погрешности результата рекомендуется, чтобы жесткости обоих опор были равны или же одного порядка.

Рабецкая О.И., Кудрявцев И.В., Митяев А.Е. «Аналитический расчет жесткости опор балки для обеспечения первой собственной частоты колебаний и критической силы» Сибирский журнал науки и технологий. Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева" (с 2002 по 2017), "Вестник Сибирской аэрокосмической академии им. академика М.Ф. Решетнева" (с 2000 по 2002 год), 24, № 3, с. 708-720 (2023)

Рассматривается проблема обеспечения требуемой первой собственной частоты изгибных колебаний балки при действии продольной силы за счет введения необходимой жесткости опор. Рассматривая и объединяя уравнения свободных колебаний балки и уравнения, описывающие потерю ее устойчивости, было получено условие работоспособности на основе обеспечения минимально заданного значения первой собственной частоты колебаний с учетом действия продольной силы. При этом достижение нулевой частоты собственных колебаний соответствует потере устойчивости, что позволяет решать обе задачи. Данная задача математически сложна и в известной научной литературе ее решение обычно приводится только в графическом или табличном виде. Проблема заключается в нелинейной зависимости коэффициентов опор от жесткости при колебаниях и потере устойчивости. Для решения этой проблемы использовалась аппроксимация нелинейных зависимостей коэффициентов опор методом наименьших квадратов и получения квадратичных аппроксимирующих функций. В результате задача определения требуемой жесткости опор свелась к разрешающему алгебраическому уравнению четвертой степени, для которого существует аналитическое решение. Полученное решение позволяет определить жесткость опор балки, которая обеспечивает требуемое значение первой собственной частоты колебаний балки и ее первой критической нагрузки в виде внешней сжимающей силы или температурных воздействий. Замена нелинейных зависимостей коэффициентов опор от жесткости опор более простыми квадратичными функциями привела к относительно простым аналитическим зависимостям, которые позволяют преобразовывать разрешающее уравнение в соответствии с конкретной решаемой задачей. Вместе с тем, квадратичные функции повлияли на погрешность расчета, для снижения которой было произведено ограничение рассматриваемого диапазона жесткостей опор и разбиение его на три зоны. Проведено сравнение результатов расчетов по предложенному аналитическому решению с численными расчетами методом конечных элементов. Сравнение результатов расчета показало погрешность не более 5% для рассматриваемого диапазона жесткостей опор, что вполне достаточно для инженерных расчетов балочных конструкций. Для ограничения погрешности результата рекомендуется, чтобы жесткости обоих опор были равны или же одного порядка.

Коцоев К.И., Трыков Е.Л., Кудряев А.А., Перевезенцев В.В. «Разработка алгоритма определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течей» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 3, с. 100-112 (2021)

В настоящий момент на российских и зарубежных АЭС эксплуатируются системы контроля течи теплоносителя первого контура на основе измерения дисперсии генерируемых акустических сигналов (акустических волн), распространяющихся по поверхности металла. В системах акустического контроля течи предусмотрена самодиагностика измерительных каналов, а также применен адаптивный алгоритм, позволяющий автоматически перестроиться на использование соседних измерительных каналов, взамен вышедших из строя. Вместе с тем возможны такие неисправности технических средств системы, которые не позволяют автоматически диагностировать неисправность измерительных каналов, что может привести к невыполнению функции системы по определению величины и координаты течи теплоносителя первого контура. В связи с этим актуальна задача разработки алгоритмов определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течи, реализуемых с применением программного обеспечения без внесения изменений в технические средства системы. Предложен алгоритм определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течи с использованием тестового сигнала увеличенной длительности. Проведен анализ применимости алгоритма на представительской выборке сигналов измерительных каналов системы акустического контроля течи энергоблока № 1 Нововоронежской АЭС-2 кампании 2018–2019 гг. Предложенный алгоритм внедрен там же в режиме опробования с началом новой кампании в июле 2019 года.

Кузнецов А.А., Фукин И.И., Вафин К.М., Завьялова Н.А., Негодяев С.С. «Об интерполяции гравитационного поля Земли» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 15, № 4(60), с. 121-131 (2023)

Для прецизионного прогнозирования орбит в околоземном пространстве необходимо вычисление тяготения Земли с высокой точностью. Расчет гравитационного потенциала и его градиента может быть наиболее затратной стадией интегрирования уравнений движения. В работе исследована возможность интерполяции гравитационного потенциала с целью ускорения построения траекторий. В качестве интерполянтов рассматривались трикубический сплайн и интерполянт на узлах Чебышева–Лиссажу. Авторы оценили ошибки интерполяции и необходимый объем информации для хранения интерполянтов.

Кузнецов А.А., Сорокин И.А., Хрипунов И.В., Фукин И.И., Завьялова Н.А., Негодяев С.С. «О новом методе выбора шага численного интегрирования орбит с полутеневыми участками» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 16, № 1(61), с. 18-33 (2024)

Рассмотрена задача численного прогноза орбит, имеющих полутеневые участки. Авторами проанализированы существующие модели тени, использующиеся для расчета давления солнечного излучения. При помощи серии численных экспериментов построены функции тени вдоль траекторий геостационарных космических объектов для различных моделей тени. Авторами работы предложен алгоритм, позволяющий определять границы временных интервалов полутеневых областей для космических объектов на эллиптических орбитах. Получены два алгебраических уравнения не выше четвертого порядка, определяющие границы полутеневых областей. Проведен анализ уравнений. На основе изложенного алгоритма построен метод коррекции шага численного интегрирования, в автоматическом режиме учитывающий резкое изменение силы светового давления в полутеневых областях. Построенный метод протестирован на задаче прогнозирования геостационарных орбит. Проведено сравнение авторского метода с алгоритмом коррекции шага в интеграторах Гаусса–Эверхарта высоких порядков аппроксимации. Показано, что предложенный метод позволяет ускорить процесс численного интегрирования для рассмотренного класса орбит.

Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Чернова В.В., Кузнецов А.Б. «Акустико-эмиссионный контроль дефектов зоны крепления крыла самолета в условиях полета» Контроль. Диагностика, 27, № 6, с. 18-27 (2024)

Приведены результаты исследований, полученных при мониторинге конструкции самолета Ту-134А в полете. На борту самолета были установлены два четырехканальных блока микропроцессорной акустико-эмиссионной (АЭ) системы СЦАД-16.12 и две антенны, каждая из которых подключалась к одному из блоков системы. Одна из антенн состояла из четырех пьезоэлектрических преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ), а в другой антенне использовались два датчика ПАЭ и два волоконно-оптических датчика (ВОД). Сигналы с датчиков ПАЭ и ВОД поступали на вход измерительных каналов каждого блока системы, обрабатывались и в цифровом виде передавались в компьютер. Затем строились линейная локация, осуществляемая двумя датчиками ПАЭ, установленными на шпангоуте, и суммарный счет сигналов АЭ от времени, зарегистрированный в процессе взлета самолета, во время его полета и посадки.

Тузова А.А., Кузнецов А.Г., Назаров А.М., Захарьева О.В., Блинков А.П. «Гидроакустический модем СПбГМТУ – сравнение с конкурентами» Морские интеллектуальные технологии, № 1-1, с. 199-208 (2024)

Проведен обзор наиболее популярных гидроакустических модемов, использующихся робототехническими комплексами для передачи полезной информации под водой. Рассмотрены модемы зарубежных производителей (EvoLogics, DSPComm, Teledyne Benthos, Water Linked и др.) и российских производителей (AQUATELE.COM, UC&NL, СПбГМТУ). К каждому представленному в работе модему приведены его основные характеристики: рабочая дальность, полоса используемых частот, скорость передачи данных, потребляемая мощность в режимах приема и излучения и габаритные размеры устройства. На основе одной из важнейших характеристик модемов – рабочей дальности – проведено условное разделение всех рассмотренных устройств на три группы: модемы ближнего радиуса действия (до 1000 м), среднего радиуса действия (от 1000 до 3500 м) и дальнего радиуса действия (от 3500 м). В каждой их трех групп проведен сравнительных анализ модемов по трем характеристикам: скорости передачи данных, потребляемой мощности при излучении и массе устройства. По результатам сравнительного анализа был сделан вывод, что устройства, производимые в СПбГМТУ, сопоставимы по характеристикам с другими популярными моделями различных производителей, охватывают большой диапазон рабочих дальностей и могут составить конкуренцию модемам уже устоявшихся производителей.

Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н. «Интерференционные инварианты в максимумах гидроакустического поля в глубоком море» Акустический журнал, 70, № 1, с. 65-76 (2024)

Интерференционный инвариант (ИИ) Чупрова хорошо описывает свойства звукового поля в мелком море. Но вопрос – насколько концепция ИИ Чупрова применима к глубокому морю, где закономерности спадания звукового поля с расстоянием более сложны, – изучен недостаточно. В связи с этим в статье изучены свойства ИИ в ближней и дальней зонах акустической освещенности, а также в зоне тени. Предложено и исследовано новое определение инварианта, проведено сравнение его характеристик с ИИ Чупрова в зависимости от расстояния, глубин приема и излучения, летних или зимних условий распространения. Новый инвариант назван фазо-энергетическим (ФЭИ), поскольку для описания распределения звуковой энергии в пространстве используются ортогональные компоненты градиента фазы. Показаны устойчивость нового инварианта, его независимость от различных влияющих факторов и закономерное изменение с расстоянием в пределах от нуля до единицы. Установлено, что при зимних условиях практически на всех расстояниях ФЭИ равен единице, а ИИ не имеет стабильных значений и изменяется скачками в очень широких пределах. При летних условиях в зоне тени ФЭИ при увеличении расстояния возрастает, как и ИИ, от значений, близких к нулю, до единицы. В ближней и дальней зонах акустической освещенности ФЭИ примерно равен единице, а ИИ в этих зонах как летом, так и зимой характеризуется неограниченными осцилляциями, к которым приводит деление на величину, близкую к нулю. Показано, что определение ФЭИ справедливо и в одномодовых волноводах, и в свободном неограниченном пространстве с диспергирующей средой.

Глебова Г.М., Жбанков Г.А., Кузнецов Г.Н. «Оценка координат подвижных морских роботов с использованием векторно-скалярных антенн, стационарно установленных в глубоком море» Акустический журнал, 70, № 2, с. 206-216 (2024)

Выполнена экспериментальная проверка возможности оценки координат подвижного малошумного робота с использованием разнесенных в пространстве малогабаритных векторно-скалярных антенн, широкополосного излучателя, размещенного на борту робота, и удаленного полигармонического стационарно установленного излучателя – “маяка”, который применяется для устранения смещений пеленгов, вызванных вращением приемных антенн под действием подводных течений. Показано, что применение установленных в волноводе технических средств позволяет решить задачу триангуляции и определить горизонтальные координаты робота, а учет лучевой структуры обеспечивает оценку глубины.

Герасимчук В.В., Жиряков А.В., Кузнецов Д.А., Телепнев П.П. «Моделирование вибрационного фона космического аппарата» Труды Московского авиационного института, № 4(131), с. DOI: 10.34759/trd-2023-131-02 (2023)

Двигатели-маховики и двигатели коррекции, являясь устройствами обмена импульсами, выступают фундаментальным компонентом большинства космических аппаратов как для грубого управления ориентацией, так и для точного наведения. Неуравновешенность вращающихся масс при работе двигателей-маховиков и силовые вибрационные воздействия, вызванные пульсациями давления в камере сгорания двигателей коррекции, способны вызывать чрезмерные колебания исследовательского оборудования, что может привести к снижению точности функционирования. Уровни вибронагруженности определяются в ходе экспериментальной отработки космического аппарата, однако на ранних стадиях проектирования целесообразно предварительным моделированием вибрационного фона мест установки высокоточного оборудования выбрать оптимальные места для их установки с целью минимизации уровней их вибронагруженности. Вибрационный фон определялся для разработанной конечно-элементной модели «гибкой» конструкции космического аппарата в среде пакета программ Femap with NX Nastran. Расчёты проводились для вариантов вибронагружения одним из четырёх двигателей-маховиков и от двух двигателей коррекции. Модель воздействия от двигателя-маховика учитывала силы, возникающие в результате дисбаланса маховика. Моделировалось гармоническое воздействие с амплитудой, пропорциональной квадрату скорости вращения маховика. Уровни вибронагруженности от возмущающих сил двигателей коррекции исследовались для синфазного и противофазного случаев воздействия. Исследование выполнялось методом гармонического анализа. Значения величин воздействий соответствовали уровням возмущений штатных двигателей-маховиков и двигателей коррекции. Оценка уровней вибронагруженности в местах предполагаемого крепления приборов осуществлялась по максимальным значениям рассчитанных линейных и угловых виброускорений, угловых скоростей и угловых перемещений по трём осям. Представленный в статье вариант моделирования вибрационного фона мест установки аппаратуры, чувствительной к стабильности положения для эффективной работы, позволяет провести предварительную оценку уровня вибронагруженности такой аппаратуры на ранних этапах проектирования космических аппаратов.

Зелёный Л.М., Захаров А.В., Попель С.И., Кузнецов И.А., Розенфельд Е.В. «Физические процессы формирования и особенности плазменно-пылевой экзосферы Луны» Успехи физических наук, 194, № 6, с. 569-599 (2024)

Обзор посвящён исследованию физических процессов, связанных с воздействием внешних факторов космического пространства: потоков микрометеороидов, солнечного излучения – на лунный реголит. Под влиянием этих факторов микрочастицы реголита могут отрываться от поверхности и левитировать. Приповерхностная плазма и левитирующие пылевые частицы формируют плазменно-пылевую экзосферу Луны. При антропогенном воздействии на лунную среду заряженные левитирующие микрочастицы могут оказывать крайне негативное влияние на инженерные системы посадочных аппаратов, деятельность и здоровье астронавтов, находящихся на Луне. В статье анализируются современные представления о физических процессах у поверхности Луны на основе сведений, полученных автоматическими лунными аппаратами, а также при проведении лабораторных экспериментов. Рассмотрены нерешённые проблемы, связанные с плазменно-пылевой экзосферой Луны, намечены основные пути их решений.

Елисеев А.В., Кузнецов Н.К., Миронов А.С. «Энергетические характеристики в оценке упругих и рычажных связей в диаде механической колебательной системы» Труды Московского авиационного института, № 2(135), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=179674 (2024)

В рамках проблемы изменения динамических свойств технических объектов, находящихся в условиях вибрационных нагружений, рассматриваются задачи оценки, формирования и коррекции динамических состояний структурных образований механических колебательных систем. В качестве структурного образования рассматривается диада – изолированная система из двух массоинерционных элементов, соединенных пружиной с учетом дополнительных связей, включающих устройства для преобразования движений или демпфер. Цель разрабатываемого методологического подхода заключается в формировании динамических состояний диад и оценке их динамических свойств в условиях вибрационных нагружений на основе обобщенных энергетических отношений, учитывающих рычажные и упругие связи. Используются методы теоретической механики, теории дифференциальных уравнений, интегральных преобразований, системного анализа и структурного математического моделирования, основанного на сопоставлении механическим колебательным системам, используемым в качестве расчетных схем технических объектов, структурных схем, эквивалентных в динамическом отношении системам автоматического управления. Разработана научно-методологическая основа оценки, формирования и коррекции динамических состояний диады, рассматриваемой в качестве эталонного элемента, использующая энергетические характеристики, учитывающие рычажные отношения и упругие связи между парциальными системами и внешними возмущениями.

Левин В.В., Кривченко А.В., Кузнецова М.В., Лутовинов А.А., Мереминский И.А., Ротин А.А. «Детекторы и интегральные схемы орбитальных телескопов» Успехи физических наук, 194, № 4, с. 404-415 (2024)

Развитие рентгеновской астрономии невозможно без развития технологии рентгеновских детекторов. В настоящее время полупроводниковые детекторы рентгеновского излучения обеспечивают наилучшие характеристики с точки зрения временного и энергетического разрешения. В работе представлено описание трёх типов полупроводниковых детекторов, их чувствительных элементов и специализированных интегральных схем обработки сигналов для проектов “Спектр-РГ”, “Гамма-400” и космического эксперимента “Монитор всего неба”.

Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Рыбянец П.В. «О возможности оценки предельной дальности обнаружения подводных глайдеров» Подводные исследования и робототехника, 37, № 1, с. 68-75 (2024)

Изложена методика голографической обработки шумового сигнала подводного источника, позволяющая оценить его предельную дальность обнаружения. Представлен алгоритм определения параметров голографической обработки, реализующий предельную дальность обнаружения. Приведены результаты численного эксперимента по определению предельной дальности обнаружения гибридного АНПА в режиме «подводного планера». В качестве приемной системы рассмотрены одиночный приемник и линейная антенна.

Мансфельд А.Д., Беляев Р.В., Волков Г.П., Кузьмин А.А., Санин А.Г., Шайкин А.А. «Мониторинг внутренней температуры активных элементов мощных лазеров методом ультразвуковой локации» Акустический журнал, 70, № 1, с. 57-64 (2024)

Контроль внутренней температуры активных элементов (АЭ) мощных лазеров необходим для их безопасной работы. В статье описана методика и устройство для мониторинга внутренней температуры АЭ лазеров. Измерения основаны на импульсном ультразвуковом (УЗ) зондировании и зависимости от температуры скорости звука в материале АЭ. Изменение скорости звука приводит к изменению фазы УЗ сигнала, прошедшего через объект, которое регистрируется описываемым устройством. Представлены результаты мониторинга температуры АЭ с помощью ультразвукового зондирования в процессе работы действующей лазерной установки.

Адзерихо И.Э., Кулак А.И., Владимирская Т.Э., Леончик Е.В., Чур С.Н., Минченя В.Т., Шилько С.В. «Эластификация артериальной стенки под действием высокоинтенсивного низкочастотного ультразвука» Доклады Национальной академии наук Беларуси "Весці Нацыянальнай акадэмiі навук Беларусi", 67, № 4, с. 287-294 (2023)

Установлено существенное повышение эластичности бедренно-подколенных сегментов артерий in vitro в результате действия кавитации, генерированной мощным низкочастотным (24–26 кГц) ультразвуком, вводимым внутрь кровеносного сосуда гибким волноводом. Эластичность сосуда оценивалась как по прогибу под действием внешней силы, так и по степени его вазодилатации внутренним давлением, создаваемым расширяющимся баллоном. Показана возможность достижения более чем двукратного снижения модуля упругости сосудистой стенки после 30 с ультразвукового воздействия интенсивностью 31 Вт/см². Установлено, что при амплитуде ультразвуковых колебаний 10 мкм имеет место повреждение сосудистой стенки в виде мелких фокусов отслоения и разрыва интимы, сопровождающееся расслоениями в медии с формированием полиморфных щелевидных полостей при увеличении амплитуды колебаний свыше 23 мкм. Ключевые слова: артериальная стенка, эластичность, ультразвук, акустическая кавитация

Белый В.Н., Кулак Г.В., Тозик Л.А., Шакин О.В. «Дифракция двухпараметрических кольцевых световых пучков на ультразвуке в кристаллах парателлурита» Проблемы физики, математики и техники, № 4, с. 11-15 (2023)

Исследована брэгговская дифракция двухпараметрических кольцевых световых пучков на медленной сдвиговой ультразвуковой волне в кристаллах парателлурита. Показано, что имеет место эффективная перекачка энергии кольцевого пучка из нулевого в первый дифракционный порядок, причем более эффективный энергообмен дифрагированных световых пучков реализуется для циркулярно-поляризованных световых волн. Установлено, что взаимодействующие волны имеют форму кольцевых пучков, причем параметры дифрагированного пучка определяются параметром порядка и радиусом падающего пучка, а также мощностью ультразвука, длиной акустооптического взаимодействия и углом Брэгга.

Кулак Г.В., Ропот П.И., Шакин О.В. «Дифракция смещенных гауссовых световых пучков на ультразвуке в кристаллах парателлурита» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-мат. навук), 60, № 2, с. 146-152 (2024)

Исследована брэгговская дифракция смещенных гауссовых световых пучков на медленной сдвиговой ультразвуковой волне в кристаллах парателлурита, в которых осуществляется эффективная перекачка энергии пучка из нулевого дифракционного порядка в первый. Установлено, что для оптимизации энергообмена дифрагированных световых пучков в рассматриваемой геометрии акустооптического взаимодействия необходимо использовать циркулярно-поляризованные световые пучки. Показано, что дифрагированные пучки имеют форму смещенных гауссовых пучков, пространственная структура которых определяется параметром смещения падающего пучка и мощностью ультразвука.

Фадеев Р.Ю., Беляев К.П., Кулешов А.А., Реснянский Ю.Д., Смирнов И.Н., Струков Б.С., Зеленько А.А. «Численные эксперименты с совместной моделью атмосфера-океан ПЛАВ-NEMO» Математическое моделирование, 36, № 4, с. 116-132 (2024)

Приведены результаты численных экспериментов, выполненных с помощью совместной модели атмосферы, океана и морского льда, включающей полулагранжеву модель динамики атмосферы ПЛАВ и модель циркуляции океана с морским льдом NEMO-SI3 (Nucleus for European Modelling of the Ocean). Объединение моделей выполнено с помощью программного пакета OASIS3-MCT. Проанализирована пространственно-временная изменчивость характеристик океана на его поверхности и в толще воды.

Лебедев М.С., Тагильцев А.А., Кулик А.В., Чудновский В.М. «Акустика кипения с недогревом на лазерном нагревательном элементе» Подводные исследования и робототехника, 37, № 1, с. 21-25 (2024)

Исследуются акустические сигналы, возникающие при кавитации, инициированной лазерным нагревом воды в окрестности торца оптоволокна, погружённого в воду. Показано, что рост и схлопывание паровой фазы в окрестности торца оптоволокна (лазерного нагревательного элемента), по которому распространяется лазерное излучение, генерируют характерные для элементарного акта вскипания акустические сигналы, которые предшествуют появлению сигналов большой амплитуды. Установлено, что сигналы большой амплитуды вызваны ударными волнами, возникающими при коллапсе основного пузырька и вторичных пузырьков – «отскоков».

Горчинский С.О., Куликов Вик.С., Никулин В.В., Орлов Д.О., Осипов Д.В., Попов В.Л., Тюрин Н.А., Шабат Г.Б., Шафаревич А.И., Шокуров В.В. «Игорь Ростиславович Шафаревич (к столетию со дня рождения)» Успехи математических наук, 78, № 6, с. 187-198 (2023)

Выдающийся русский математик, философ и публицист Игорь Ростиславович Шафаревич родился 3 июня 1923 г. в Житомире. DOI: https://doi.org/10.4213/rm10158

Кульков Д.С., Сычев В.Н. «Акустическая эмиссия при непрерывном и ступенчатом одноосном нагружении горных пород» Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета (КРСУ), 24, № 4, с. 189-197 (2024)

Акустическая эмиссия регистрировалась в процессе одноосного сжатия образцов различных геоматериалов. Эксперименты осуществлялись на малошумной рычажной установке с водяным натеканием, максимальная нагрузка на образец не превышала 250 кН. Часть образцов испытывалась при непрерывно возрастающей нагрузке, другая – при ее ступенчатом изменении. Исследовалось распределение сигналов акустической эмиссии по энергиям. В качестве энергетической характеристики акустической эмиссии служил квадрат максимальной амплитуды сигнала. Величина деформации образца при ступенчатом нагружении более чем в два раза превышала данный показатель для непрерывного нагружения. Суммарная эмиссия почти в четыре раза больше при ступенчатом режиме нагружения. Активность АЭ также выше в 2 раза при ступенчатом нагружении, причем максимальные значения активности наблюдались не во время пригрузок, как можно было ожидать, а на самих ступеньках, при постоянной величине усилия сжатия. Выявлено уменьшение крутизны линейной части графиков повторяемости для конкретного геоматериала при смене режима нагружения от линейного к ступенчатому, что означает увеличение доли более высокоэнергетических событий при ступенчатом изменении нагрузки. Следовательно, вероятность образования укрупненного дефекта при ступенчатом нагружении горных пород выше, чем при ее непрерывном нарастании. То есть, при ступенчатом режиме нагружении в горных породах облегчается локализация дефектов, повышается энергия акустической эмиссии и склонность материала к хрупкому разрушению.

Баташова С.С., Золотухина А.А., Гурылева А.В., Платонова Н.Б., Кунина В.А. «Метод автоматизированной оценки эффективности средств повышения сохранности плодов с помощью акустооптического видеоспектрометра» Оптический журнал, 91, № 7, с. 25-36 (2024)

Предмет исследования. Методы и алгоритмы регистрации, обработки и интерпретации спектральных изображений для задач оценки поверхностных дефектов плодов. Цель работы. Разработка метода оценки эффективности технологий повышения сохранности плодов на основе автоматического выявления и количественной оценки их поверхностных дефектов средствами видеоспектрометрии. Метод. Регистрация спектральных изображений осуществлена акустооптическим видеоспектрометром с рабочим спектральным диапазоном 450–850 нм (ширина полосы пропускания 2,5 нм на длине волны 650 нм) с шагом 5 нм. Для обработки спектральных изображений применены широко апробированные операции и алгоритмы улучшения и анализа данных, в том числе коррекция неравномерности освещенности, пространственной и спектральной неоднородности коэффициента пропускания оптической системы, различные типы фильтрации изображений, пороговая бинаризация, морфологические операции и классификация объектов по спектральным признакам. Апробация предложенного подхода проведена в экспериментальном исследовании по оценке эффективности продления сохранности плодов персика и нектарина с помощью обработки ингибирующим выработку этилена препаратом. Основные результаты. Разработана методика регистрации и обработки спектральных изображений, позволяющая в автоматическом режиме обнаруживать и количественно характеризовать поверхностные дефекты плодов. Введен оценочный параметр, определяемый как отношение площади дефекта к общей площади поверхности плода и обеспечивающий сопоставление различных вариантов эксперимента. Апробация подхода показала возможность автоматизированного определения дефектов плода с относительной погрешностью 11%. Практическая значимость. Разработанные алгоритмы обработки данных обеспечивают возможность проведения регулярной диагностики образцов и выявления дефектов на ранних стадиях. Методика регистрации и обработки спектральных изображений может быть распространена на приборы, построенные на других физических принципах получения пространственного распределения спектральных характеристик объектов. Разработанное решение пригодно для дополнения существующих методов оценки технологий продления сохранности плодов и способствует внедрению видеоспектрометрических приборов в рутинную практику агропромышленного комплекса.

Куражова А.В. «Речь взрослых в разных эмоциональных состояниях: временные и спектральные характеристики» Акустический журнал, 70, № 1, с. 104-112 (2024)

Работа направлена на определение индивидуальных особенностей речи взрослых в разных эмоциональных состояниях. Изучены акустические характеристики речи 12 взрослых носителей русского языка. Проведена аудиозапись речи информантов при произнесении текста-бессмыслицы в эмоциональных состояниях: радость, гнев, печаль, страх, нейтральное. Временные и спектральные характеристики речи анализировали в звуковом редакторе Cool Edit Pro. В речи мужчин максимальный диапазон частоты основного тона выявлен в высказываниях, произнесенных в нейтральном состоянии и состоянии радости, минимальный – в состоянии печали. Для женской речи – максимальный диапазон частоты основного тона в состоянии радости и в состоянии гнева, наименьший – в состоянии печали и в нейтральном состоянии. Диапазон частоты основного тона в женской речи больше, по сравнению с мужской. Для 7 информантов показано, что длительность высказываний в состоянии печали была больше по сравнению с другими состояниями, а в состоянии радости – минимальна. Как мужские, так и женские высказывания в состоянии радости характеризовались максимальными значениями диапазона частоты основного тона, в состоянии печали, наоборот минимальными, паузы между словами в высказываниях в состоянии печали выявлены как у мужчин, так и у женщин. Таким образом, выявлены различия во временных и спектральных характеристиках высказываний в разных эмоциональных состояниях. Определены индивидуальные особенности проявления эмоционального состояния в речи взрослых.

Курашкин К.В., Кириллов А.Г., Гончар А.В. «Использование головных волн для определения остаточных и температурных напряжений в рельсах» Акустический журнал, 70, № 1, с. 49-56 (2024)

Исследована возможность акустической тензометрии продольных остаточных и температурных напряжений в рельсах с помощью головных волн. Проведен теоретический анализ влияния напряжения и температуры на скорость распространения упругих волн в рельсовой стали. Приведен алгоритм определения продольного напряжения в рельсе на основе измерений времени распространения головных волн. Описан принцип работы и представлены основные параметры экспериментального образца акустического тензометра, в котором реализована дифференциальная схема измерения времени распространения головных волн. Излучение и прием головных волн, распространяющихся вдоль рельса, осуществляется с поверхности катания головки рельса с помощью контактных пьезоэлектрических преобразователей, расположенных на призмах из полиметилметакрилата. Представлены результаты акустомеханических испытаний и температурных тестов. Выполнен расчет погрешностей измерений. Приведены результаты оценки уровня остаточных сварочных напряжений в головке нового рельса. Экспериментальные результаты сравниваются с теоретическими оценками напряжений, которые возникают в рельсе под воздействием температуры, а также с имеющимися в литературе данными по остаточным напряжениям в рельсах.

Казаков В.В., Мухин И.Б., Курников А.А., Субочев П.В. «Исследование качества термодиффузионной сварки кристаллов в дисковом оптическом элементе оптоакустическим методом» Акустический журнал, 70, № 2, с. 273-282 (2024)

Оптоакустическим методом исследована возможность оценки качества термодиффузионной сварки двух кристаллов иттрий алюминиевого граната в композитном оптическом диске. Для получения акустических изображений термодиффузионной сварки использовалось сканирование над поверхностью диска оптоакустического датчика, соединенного с импульсным лазером (длина волны 532 нм, длительность импульса 10 нс) оптоволокном. Синхронно с перемещением датчика на площади 16×16 мм с шагом 0.1 мм происходила регистрация ультразвуковых импульсов в диапазоне частот до 80 МГц. Использовалось два режима ультразвуковой локации: на отражение и на просвет. Проведена диагностика двух композитных дисков диаметром 15 мм с различным качеством термодиффузионной сварки. Обсуждается возможность количественного определения качества диффузионного слоя оптоакустическим методом для объективного сравнения дисков. Полученные данные подтверждены результатами измерений методом оптических проекций.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 1. Применение амортизаторов» Авиакосмическое приборостроение, № 4, с. 3-14 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 2. Применение демпфирующих материалов» Авиакосмическое приборостроение, № 5, с. 3-16 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 3. Применение сплавов высокого демпфирования» Авиакосмическое приборостроение, № 6, с. 3-10 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.

Цетлин И.В., Иванов А.В., Куфтин А.А., Крыжко С.М., Письмаров М.Н., Смирнова С.И., Демарева А.И., Шеховцев С.С., Нураев Р.Х. «Защита малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Обзор средств защиты. Часть 4. Применение систем активной виброзащиты» Авиакосмическое приборостроение, № 7, с. 3-10 (2024)

Обзор средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры от механических воздействий. Изложены основные принципы конструирования средств защиты малогабаритной бортовой аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях жестких вибрационных и ударных воздействий высокой интенсивности. Ключевые слова: амортизатор, демпфер, активная виброзащита, синтактные пены, вибрация, удар, прочность.