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.

Зуев А.С., Файчук Д.В. «Ультразвуковой программно-аппаратный комплекс учета пассажиров общественного транспорта» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 7, № 6, с. 25-43 (2019)

Приведено описание разработанного авторами бортового бесконтактного программно-аппаратного комплекса учета пассажиров общественного транспорта, позволяющего в режиме реального времени: фиксировать показания ультразвукового дальномера о движении объектов на вход и выход через дверной проем; обрабатывать полученные наборы значений и определять численность вошедших и вышедших людей на остановках; отправлять данные через штатные модули связи транспортного средства с целью формирования информационного обеспечения специализированных сервисов мониторинга пассажиропотоков и движения общественного транспорта, а также решения соответствующих задач предиктивной аналитики. Выполнен обзор существующих аналогов, основанных на применении лазерных датчиков, тепловизоров, технологий компьютерного зрения и элементов регистрации воздействий на пол, выделены как их преимущества, так и недостатки, ограничивающие массовое применение. Для предложенного программно-аппаратного комплекса приведены: результаты сравнения с аналогами и обоснование возможностей внедрения на пассажирском транспорте; описание аппаратной составляющей – состава основных использованных комплектующих (контроллер STM32, ультразвуковой дальномер, инфракрасный дальномер); методы обработки показаний ультразвукового дальномера с целью определения численности вошедших и вышедших пассажиров, в том числе в условиях их скопления по обе стороны дверного проема и чередования движений на вход и выход группами и по одиночке; варианты исполнения модулей по форм-фактору корпуса, а также по составам и количеству используемых комплектующих; варианты комплектования модулями и описания схем их установки в соответствии с особенностями задач его применения для контроля дверных проемов различной, в том числе произвольной ширины.

Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Оценка пульсаций давления в ближнем поле струи при наличии спутного потока на основе результатов термоанемометрических измерений» Акустический журнал, 70, № 1, с. 77-91 (2024)

Показано, что спектры пульсаций скорости, измеренные с помощью термоанемометра в области потенциальной части ближнего поля турбулентной струи при наличии спутного потока, могут быть пересчитаны в спектры пульсаций давления. Предложенный метод пересчета основан на том факте, что волны неустойчивости, которые вносят определяющий вклад в пульсации ближнего поля, близки по структуре к однородным продольным волнам. Это позволяет локально связать пульсации давления и продольной компоненты скорости, измеряемой термоанемометром.

Утяшев И.М., Фатхелисламов А.Ф. «Идентификация продольного надреза стержня по собственным частотам колебаний» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 11, № 2, с. 92-99 (2023)

Цели. Цели работы: рассмотреть прямую и обратную задачу о колебании прямоугольного стержня с продольным надрезом; исследовать закономерности поведения собственных частот и собственных форм продольных колебаний при изменении места и размера надреза; разработать метод, позволяющий однозначно идентифицировать параметры продольного надреза с помощью собственных частот продольных колебаний стержня. Методы. Стержень с продольным надрезом моделируется как два стержня, где первый не имеет надреза, а второй – имеет. Для соединения используются условия сопряжения, в которых приравниваются продольные колебания и деформации. Решение обратной задачи основано на построении частотного уравнения в предположении, что искомые параметры входят в уравнение. При подстановке собственных частот в это уравнение получим нелинейную систему относительно неизвестных параметров. Решение последнего есть искомые параметры надреза. Результаты. Приведены таблицы собственных частот и графики собственных форм для разных параметров надреза. Получены и проанализированы результаты для различных краевых условий. Представлен метод идентификации параметров надреза по конечному числу собственных частот. Показано, что обратная задача имеет два решения, симметричных относительно центра стержня. Для однозначного решения требуются собственные частоты той же задачи с другими граничными условиями на правом конце. Добавление дополнительных условий на концах стержня позволило решить обратную задачу с новыми краевыми условиями, дающими возможность построить точное решение и разработать алгоритм проверки однозначности решения. Выводы. Разработанный метод позволяет решить задачу идентификации геометрических параметров различных деталей и конструкций, моделируемых стержнями.

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.

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.

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.

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.

Дробыш М.В., Дубовицкий А.Н., Лебедев А.Б., Тарасов Д.С., Фокин Н.И., Фурлетов В.И., Якубовский К.Я. «Расчет автоколебаний газа в малоэмиссионных камерах сгорания ГТУ, работающих на газообразном топливе» Физика горения и взрыва, 60, № 4, с. 76-86 (2024)

Разработан экономичный метод расчета самовозбуждения колебаний газа в малоэмиссионных камерах сгорания газотурбинных установок. Метод основан на использовании модели турбулентности SST SAS и модели турбулентного горения с модифицированным уравнением для переменной степени завершенности горения. В источниковый член этого уравнения введен множитель, связанный с колебаниями давления газа. Склонность камеры сгорания к возбуждению колебаний газа оценивается двумя параметрами: показателем степени данного множителя (показателя взаимодействия) и логарифмическим декрементом затухания колебаний. При решении задачи на самовозбуждение колебаний в случае задания однородной метановоздушной смеси на входе в камеру сгорания появилась первая радиальная мода колебаний с частотой 2 700 Гц. В случае раздельной подачи воздуха и топлива в камеру сгорания возбудилась первая продольная мода колебаний с частотой 300 Гц. Применение резонансных поглотителей (антивибрационных экранов небольшого размера) позволило полностью подавить радиальные колебания. Ключевые слова: малоэмиссионная камера сгорания, метод расчета турбулентного горения, термоакустическая неустойчивость горения, самовозбуждение колебаний газа, автоколебания газа, моды колебаний

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.

Фролова А.С., Завершинский Д.И., Молевич Н.Е. «Решение задачи об эволюции слабого возмущения, заданного на границе горячей корональной петли в сильном магнитом поле» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 51, № 7, с. 12-21 (2024)

Магнитоакустические волны активно используются в качестве средства диагностики параметров плазмы и процессов, происходящих в ней. В данной работе исследуется задача об эволюции слабого возмущения, заданного в основании корональной петли. Рассмотрение проводится в предположении, что плазма находится в сильном магнитном поле таком, что эволюция медленных магнитоакустических и энтропийных мод может быть описана в рамках уравнений газовой динамики с высокой степенью точности. Спектр исследуемых волн полагается таким, что основным источником дисперсии и диссипации волн является теплопроводность среды. В рамках указанных приближений найдено точное решение граничной задачи для линейного эволюционного уравнения с помощью метода Фурье, а также принципа Дюамеля. Полученное точное аналитическое решение может быть использовано для интерпретации результатов наблюдений, а также численного моделирования медленных магнитоакустических и энтропийных волн в солнечной короне.

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.

Дробыш М.В., Дубовицкий А.Н., Лебедев А.Б., Тарасов Д.С., Фокин Н.И., Фурлетов В.И., Якубовский К.Я. «Расчет автоколебаний газа в малоэмиссионных камерах сгорания ГТУ, работающих на газообразном топливе» Физика горения и взрыва, 60, № 4, с. 76-86 (2024)

Разработан экономичный метод расчета самовозбуждения колебаний газа в малоэмиссионных камерах сгорания газотурбинных установок. Метод основан на использовании модели турбулентности SST SAS и модели турбулентного горения с модифицированным уравнением для переменной степени завершенности горения. В источниковый член этого уравнения введен множитель, связанный с колебаниями давления газа. Склонность камеры сгорания к возбуждению колебаний газа оценивается двумя параметрами: показателем степени данного множителя (показателя взаимодействия) и логарифмическим декрементом затухания колебаний. При решении задачи на самовозбуждение колебаний в случае задания однородной метановоздушной смеси на входе в камеру сгорания появилась первая радиальная мода колебаний с частотой 2 700 Гц. В случае раздельной подачи воздуха и топлива в камеру сгорания возбудилась первая продольная мода колебаний с частотой 300 Гц. Применение резонансных поглотителей (антивибрационных экранов небольшого размера) позволило полностью подавить радиальные колебания. Ключевые слова: малоэмиссионная камера сгорания, метод расчета турбулентного горения, термоакустическая неустойчивость горения, самовозбуждение колебаний газа, автоколебания газа, моды колебаний