Кочаровский В.В., Вдовин В.В., Гаврилов А.С., Кочаровская Е.Р., Логвиненко С.В., Лоскутов Е.М., Малофеев В.М. «Метод периодических главных компонент динамического спектра радиопульсаров и фарадеевское вращение девяти составляющих импульса PSR B0329+541» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 50, № 2, с. 142-162 (2024)

Развит метод периодических главных компонент для сигналов с квазипериодическим динамическим спектром, свойственным радиопульсарам. Метод основан на анализе собственных векторов и значений матрицы частотно-временных корреляций сигнала, усредненной по многим периодам обращения пульсара. На примере наблюдений PSR В0329+54 радиотелескопом ПРАО АКЦ ФИАН вблизи частоты 111 МГц в полосе 2.5 МГц показано, что даже для коротких интервалов данных (несколько минут) развитый метод позволяет выделить до девяти составляющих импульса излучения пульсара, оценить степень корреляции между ними и для каждой составляющей найти период модуляции фарадеевского типа, а также ее относительную фазу и скорость частотно-временного чирпа, т.е. позволяет судить о структуре источника излучения.

Гаврилов В.А., Букалов А.А. «Разработка и исследование ключевого стабилизированного конвертора гидроакустической передающей аппаратуры» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 206-210 (2024)

Рассмотрены особенности работы ключевого стабилизированного конвертора (КСК) с широтно-импульсной модуляцией и фазоимпульсной модуляцией (ФИМ), предложены рекомендации по проектированию КСК с ФИМ.

Букалов А.А., Гаврилов В.А. «Ключевые нормализаторы электропитания генераторных устройств гидроакустических передающих трактов» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 202-206 (2024)

Обоснована необходимость применения ключевых нормализаторов напряжения силового электропитания мощных генераторных устройств гидроакустических передающих трактов. Рассмотрены особенности применения повышающих и понижающих преобразователей выпрямленного линейного напряжения с ограничением и нормализацией фазных токов потребления.

Галактионов И.В., Никитин А.Н., Шелдакова Ю.В., Топоровский В.В., Абдулразак С.Х., Кудряшов А.В. «Гартманометр и интерферометр Физо: сравнительный анализ устройств в задачах контроля качества оптических поверхностей» Оптический журнал, 91, № 11, с. 43-53 (2024)

Предмет исследования. Оптомеханическое устройство как альтернатива интерферометру Физо для задач контроля качества оптических поверхностей. Цель работы. Разработка и исследование метрологического устройства для измерения плоскостности оптической поверхности. Сравнение результатов измерений, полученных при использовании разработанного устройства и интерферометра Физо. Метод. Измерение волнового фронта излучения, отраженного от исследуемой оптической поверхности, с помощью датчика Шака–Гартмана. Основные результаты. В результате исследований было разработано принципиально новое устройство, названное гартманометром. Представлен метод его калибровки, а также приведено сравнение результатов измерения тестовой оптической поверхности с использованием разработанного устройства и классического интерферометра Физо. Общая амплитуда искажений волнового фронта, измеренная с помощью интерферометра Физо, составила 0,127 мкм (среднеквадратическое отклонение 0,022 мкм), с помощью гартманометра – 0,131 мкм (среднеквадратическое отклонение 0,024 мкм). Практическая значимость. Разработанное устройство может служить более надежной и бюджетной альтернативой интерферометру Физо в задачах контроля качества оптических поверхностей.

Козелков А.С., Галанов Н.Г. «Учет шероховатости поверхности при моделировании процессов обледенения» Экологические системы и приборы, № 10, с. 58-69 (2024)

В статье представлена физико-математическая модель, которая используется при численном моделировании процесса формирования льда на поверхности летательных аппаратов в стандартных атмосферных условиях с учетом шероховатости поверхности, возникающей в процессе обледенения. Образующаяся шероховатость описывается моделью так называемой «песочной» шероховатости и её модификациями. Учет шероховатости поверхности проводится за счет внедрения величины шероховатости в модель турбулентности и в логарифмический закон функции стенки. В статье представлены две коррекции модели шероховатости, позволяющие автоматически рассчитывать высоту шероховатости в зависимости от параметров набегающего потока и капель сплошной среды. В качестве примера работоспособности реализованных уравнений представляются результаты численного моделирования задач аэродинамики и обледенения профиля крыла NACA0012 с учетом и без учета шероховатости. Показано, что при учете шероховатости водяная плёнка меньше растекается по поверхности и рогообразные наросты образуются в местах аналогичных, полученных при натурных испытаниях. В целом, учет шероховатости при численном моделировании, позволяет получать формы ледяных наростов, лучше согласующиеся с экспериментальными данными, по сравнению с результатами расчетов, которые были получены без учета шероховатости. Ключевые слова: аэродинамика, численное моделирование, уравнения Навье-Стокса, метод TVD, обледенение, модель песочной шероховатости. DOI: 10.25791/esip.10.2024.1480

Уханов И.Г., Матвеев Г.А., Галкин Я.А. «Исследование динамики упругих элементов конструкции космических аппаратов с системой раскрытия и зачековки на основе материала с эффектом памяти формы» Авиакосмическое приборостроение, № 10, с. 28-35 (2024)

Представлена методика исследования динамики упругих элементов конструкции космических аппаратов с системой раскрытия и зачековки на основе материала с эффектом памяти формы и схема раскрытия и фиксации панелей солнечных батарей на основе материала с эффектом памяти формы. Осуществлен анализ основных схем раскрытия солнечных батарей, проведено сравнение пружинных механизмов раскрытия с механизмами на основе материала с эффектом памяти формы с применением математического аппарата расчета собственных колебаний панелей солнечных батарей. Представлены модели силового термомеханического привода и устройство фиксации из материала с эффектом памяти формы. Ключевые слова: космический аппарат, панели солнечных батарей, материал с эффектом памяти формы, механизмы раскрытия. DOI: 10.25791/aviakosmos.10.2024.1436

Гасанов С.А. «Профили и некоторые динамические параметры слоисто-неоднородной эллиптической галактики» Астрономический журнал, 101, № 2, с. 77-91 (2024)

Рассмотрены несколько новых моделей слоисто-неоднородной эллиптической галактики (ЭГ), имеющей форму либо трехосного эллипсоида, либо сжатого или вытянутого сфероида, и состоящей из барионной массы (БМ) и темной материи (ТМ) с разными законами распределения плотности – профилями. На основе этих моделей определены некоторые ключевые динамические параметры ЭГ: гравитационная (потенциальная) энергия и кинетическая энергия вращения, суммарная поверхностная яркость, полная светимость, а также дисперсия скоростей в зависимости от расстояния до центра ЭГ. Установлены соотношения между важными динамическими параметрами галактики: “масса–размеры”, “масса–дисперсия скоростей”, “размер–дисперсия скоростей–светимость” (поверхностная яркость). Исследованы эволюционные сценарии образования ЭГ согласно этим моделям.Полученные результаты применены к шестидесяти модельным ЭГ с параметрами, точно совпадающими с реально существующими, и приведены в виде таблиц.

Гейко С.А. «Методика оптимизации атрибутного состава, совершенствующая элементы структуры информационно-управляющей системы» Гидроакустика, № 59, с. 93-97 (2024)

В настоящее время в условиях широчайшего применения информационно-управляющих систем процессом проектирования сложных наукоемких изделий в информационных системах проектантов и изготовителей отсутствует стандартизированный набор атрибутов в записях о применяемых при проектировании комплектующих изделиях. За неимением стандартизированного набора атрибутов и уникального идентификатора записей завод-изготовитель вынужден повторно обрабатывать большие массивы информации, полученные от разных организаций – участников кооперации, использующих разрозненные информационные системы. Цель проведенного исследования – сокращение атрибутного состава информационного объекта информационно-управляющей системы для улучшения ее технических характеристик. При проведении исследования был применен метод экспертной оценки (метод ранжирования), а также математические методы проверки достоверности статистических данных. Новизна данного исследования заключается в том, что в отечественной промышленности ранее не проводилась оценка применяемости атрибутов изделий в информационно-управляющих системах. Ключевые слова: информационная система, атрибут, идентификатор, экспертный метод, характеристика

Лаврухин Е.В., Мурыгин Д.А., Торопов К.В., Хлюпин А.Н., Герке К.М. «Разработка методики создания синтетических томограмм пористых сред» Математическое моделирование, 36, № 5, с. 55-72 (2024)

Рентгеновская компьютерная томография (КТ) является одним из ключевых методов исследования внутреннего строения пористых образцов, например, пород-коллекторов нефти и газа. Для дальнейшего моделирования физических свойств пористых сред КТ-изображения необходимо предварительно сегментировать – разделить на твердую и пустотную фазы. Однако правильность сегментации невозможно проверить ввиду отсутствия данных о точном внутреннем строении материала. В настоящей работе описана разработанная методика и ПО на её основе для создания синтетических томограмм пористых сред с целью решить проблему отсутствия валидационных или тренировочных изображений сегментации. Созданный фреймворк основан на прямом и обратном преобразовании Радона. Для проверки предложенного подхода мы сравнили скорость и качество работы ключевых алгоритмов с существующими аналогами. На основе прокси-образцов, полученных сегментацией КТ-изображений, созданы синтетические изображения пористых сред из пяти фаз: пор (воздух с незначительным поглощением излучения), каолинита (Al₂Si₂O₅OH₄), диоксида кремния (SiO₂), карбоната кальция (CaCO₃) и дисульфида железа (FeS₂). Наблюдается хорошее соответствие получаемых синтетических данных в сравнении с оригинальными КТ-изображениями. Разработанная методика позволяет решить проблему создания размеченных данных для использования машинного обучения в задачах сегментации КТ-изображений, а также для тестирования любых других методик для сегментации КТ-изображений.

Никифоров С.А., Шварц И.В., Гильмутдинов А.Х., Горунов А.И. «Анализ течений при лазерно-акустической обработке нержавеющей стали AISI 316L» Вычислительная механика сплошных сред, 17, № 2, с. 133-142 (2024)

Изучается влияние ультразвуковых колебаний на течение расплавленного металла при его лазерной обработке. Данная задача представляет интерес с позиций модернизации существующих технологических процессов, таких как лазерная сварка и наплавка, для получения структур с улучшенными физико-механическими свойствами. Введение дополнительного ультразвукового воздействия в ванну с расплавом интенсифицирует течение металла путем принудительного перемешивания для его гомогенизации (выравнивания состава), что и приводит к повышению механических свойств за счет увеличения числа центров кристаллизации при затвердевании. Для лучшего понимания такого комбинированного процесса и управления им предложен способ, заключающийся в синтезе прочностного и гидродинамического решателей программного комплекса ANSYS. Настройка связи между соответствующими модулями ANSYS – Transient Structural и CFX, осуществляется через дополнительный модуль ANSYS System Coupling. При таком подходе к реализации задачи становятся возможными расчет смещений на границе твердого металла и их передача на границу жидкого металла и обратно в каждый момент времени. Воздействие лазерного излучения на жидкий металл рассматривается с учетом конвекции Марангони, конвективной и радиационной теплоотдачи. Результаты численных экспериментов позволяют провести качественное и количественное сравнение характеристик сформированных течений жидкой нержавеющей стали AISI 316L как без воздействия ультразвуковых колебаний, так и в их присутствии. Показано, что интенсификация и торможение течений наблюдаются при средних значениях амплитуды ультразвукового воздействия. Данный факт соотносится с моментами времени, когда деформированная поверхность металла в ванне совершает движения вниз-вверх. Выполнено аналитическое сравнение максимальных скоростей на оси ванны расплава. Отмечено отсутствие реакции расплавленного металла на ультразвуковое воздействие при максимальных значениях амплитуды колебаний, которые отвечают максимальным смещениям и деформации поверхности на границе жидкого и твердого металла.

Мещеряков А.В., Хорунжев Г.А., Воскресенская С.А., Медведев П.С., Гильфанов М.Р., Сюняев Р.А. «SRGZ: классификация точечных рентгеновских источников еРОЗИТА в области 1% DESI и калибровка фотометрических красных смещений» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 50, № 1, с. 38-54 (2024)

Рассматривается популяция точечных рентгеновских источников двухлетнего обзора СРГ/еРОЗИТА в области 1%-го спектроскопического обзора DESI в восточной галактической полусфере (eROSITA-1%DESI-East). Рассматриваемые данные сочетают в себе большую площадь обзора (91.4 кв. градусов) и рекордно высокую полноту (90-95%) спектроскопии оптических компаньонов рентгеновских источников с потоком F_X,0.5-2≥1.5·10^–14 эрг с^–1 см^–2. Мы сравниваем результаты фотометрических (SRGz) и спектральных/астрометрических измерений (DESI EDR, SDSS, HELP, GAIA) классов и красных смещений объектов в зависимости от их рентгеновского потока. Нами отмечается высокая точность фотометрических красных смещений, полученных моделями SRGz для рентгеновских источников в двухлетнем обзоре неба еРОЗИТА (в области покрытия фотометрических обзоров DESI Legacy Imaging Surveys/Pan-STARRS1/SDSS): стандартное отклонение s_NMAD≈4% и доля выбросов на уровне n>0.15=7–8.5% (для оптических компаньонов рентгеновских источников с F_X,0.5-2≥1.5·10^–14 эрг с^–1 см^–2). Прогнозы photo-z рентгеновских источников в SRGz имеют негауссовый характер; качество калибровки PDF(z) важно для точной оценки доверительных интервалов прогноза красных смещений. Предложен новый метод постобработки вероятностных прогнозов photo-z, основанный на двухтемпературной коррекции распределения PDF(z). Подход позволяет значительно улучшить калибровку вероятностных прогнозов и доверительных интервалов фотометрических красных смещений рентгеновских источников еРОЗИТА.

Дамаскинская Е.Е., Гиляров В.Л., Кривоносов Ю.С., Бузмаков А.В., Асадчиков В.Е., Фролов Д.И. «Изменение фрактальной геометрии микротрещин в процессе деформирования: рентгеновская микротомография, акустическая эмиссия и моделирование методом дискретных элементов» Физика твердого тела, 66, № 9, с. 1623-1631 (2024)

Цель работы состояла в прямом наблюдении и дальнейшем анализе дефектов (микротрещин), развивающихся в объеме образца природного гетерогенного материала под действием одноосной сжимающей нагрузки. Для детектирования дефектов в объеме использовалась рентгеновская компьютерная микротомография. Особенность экспериментов состоит в том, что выполнялась томографическая съемка образца, находящегося под действием нагрузки. На основе анализа томографических сечений были построены трехмерные модели дефектной структуры и вычислена фрактальная размерность системы микротрещин. С помощью модели дискретных элементов проведены численные эксперименты по разрушению образцов гетерогенных материалов. Исследовано изменение фрактальной размерности очагов разрушения в процессе их роста. Установлено хорошее согласие результатов компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов, что позволяет говорить об адекватности предложенной модели. Ключевые слова: рентгеновская компьютерная микротомография, эволюция дефектов, компьютерное моделирование, метод дискретных элементов, акустическая эмиссия, фрактальная размерность

Глаголевский Ю.В. «Структуры магнитного поля звезд HD 94660, HD 75049, HD 154708» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 50, № 2, с. 172-179 (2024)

На основе литературных данных построены модели магнитных структур трех звезд, имеющих относительно сильное магнитное поле. Все они имеют дипольную структуру и по своим свойствам не отличаются от основной массы магнитных звезд. Однако они, как и некоторые другие объекты с сильным полем, не подчиняются прямой зависимости величины периода вращения от напряженности магнитного поля звезды, которая ожидается исходя из гипотезы потери момента вращения путем передачи его окружающим протозвездным облакам через силовые линии.

Гладков С.О. «К вопросу обобщения формулы Стокса» Известия вузов. Физика, 67, № 4, с. 106-111 (2024)

Приводится обобщение формулы Стокса, позволяющей вычислять силу сопротивления для любых шарообразных тел, в том числе сильно неоднородных по составу. Показано, что во всех физически интересных случаях при использовании различных граничных условий в предельном переходе к однородному твердому шару всегда получается классическая формула Стокса

Гладков С.О., Зо А. «О выводе формулы Стокса с учетом проскальзывания» Известия вузов. Физика, 67, № 9, с. 84-89 (2024)

Приведено подробное вычисление силы Стокса при учете эффекта проскальзывания. Задача ставится как смешанная граничная задача математической физики с подробным анализом в разных частных случаях.

Глазов А.Л., Муратиков К.Л., Сухарев А.А. «Обоснование эмпирических уравнений состояния материалов при квазистатическом деформировании в рамках понятий акустопластического эффекта» Физика твердого тела, 66, № 9, с. 1483-1486 (2024)

Предложена модифицированная модель акустопластического эффекта. В ее рамкахрассмотрены процессы упругой и пластической деформации материалов. Проанализированы условия, при которых модель приводит к широко используемым эмпирическим моделям для зависимости напряжения от деформации (модели типа Джонсона–Кука, Воса и Холломона). Выявлены особенности использования указанных эмпирических моделей. Определена связь констант, используемых в этих эмпирических моделях, с такими параметрами материала, как напряжение внутреннего трения, активационный объем дефектов, время их релаксации и их равновесная концентрация, а также с параметром, характеризующим степень взаимодействия дефектов. Ключевые слова: деформация, механические напряжения, поликристаллические структуры, активационный механизм, дефекты.

Абузяров М.Х., Глазова Е.Г., Кочетков А.В., Кочетков М.А. «Моделирование процесса деформирования подводного газопровода под действием взрывной нагрузки» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 97-104 (2024)

Моделируется процесс деформирования подводного двухслойного газопровода при взрыве близко расположенного заряда октогена. Для моделирования применяется специально разработанный авторский пакет программ для решения трехмерных динамических задач взаимодействия упругопластических конструкций со сжимаемыми средами, основанный на единой схеме Годунова повышенной точности для расчета совместного движения как газовых, жидкостных так и упругопластических сред. В пакете применен эйлерово-лагранжев подход с явным выделением подвижных контактных поверхностей между различными средами. Используется три типа расчетных сеток для каждой из сред. Это лагранжевые поверхностные сетки в виде непрерывного набора треугольников для задания начальной геометрии тел и для их сопровождения в процессе расчета, и два вида автоматически генерируемых в процессе расчета объемных трехмерных сеток. Инициация заряда, имеющего сферическую форму, производится в его центре. Для описания процесса распространения установившейся детонации применяется гидродинамическая теория детонации. Сформированные при взрыве в окружающей жидкости ударные волны взаимодействуют с фрагментом двухслойного трубопровода и жестким дном. Анализируются волновые процессы, как в стальной трубе, так и в утяжеляющей ее бетонной оболочке. Оцениваются нагрузки на трубопровод в зависимости от расстояния до заряда. Показано возможное разрушение как стальной, так и бетонной утяжеляющей оболочки в областях растягивающих деформаций, формирующихся в местах максимального изгиба трубопровода. Показано, что близость дна может существенно усилить воздействие взрывного нагружения за счет действия отраженных от дна ударных волн.

Глушков А.В., Ксенофонтов Л.Т., Лебедев К.Г., Сабуров А.В. «Оценка состава космических лучей сверхвысоких энергий методом мюонной корреляции по данным Якутской установки ШАЛ» Письма в ЖЭТФ, 120, № 6, с. 409-416 (2024)

Предложен к рассмотрению новый метод оценки массового состава космических лучей в отдельно взятых событиях с энергией выше 1.25·10¹⁹эВ. Этот метод основан на совместном анализе экспериментально измеренных и вычисленных по модели QGSjet-II.04 данных мюонов с пороговой энергией E_μ=1.0·cosT ГэВ в ливнях с зенитными углами меньше 60 градусов. Были использованы данные наземных и подземных сцинтилляционных детекторов Якутской установки ШАЛ. Обнаружены отдельные группы ядер и других первичных частиц.

Гнусова О.А. «Создание комплексного стенда для проведения среднего ремонта изделия "Иртыш-Амфора", вопросы проектирования и подготовки производства» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 131-135 (2024)

Отражена организация работ по созданию в АО «Северный Рейд» комплексного стенда изделия «Иртыш-Амфора» (изделие МГК-600) при планируемом среднем ремонте заказов зав. № 201-203. Проблемы и пути их решения при подготовке производства к ремонту изделия МГК-600.

Костина А.О., Голованова М.В. «Применение нержавеющих сталей в конструкциях забортной части аппаратуры ГАС по условиям коррозионной стойкости» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 154-158 (2024)

Исследованы методы оценки коррозионной стойкости нержавеющих сталей для забортной части аппаратуры ГАС. Рассмотрено понятие индексов питтингостойкости PREN, MARC. Выполнены расчеты индексов питтингостойкости для сталей с различными химическими составами, в том числе для стали 12Х18Н10Т. Выполнена сравнительная оценка коррозионной стойкости стали 12Х18Н10Т по отношению к современным сплавам. Выполнен расчет толщины корпуса с учетом коррозионного износа на примере забортной части ГАС. Предложен теоретический подход к выбору нержавеющих сталей для условий эксплуатации в морской воде.

Петров И.Б., Гусева Е.К., Голубев В.И., Епифанов В.П. «Исследование реологии льда на основе численного моделирования медленного удара» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 514, № 1, с. 20-28 (2024)

Лед является материалом со сложной неоднородной структурой. Его свойства зависят от многих факторов и изменяются в процессах деформирования. Таким образом, вопрос о выборе реологический модели льда остается открытым. В данной работе исследуется поведение льда на примере медленного удара по нему шаровым индентором. Целью ставится разработка методики подбора подходящей модели методами численного моделирования на основе сравнения с экспериментом. Рассматриваются модели упругости, упругопластичности с критериями фон Мизеса и Мизеса–Шлейхера, модель упругости с упругопластическим включением. Определяющая система уравнений решается сеточно-характеристическим методом. Сравнение моделей проводится на основе мгновенной скорости и глубины осадки шара. Изучается влияние параметров моделей на полученные результаты. В итоге подбирается набор параметров, восстанавливающий решение ближе всех к эксперименту.

Попель С.И., Голубь А.П., Зеленый Л.М. «К вопросу о плазменно-пылевых процессах в физике комет» Письма в ЖЭТФ, 120, № 5, с. 317-325 (2024)

Рассмотрены плазменно-пылевые процессы в физике комет. На основе физико-математической модели для самосогласованного описания концентраций фотоэлектронов и пылевых частиц над поверхностью освещенной части ядра кометы определены функции распределения фотоэлектронов, высотные зависимости зарядов и размеров пылевых частиц, а также электрических полей. Показано, что плазменно-пылевые процессы имеют существенные проявления в ситуациях, когда комета находится достаточно далеко от Солнца. Для кометы, характеризуемой параметрами ядра, близкими к параметрам ядра кометы Галлея, пылевая плазма в окрестности ядра кометы формируется за счет электростатических взаимодействий, т.е. аналогично формированию пылевой плазмы вблизи других безатмосферных тел (таких, например, как Луна, спутники Марса, астероиды), если расстояние от кометы до Солнца не меньше ∼(2.5–3.5) а.е. Если же комета находится на более близких расстояниях от Солнца, то динамику пылевых частиц определяет газовый поток от ядра кометы.

Халид М.Р., Реза Каши Заде К., Горбани С. «Техническое решение по снижению эффекта кавитации в лопатке турбины Каплана» Вестник Российского университета дружбы народов (РУДН). Серия: Инженерные исследования, 25, № 2, с. 111-120 (2024)

Применение турбин Каплана широко распространено на гидроэлектростанциях малой и большой мощности. Понимание механизмов отказа указанных турбин является ключевым фактором для разработки решений по их предотвращению или своевременному устранению, а также для обеспечения их работоспособности. Надежная работа турбин Каплана зависит от многих факторов, таких как кавитация, эрозия, усталость и дефекты материалов. Кавитация в турбинах Каплана приводит к нестабильности потока, вибрациям, повреждению поверхности и снижению производительности машины. В связи с этим исследованы факторы, приводящие к кавитации в турбине Каплана, и представлены практические решения данной проблемы. Покрытия, нанесенные термонапылением, часто применяются из-за их высокой износостойкости, экономической эффективности, снижения веса и меньшего негативного воздействия на основной металл. Кроме того, высокоскоростное распыление кислородного топлива (HVOF) используется для создания покрытий с высокой плотностью и прочностью сцепления. При высоких температурах металлокерамические покрытия, в том числе наночастицы, обладают исключительной износостойкостью. Наноструктурированные и многогранные покрытия на основе WC используются из-за их высокой износостойкости. Кроме того, карбид хрома в покрытиях на основе WC повышает их стойкость к окислению и износу.

Баулин Д.А., Горелов А.А. «Уточнение методики расчёта параметров гидроакустических экранов» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 79-82 (2024)

Предлагается к рассмотрению способ уточнения методики расчёта основных акустических характеристик гидроакустических экранов резинометаллического типа путём учёта упругих постоянных конструкционных материалов в их составе и реальной внутренней геометрии воздушных полостей.

Горелов А.А. «Оценка влияния некоторых конструктивных особенностей акустического оформления антенн режима пассивного определения дистанции на фазовые характеристики отдельных приемных каналов» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 83-86 (2024)

Показано влияние акустического оформления антенных решеток обтекателями различных геометрий и конструкций на фазовые характеристики отдельных приемных каналов. Показан вариант конструкции обтекателя снижающий фазовые искажения на длине апертуры антенны.

Дементьев И.И., Селезнев И.А., Горелов А.А., Шабанов В.А. «О методе аналитического решения задач механики деформируемого твердого тела при проектировании электроакустических преобразователей на основе пленочных полимерных пьезоматериалов» Гидроакустика, № 59, с. 5-18 (2024)

Применение пленочных пьезоматериалов в изделиях гидроакустической и электрогенераторной техники требует переосмысления подходов к расчетам напряженно-деформированного состояния чувствительных элементов электроакустических преобразователей, сложившихся за длительный период использования пьезокерамических составов для изготовления чувствительных элементов. В статье предложен новый подход к расчетам напряженно-деформированного состояния пленочных чувствительных элементов преобразователей, базирующийся на методах механики деформируемого твердого тела. В развитие предложенного подхода в статье показан метод аналитического решения разрешающей системы дифференциальных уравнений в частных производных на примере жестко закрепленного по периметру объекта математического моделирования. Ключевые слова: гидроакустическая и электрогенераторная техника, электроакустический преобразователь, пленочный полимерный пьезоэлектрический материал, напряженно-деформированное состояние, метод аналитического решения системы дифференциальных уравнений в частных производных

Кологрив К.А., Румянцев Н.А., Горлин А.В. «Синхронизация DC/DC преобразователя частотой дискретизации» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 233-236 (2024)

Анализируется принцип работы схемы синхронизации DC/DC преобразователя частотой дискретизации. Для обеспечения стабильности предлагается использование схемы фазовой автоподстройки частоты. Анализ происходит в системе автоматизированного проектирования Micro-Cap.

Кощеева М.А., Горлин А.В., Смирнов А.О. «Расчет величины фазовой модуляции тактовой частоты дельта-сигма аналого-цифрового преобразователя при синхронизации контуром фазовой автоподстройки частоты» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 237-240 (2024)

Изложена методика расчета величины отклонения фазы тактовой частоты от номинального значения в контурах фазовой автоподстройки частоты, созданных для синхронизации дельта-сигма аналого-цифрового преобразователя.

Степанова Е.Е., Горлин А.В., Смирнов А.О. «Подавление джиттера контурами фазовой автоподстройки частоты в системах синхронизации SAR-аналого-цифровых преобразователей» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 282-286 (2024)

Предлагается использовать контуры фазовой автоподстройки частоты для сглаживания джиттера сигналов дискретизации в системах синхронизации аналого-цифрового преобразования (АЦП) последовательного приближения и методику расчета подавления джиттера.

Никифоров С.А., Шварц И.В., Гильмутдинов А.Х., Горунов А.И. «Анализ течений при лазерно-акустической обработке нержавеющей стали AISI 316L» Вычислительная механика сплошных сред, 17, № 2, с. 133-142 (2024)

Изучается влияние ультразвуковых колебаний на течение расплавленного металла при его лазерной обработке. Данная задача представляет интерес с позиций модернизации существующих технологических процессов, таких как лазерная сварка и наплавка, для получения структур с улучшенными физико-механическими свойствами. Введение дополнительного ультразвукового воздействия в ванну с расплавом интенсифицирует течение металла путем принудительного перемешивания для его гомогенизации (выравнивания состава), что и приводит к повышению механических свойств за счет увеличения числа центров кристаллизации при затвердевании. Для лучшего понимания такого комбинированного процесса и управления им предложен способ, заключающийся в синтезе прочностного и гидродинамического решателей программного комплекса ANSYS. Настройка связи между соответствующими модулями ANSYS – Transient Structural и CFX, осуществляется через дополнительный модуль ANSYS System Coupling. При таком подходе к реализации задачи становятся возможными расчет смещений на границе твердого металла и их передача на границу жидкого металла и обратно в каждый момент времени. Воздействие лазерного излучения на жидкий металл рассматривается с учетом конвекции Марангони, конвективной и радиационной теплоотдачи. Результаты численных экспериментов позволяют провести качественное и количественное сравнение характеристик сформированных течений жидкой нержавеющей стали AISI 316L как без воздействия ультразвуковых колебаний, так и в их присутствии. Показано, что интенсификация и торможение течений наблюдаются при средних значениях амплитуды ультразвукового воздействия. Данный факт соотносится с моментами времени, когда деформированная поверхность металла в ванне совершает движения вниз-вверх. Выполнено аналитическое сравнение максимальных скоростей на оси ванны расплава. Отмечено отсутствие реакции расплавленного металла на ультразвуковое воздействие при максимальных значениях амплитуды колебаний, которые отвечают максимальным смещениям и деформации поверхности на границе жидкого и твердого металла.

Соков Е.Н., Горшанов Д.Л., Измайлов И.С., Шахт Н.А., Сокова И.А., Бескакотов А.С., Дьяченко В.В., Максимов А.Ф., Митрофанова А.А., Расстегаев Д.А. «Исследование компонент двойной звезды ADS 15571 методом спекл-интерферометрии» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 50, № 2, с. 163-171 (2024)

По спекл-интерферометрическим наблюдениям широкой двойной звезды ADS 15571 на БТА САО РАН в 2014 г. подтверждено существование у компонента A близкого спутника, который был ранее обнаружен по астрометрическим наблюдениям Пулковской обсерватории. Продолжение наблюдений на БТА с 2014 по 2022 г. позволило получить 28 положений спутника относительно главной звезды. По этому ряду построена относительная орбита спутника и определена сумма масс подсистемы A (1.686±0.014 M⊙). Сравнение этой орбиты с орбитой фотоцентра компонента A, построенной по пулковским фотографическим наблюдениям, позволило оценить также отношение масс главной звезды и спутника и их индивидуальные массы: M_δa=(1.10±0.07)M⊙ и M_δb=(0.59±0.07)M⊙. По оценкам разности блеска двух звезд системы ADS 15571A были оценены спектральные типы компонент: ADS 15571Aa-F8V; ADS 15571Ab-K5V-K5.5V. Спекл-интерферометрические наблюдения компонента B показали отсутствие у него разрешимых спутников.

Купряков Ю.А., Бычков К.В., Белова О.М., Горшков А.Б., Котрч П. «Моделирование спектральных наблюдений эруптивного протуберанца» Геомагнетизм и аэрономия, 64, № 1, с. 23-28 (2024)

Приведены результаты анализа наблюдений эруптивного протуберанца на спектрографах MFS и HSFA2 обсерватории Ондржейов (Астрономический институт, Чешская Республика) в линиях водорода, гелия и кальция. После обработки спектров были определены интегральные потоки излучения в линиях и произведен теоретический расчет физических параметров плазмы с использованием модели при отсутствии локального термодинамического равновесия. Сравнение наблюдаемых и расчетных значений показало, что наблюдаемые потоки излучения в линиях могут быть объяснены в модели стационарного излучения газа с учетом непрозрачности в спектральных линиях. Для расчета теоретических потоков в ряде случаев потребовалось ввести излучение нескольких слоев с разной температурой и высотой. Рассчитанные потоки излучения с точностью до 10% согласуются с наблюдаемыми. В результате моделирования получены основные параметры плазмы протуберанца: температура, концентрация и др. Значения потоков излучения в спектральных линиях свидетельствуют о неоднородности излучающего газа, причем рядом друг с другом могут находиться области, температуры которых различаются на порядок величины.

Бусарев В.В., Киселёв Н.Н., Щербина М.П., Карпов Н.В., Горшков А.П. «Поляриметрический мониторинг астероидов примитивных типов вблизи перигелия с целью обнаружения их сублимационно-пылевой активности» Астрономический журнал, 101, № 2, с. 183-194 (2024)

С декабря 2022 г. по апрель 2023 г. на телескопе “Цейсс-2000” обсерватории Пик Терскол проведены UBVR-поляриметрические наблюдения 12 астероидов, в основном примитивных типов Главного пояса, находившихся на гелиоцентрических расстояниях вблизи перигелия. Целью мониторинговой программы был поиск изменений параметров поляризации астероидов, вызванных предполагаемой сублимационно-пылевой активностью, в результате которой возможно формирование разреженных пылевых экзосфер астероидов. Объектами программы были астероиды (1) Церера, (53) Калипсо, (117) Ломия, (164) Ева, (214) Ашера, (324) Бамберга, (419) Аврелия, (505) Кава, (554) Перага, (654) Зелинда, (704) Интерамния, (1021) Фламмарио. Поляриметрические наблюдения астероидов (117) Ломия, (164) Ева и (505) Кава выполнены впервые, остальные астероиды наблюдались ранее. Только для двух астероидов, (1) Церера и (704) Интерамния, по спектрофотометрическим наблюдениям ранее была отмечена временная спектрофотометрическая переменность. Анализ временных изменений степени поляризации астероидов и сравнение результатов наблюдений с данными, имеющимися в литературе, показали, что стабильность наблюдаемой степени поляризации сопоставима с ошибками измерений ∼(0.02–0.1)% у астероидов разного блеска. Таким образом, в период наблюдений не было обнаружено сколько-нибудь заметных поляризационных признаков сублимационно-пылевой активности наблюдавшихся астероидов. Дополнительно показано, что существующие в настоящее время варианты спектральной таксономии астероидов, основанные на спектрофотометрических данных и альбедо, демонстрируют значительное рассеяние выделенных классов при сопоставлении их с фазовыми зависимостями поляризации астероидов. У астероида (554) Перага подтверждена отрицательная степень поляризации на углах меньше угла инверсии. Измерения поляризации астероида (1) Цереры в широком диапазоне длин волн не подтвердили заподозренное ранее изменение угла плоскости поляризации с длиной волны.

Минаев П.Ю., Позаненко А.С., Гребенев С.А., Человеков И.В., Панков Н.С., Хабибуллин А.А., Инасаридзе Р.Я., Новичонок А.О. «GRB 231115A гигантская вспышка магнитара в галактике М82» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 50, № 1, с. 7-28 (2024)

Представлены результаты исследования короткого гамма-всплеска GRB 231115A в рентгеновском и гамма-диапазонах по данным космических обсерваторий INTEGRAL и Fermi. Источник всплеска локализован телескопом IBIS/ISGRI обсерватории INTEGRAL с точностью ≤1. 5, он находится в галактике Сигара (M 82). Проведены оперативные наблюдения области всплеска в оптическом диапазоне на 36-см телескопе в Китабе Международной сети телескопов ИПМ им. М. В. Келдыша РАН и на 70-см телескопе AS-32 Абастуманской астрофизической обсерватории. Оптическое излучение обнаружить не удалось. Близость родительской галактики (D_L∼3.5 Мпк) существенно ограничивает энергетику события (E_iso∼10⁴⁵ эрг) и позволяет интерпретировать его как гигантскую вспышку ранее неизвестного источника повторных мягких гамма-всплесков (Soft Gamma Repeater или SGR) – экстремального проявления активности нейтронной звезды со сверхсильным магнитным полем (магнитара). Данный вывод подтверждает нетипично жесткий для космологических гамма-всплесков энергетический спектр, а также отсутствие оптического послесвечения и гравитационно-волнового сигнала, который должен был бы быть зарегистрирован антеннами LIGO/Virgo/KAGRA, если бы всплеск был вызван слиянием нейтронных звезд. Положение всплеска на диаграммах E_p,i–E_iso и T_90,i–EH также свидетельствует о том, что GRB 231115A был гигантской вспышкой магнитара. Отметим, что это первая хорошо локализованная гигантская вспышка внегалактического SGR.

Гребенев С.А., Сюняев Р.А. «Повышение яркости космического фонового радиоизлучения в направлении на скопления галактик» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 50, № 3, с. 183-207 (2024)

Исследована возможность регистрации в направлении скоплений галактик избытка космического фонового радиоизлучения из-за его комптоновского рассеяния на электронах горячего межгалактического газа. При картографировании флуктуаций фона на частотах ниже <800 МГц этот эффект ведет к появлению на месте скопления радиоисточника. На более высоких частотах, где в космическом фоне доминирует микроволновое (реликтовое) излучение, на месте скопления наблюдается “отрицательный” источник (“тень” на карте флуктуаций фона), что связано с переносом при рассеянии части реликтовых фотонов вверх по оси частот (в область ν>217 ГГц, Сюняев, Зельдович, 1970, 1972). В работе рассчитаны спектры ожидаемых искажений фонового радиоизлучения для разных параметров скоплений, показано, что во многих случаях в широком диапазоне частот 30 МГц <ν<3 ГГц измерению искажений будет препятствовать собственное тепловое (тормозное) излучение межгалактического газа, а также рассеянное радиоизлучение галактик скоплений, связанное с их былой активностью, включая синхротронное излучение выброшенных релятивистских электронов. Ниже ∼20 МГц эффект рассеяния всегда преобладает над тепловым излучением газа из-за общего роста интенсивности космического радиофона, однако высокоточные измерения на таких частотах становятся сложными. Ниже ∼5 МГц эффект подавляется индуцированным рассеянием. В работе найдены диапазоны частот, оптимальные для поиска и измерения комптоновского избытка фонового радиоизлучения. Показано, что наиболее перспективны для его наблюдения горячие (kT_e>8 кэВ) скопления, находящиеся на больших (z>0.5) красных смещениях. Из-за сильной концентрации тормозного излучения к центру скопления периферийные наблюдения комптоновского избытка должны быть предпочтительнее центральных. Более того, благодаря тепловому излучению газа и его концентрации к центру, отмеченный выше переход от “отрицательного” источника на карте флуктуаций фона к “положительному” при движении вниз по оси частот должен происходить не плавно, а через стадию “гибридного источника” – появления яркого пятна, окруженного темным кольцом. Такой вид источника в проекции объясняется его необычной трехмерной формой в виде узкого пика тормозного радиоизлучения, поднимающегося из центра широкой глубокой ямы, связанной с комптоновским рассеянием реликтового излучения. Рассеянное излучение активной в прошлом центральной галактики скопления может усилить эффект. Аналогичный “гибридный источник” появляется на карте флуктуаций фона и вблизи частоты 217.5 ГГц – при переходе от дефицита реликтового изучения к избытку (за счет фотонов, испытавших рассеяние). Необычная форма источника при этом вновь связана с тепловым излучением газа. Одновременные измерения потока тормозного радиоизлучения газа и амплитуды искажений из-за рассеяния фонового радио- и реликтового излучения позволят определять важнейшие параметры скопления.

Греков А.Н., Греков Н.А., Сычев Е.Н. «Развитие методов и измерительных каналов с высокими метрологическими характеристиками для обеспечения морских систем» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 36-39 (2024)

Для мониторинга параметров состояния морской воды используют автоматизированные системы – такие, как CTD и SVP. Однако существуют альтернативные разработки сенсоров для измерения плотности и показателя преломления. Также обсуждается точность измерительных каналов и проблемы с определением солености и плотности in situ

Греков А.Н., Греков Н.А., Сычев Е.Н. «Развитие методов и измерительных каналов с высокими метрологическими характеристиками для обеспечения морских систем» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике. Сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года, с. 36-39 (2024)

Для мониторинга параметров состояния морской воды используют автоматизированные системы – такие, как CTD и SVP. Однако существуют альтернативные разработки сенсоров для измерения плотности и показателя преломления. Также обсуждается точность измерительных каналов и проблемы с определением солености и плотности in situ

Струминский А.Б., Садовский А.М., Григорьева И.Ю. «Критерии для предсказания протонных событий по солнечным наблюдениям в реальном времени» Геомагнетизм и аэрономия, 64, № 2, с. 163-174 (2024)

Обсуждается последовательность преодоления пороговых значений ряда физических характеристик для предсказания протонных событий в реальном времени. Каждая характеристика добавляет новый физический смысл, который уточняет предсказание. Для учета всех характеристик необходимы следующие непрерывные патрульные наблюдения: 1) магнитного поля активной области (всплытие потока) и общего магнитного поля Солнца, которые могут предсказать начало вспышечной активности за несколько дней до основных событий; 2) мягкого рентгеновского излучения в двух каналах для вычисления температуры (Т) и меры эмиссии плазмы, которые могут показать преднагрев до T>10 МК, необходимый для начала ускорения протонов (первые минуты до начала жесткого рентгеновского излучения с энергиями >100 кэВ); 3) жесткого рентгеновского излучения >100 кэВ или микроволнового излучения (>3 ГГц), которые показывают интенсивность и длительность работы ускорителя электронов (единицы и десятки минут до прихода протонов с энергиями >100 МэВ); 4) радиоизлучения на плазменных частотах (<1000 МГц), показывающего развитие вспышечного процесса вверх в корону и ведущего к корональному выбросу массы за несколько минут до начала радиовсплесков II и IV типов (первые десятки минут до появления коронального выброса массы в поле зрения коронографа); 5) направление и скорость распространения корональных выбросов массы, которые определяют условия выхода ускоренных протонов в гелиосферу. Эти этапы солнечных протонных вспышек иллюстрируются наблюдениями протонных событий 2–9 августа 2011 г. Для количественного предсказания времени начала, максимума и величины протонного потока, а также его флюенса необходимо создание статистических регрессионных моделей, основанных на всех перечисленных характеристиках прошедших солнечных протонных событий.

Гринин В.П., Демидова Т.В. «Облачная аккреция как возможная причина продолжительных затмений звезд типа UX Ori» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 50, № 3, с. 223-232 (2024)

Предложена модель глубоких и продолжительных затмений молодых звезд типа UX Ori. Некоторые из этих событий продолжаются десятилетиями, и существующие модели не могут их объяснить. Показано, что такие затмения могут быть вызваны падением на протопланетный диск газопылевых облаков из остатков протозвездного облака. Возмущение в диске, вызванное падением облака, приводит к всплеску аккреционной активности звезды и, как следствие, к усилению дискового ветра. Если околозвездный диск наклонен под небольшим углом к лучу зрения, то пыль, поднятая ветром с поверхности диска, может вызвать сильное уменьшение блеска звезды, которое может продолжаться десятилетиями.

Гуляев Ю.В., Сухорукова О.С., Тарасенко А.С., Тарасенко С.В., Шавров В.Г. «О гигантском усилении эффектов фононного незеркального отражения на уединенной границе раздела магнитной и немагнитной сред» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 514, № 1, с. 83-90 (2024)

На уединенной границе раздела полуограниченных магнитной и немагнитной сред совместный учет магнитоупругого и неоднородного обменного взаимодействий может приводить к появлению в сплошном спектре фононного излучения вытекающих поверхностных магнонных поляронов симметрийно защищенного связанного состояния, в окрестности которого и числитель, и знаменатель входного поверхностного волнового импеданса одновременно стремятся к нулю. В этом случае при падении извне на поверхность такого магнетика квазиплоской или квазимонохроматической объемной упругой волны, параметры которой приближаются к параметрам поверхностного “темного” состояния указанного типа, возможно неограниченное (в рамках рассматриваемой модели) увеличение незеркальных эффектов отражения первого порядка.

Жамков А.С., Аюков С.В., Филеткин А.И., Милюков В.К., Власов И.Ю., Семенцов В.Н., Гусев И.В., Жаров В.Е. «О течественный программный комплекс обработки информации космической геодезической системы "спутник–спутник"» Астрономический журнал, 101, № 3, с. 271-283 (2024)

Представлены принцип действия, основные компоненты и результаты применения созданного в ГАИШ МГУ программного комплекса (ПК) обработки больших объемов данных космической геодезической информации. ПК был использован для обработки межспутниковых измерений космической группировки, предназначенной для определения параметров гравитационного поля Земли (ГПЗ). Экспериментальный образец ПК позволяет работать как с модельными данными, так и с реальными наблюдениями. Проведены тестовые испытания данного ПК по восстановлению параметров ГПЗ на реальных данных миссий GRACE и GRACE-FO. Решения построены как для отдельных месяцев проведения измерений в период с 2010 по 2021 гг., так и для длительных интервалов времени (4.3 года и 7.6 лет). Произведено сравнение полученных решений с результатами восстановления ГПЗ другими исследователями.

Петров И.Б., Гусева Е.К., Голубев В.И., Епифанов В.П. «Исследование реологии льда на основе численного моделирования медленного удара» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 514, № 1, с. 20-28 (2024)

Лед является материалом со сложной неоднородной структурой. Его свойства зависят от многих факторов и изменяются в процессах деформирования. Таким образом, вопрос о выборе реологический модели льда остается открытым. В данной работе исследуется поведение льда на примере медленного удара по нему шаровым индентором. Целью ставится разработка методики подбора подходящей модели методами численного моделирования на основе сравнения с экспериментом. Рассматриваются модели упругости, упругопластичности с критериями фон Мизеса и Мизеса–Шлейхера, модель упругости с упругопластическим включением. Определяющая система уравнений решается сеточно-характеристическим методом. Сравнение моделей проводится на основе мгновенной скорости и глубины осадки шара. Изучается влияние параметров моделей на полученные результаты. В итоге подбирается набор параметров, восстанавливающий решение ближе всех к эксперименту.