Утяшев И.М., Фатхелисламов А.Ф. «Идентификация параметров стержня с продольным прямоугольным пазом по двум спектрам собственных частот изгибных колебаний» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, 28, № 2, с. 378-389 (2024)

Рассмотрена коэффициентная обратная задача определения геометрических параметров продольного прямоугольного паза по собственным частотам изгибных колебаний прямоугольного стержня. Предполагается, что паз проходит не по всей длине, а от определенной точки до правого конца. Для решения задачи стержень с продольным пазом моделируется в виде двух стержней, причем первый не имеет паза, а второй имеет. В месте соединения используются условия сопряжения, в которых приравниваются величины прогибов, углов поворота, изгибающие моменты и перерезывающие силы. Исследованы закономерности поведения собственных частот изгибных колебаний при изменении длины паза. Предложен метод решения, позволяющий определять искомые параметры по конечному числу собственных значений изгибных колебаний. Показано, что решение однозначно в случае использования частотных спектров относительно взаимно перпендикулярных осей.

Федотов М.Ю., Бабин С.А., Будадин О.Н., Козельская С.О. «Исследование возможности диагностики напряжений композитных конструкций на основе данных контроля деформации и акустической эмиссии интегрированными волоконно-оптическими датчиками» Контроль. Диагностика, 27, № 9, с. 24-35 (2024)

Представлены результаты теоретических исследований и разработана математическая модель непрерывного оптического неразрушающего контроля напряжений, возникающих в конструкциях из полимерных композитных материалов при статических нагрузках на растяжение и сжатие, с помощью встроенных точечных волоконно-оптических датчиков деформации на основе волоконных брэгговских решеток и акустической эмиссии на базе интерферометра Фабри–Перо. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что предложенная модель с учетом принятых допущений устанавливает функциональную связь между интенсивностью освобождения энергии в процессе нагружения композитной конструкции и действующими значениями деформаций и напряжений. С использованием предложенной математической модели разработаны методики непрерывного оптического контроля напряжений и импульсов акустической эмиссии, возникающих в монолитных элементах конструкций из углепластика, изготавливаемых автоклавным методом формования, при статическом нагружении на растяжение и сжатие. Ключевые слова: непрерывный оптический неразрушающий контроль, полимерный композитный материал, точечный волоконно-оптический датчик деформации, волоконная брэгговская решетка, метод акустической эмиссии, волоконно-оптический датчик акустической эмиссии, математическая модель оптического контроля напряжений, методика контроля, растяжение, сжатие.

Данилин А.Н., Денисов Е.А., Онучин Е.С., Фельдштейн В.А. «Механическая модель космического лифта. Статика» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 3, с. 19-27 (2023)

Исследуется статическое состояние космического лифта, представляющего собой платформу, удерживаемую на круговой орбите натянутым упругим тросом, в сферически симметричном поле гравитационно-центробежных сил. Для выбора рациональных массовых и орбитальных параметров системы рассмотрены два варианта троса в приближении тяжелой упругой нити – однородный трос и трос равного сопротивления. Получены соотношения между массой платформы, радиусом ее орбиты и характеристиками троса, которые обеспечивают его прочность и натяжение, необходимые для функционирования подъемника, «развозящего» выводимые спутники по их орбитам.

Табаков А.А., Степченков Ю.А., Ференци В.Н., Коваленко М.С., Чечёткина Е.А. «Вертикальное сейсмическое профилирование высокой четкости в условиях солянокупольной тектоники Припятского прогиба» Каротажник, № 3, с. 100-111 (2024)

Сейсморазведка высокой четкости (СВЧ) предназначена для получения достоверных результатов обработки данных в максимально широком диапазоне частот в присутствии сильных помех. Для достижения диапазона порядка семи октав применяется аддитивный итеративный анализ волнового поля методом проектирования на область допустимых значений параметров в нескольких частотных диапазонах. На примере обработки данных вертикального сейсмического профилирования (ВСП), проведенного в сложных геологических условиях Припятского прогиба, демонстрируется возможность достижения частотного диапазона 0–300 Гц. Представлены новые результаты, полученные в процессе развития технологии, сделаны выводы об эффективности ее применения. Продемонстрирована возможность автоматизации обработки с применением концепции «Интеллектуальный робот» (ИР). Достоверность полученных результатов подтверждается сопоставлением с данными каротажа (ГИС) и наземной сейсморазведки.

Пилипенко С.В., Литвинов Д.А., Захваткин М.В., Филеткин А.И. «Принципы детектирования волновой темной материи с помощью экспериментов по измерению гравитационного красного смещения в Солнечной системе» Астрономический журнал, 101, № 3, с. 250-262 (2024)

Исследована возможность использования измерений эффекта гравитационного красного смещения для ограничения параметров волновой темной материи – класса моделей, в которых темная материя состоит из легких скалярных частиц, которые ведут себя подобно волнам классической материи. Построен математический аппарат для оценки констант взаимодействия волновой темной материи с полями частиц Стандартной модели в экспериментах с удаленными часами. С его помощью показано, что точность эксперимента по детектированию темной материи гало Галактики с помощью двух спутников, оснащенных точными и стабильными атомными часами и находящихся на эллиптических околосолнечных орбитах, не превышает точности наземных экспериментов по сравнению скоростей хода колоцированных часов различных типов. Причиной ограничения точности космического эксперимента является необходимость компенсации нерелятивистского эффекта Доплера, что приводит к уменьшению амплитуды полезного сигнала. Обсуждаются пути решения данной проблемы.

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.

Филиппенко Г.В. «Энергетический анализ осесимметричных колебаний цилиндрической оболочки, нагруженной периодическими сосредоточенными массами» Вычислительная механика сплошных сред, 17, № 3, с. 276-289 (2024)

Цилиндрические периодические оболочки широко применяются при сооружении различных строительных конструкций, трубопроводов, опор морских буровых установок, ветряных электростанций и другого. Актуален вопрос повышения их износостойкости и предупреждения сопряженных с риском условий эксплуатации. В работе обсуждается один из потенциально опасных режимов, возникающий при осесимметричных колебаниях круговой цилиндрической оболочки типа Кирхгофа–Лява, обладающей дополнительной инерцией в виде периодических «массовых поясков» нулевой ширины. Оболочка предполагается бесконечной, анализируются ее свободные гармонические колебания на базе точного аналитического решения вида Флоке. Исследуется зависимость полос пропускания и запирания оболочки от массы сосредоточенных нагрузок. При определенном сочетании параметров возможно совпадение точки пересечения и квазипересечения границ этих полос. Рассматривается окрестность такой особой точки с учетом того обстоятельства, что границы полос пропускания бесконечной периодической оболочки можно получить и изучить на примере свободных колебаний ее выделенного симметричного сегмента периодичности. Это позволяет не только существенно уменьшить объем вычислений, упростить нахождение координат особой точки, но и облегчает оценку вибрационного поля, интегрального потока энергии и его компонент. При этом принятие во внимание потока энергии и его компонент не только существенно дополняет картину вибрационных полей, но и дает возможность трактовать физические эффекты в случае периодической оболочки, более адекватно оценивать характер ее колебаний. Показано, что в окрестности особой точки происходит резкая смена параметров колебаний, что может приводить к опасным режимам работы реальных конструкций.

Филиппов Б.П. «Влияние геометрической формы протуберанца и структуры коронального магнитного поля на вероятность эрупции, развития вспышки и коронального выброса» Геомагнетизм и аэрономия, 64, № 1, с. 13-22 (2024)

Условия равновесия магнитного жгута, в котором содержится протуберанец, зависят от свойств окружающего магнитного поля короны и геометрии самого жгута. Эрупция протуберанца обычно связывается с потерей устойчивости во внешнем поле при достижении высоты, выше которой индекс убывания поля превышает критическое значение развития эруптивной неустойчивости. Для жгутов с осью в виде прямой линии или окружности критическое значение индекса убывания поля лежит в пределах 1.0–1.5. На основании экстраполяции магнитного поля в короне по данным измерений поля в фотосфере можно было бы строить прогноз вероятности эрупции конкретного протуберанца. Однако учет того, что концы магнитного жгута укоренены в фотосфере и остаются зафиксированными вследствие вмороженности в фотосферную плазму, существенно влияет на критическое значение индекса и усложняет задачу прогноза. Если магнитный жгут сохраняет форму сегмента тора в процессе эволюции, то критическое значение индекса убывания поля для его вершины зависит от того, какую часть тора он составляет, будучи минимальным для примерно половинки тора и имея значение при этом, существенно меньшее единицы. Как будет развиваться эрупция жгута после потери равновесия, тоже зависит от того, какую часть полного тора он составляет в момент начала эрупции. Более короткие жгуты ускоряются очень энергично, но кратковременно, генерируя более сильные электрические индукционные поля, инициирующие вспышечные процессы. Однако конечная скорость, которую может набрать короткий жгут в процессе ускорения, меньше, чем у более длинных жгутов, ускоряющихся менее интенсивно, но более длительно. Индукционные эффекты у последних менее выражены, так что они способны произвести только слабые вспышечноподобные проявления. Таким образом, эрупция короткого протуберанца, который набрал сравнительно небольшую скорость, может быть остановлена на некоторой высоте в короне, не породив корональный выброс. Но такая “несостоявшаяся эрупция” способствует развитию вспышечных явлений. Напротив, эрупции длинных протуберанцев чаще ведут к образованию корональных выбросов и слабым вспышечным проявлениям.

Корельский Н.А., Филиппов М.М. «Результаты разработки ключевого инвертора для управления асинхронным двигателем в спускоподъемном устройстве гидрометеорологической донной станции» 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. 151-153 (2024)

Рассмотрены результаты разработки трехфазного ключевого инвертора переменного тока с динамическим управлением по частоте вращения и напряжению питания асинхронного двигателя.

Филиппов М.М., Корельский Н.А. «Особенности реализации режима радиосвязи в необслуживаемых глубоководных аппаратах» 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. 290-293 (2024)

Выделены особенности реализации информационного обмена и обеспечения электропитания между гидроакустической станцией и радиомодулем подводного аппарата. Рассмотрено решение совместной передачи информации и электропитания с применением приемо-передающих модемов. Рассмотрена структура приемо-передающих модемов. Проведено моделирование модема.

Фокина К.В., Чаликов Д.В., Булгаков К.Ю. «Интерпретация результатов расчетов с спектральной моделью с помощью фазо-разрешающей модели» 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. 329-331 (2024)

Обсуждается интерпретация результатов спектрального прогнозирования ветрового волнения с помощью фазо-разрешающей модели. Предлагается вычислительная процедура, позволяющая трансформировать спектральную информацию в двухмерное волновое поле. Приведены примеры использования разработанного метода процедуры для интерпретации спектрального прогноза волн в Балтийском море.

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