Д'Абрамо Д. «О выводе гравитационного сдвига частоты из закона сохранения энергии» Успехи физических наук, 195, № 1, с. 94-100 (2025)

Мысленные эксперименты в физике являются впечатляющими средствами рассуждений. Они представляют собой ценные инструменты, помогающие учёным получать новые результаты и обучать студентов известным. Мы показываем, однако, что их следует воспринимать с осторожностью, даже если они кратчайшим путём ведут к “доказательству” общепринятых результатов. Мы показываем, что самые известные мысленные эксперименты, предложенные для вывода гравитационного сдвига частоты из закона сохранения энергии, в действительности содержат проблемы. При правильной постановке и правильном понимании из них следует, что существование гравитационного сдвига частоты фактически противоречит закону сохранения энергии. В поддержку такого заключения мы также предлагаем два новых простых мысленных эксперимента, в одном из которых используется закон сохранения энергии, а в другом – закон сохранения импульса; они показывают, что из этих законов сохранения не следует гравитационный сдвиг частоты. Наши результаты могут представлять собой определённый эпистемологический интерес и могут служить предупреждением в отношении того, как следует воспринимать мысленные эксперименты и до какой степени можно на них полагаться.

Давиденкова-Хмара Е.Ш. «Расширенные инструментальные техники в современной исполнительской практике и их тембровое воплощение, опыт классификации» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 31 (2024)

Рассмотрены новые приемы звукоизвлечения на оркестровых музыкальных инструменты и предложена система классификации данных приемов, исходя из акустических характеристик и специфики их слухового восприятия. Ведущая тенденция в исполнительской практике заключается в расширении звуковых возможностей инструмента и заимствование приемов звукоизвлечения, органичного для другого типа инструментов (например, известный прием ведение смычком по вибрафону). Ставится вопрос о том, существуют ли определенные закономерности в формировании тех или иных приемов, независимо от типа инструмента.

Давиденкова-Хмара Е.Ш. «Тембровые особенности звучания знаменного пения в аутентичной акустической обстановке» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 31 (2024)

В результате сотрудничества автора с лабораторией древнерусского песенного искусства Санкт-Петербургской Консерватории, были организованы две экспедиции в Соловецкий монастырь, где в аутентичных условиях звучания исполнены и записаны образцы знаменного пения. Автора интересовала, прежде всего, психоакустическая картина восприятия пения в рассматриваемом стиле самими исполнителями и слушателями и выявление тембровых особенностей звучания мужского монодического пения в условиях

Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. «Численное моделирование сложных задач аэрогазодинамики методом "крупных частиц" II. Асимптотика звуковых течений. Методические расчеты» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 8, № 4, с. 1-9 (1977)

Рассматриваются случаи звукового обтекания плоского клина и цилиндрического торца. Приводится сравнение результатов численных расчетов с асимптотиками Овсянникова–Франкля и Гудерлея–Фальковича. Производится тестирование для контроля правильности постановки граничных условий: расчет на различных сетках, „отодвигание" границ расчетной области и д

Дамдинов Б.Б., Пригожих В.А. «Предварительное моделирование распространения звука в жидкой среде с примесями» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 63 (2024)

Представлена визуализация известной и важной в практических приложениях задачи распространения звука в жидкой среде с пузырьками. Исследование модели проводилось методами численного моделирования с использованием программного продукта Comsol Multiphysics. Численное моделирование акустических процессов является точным способом решения сложных задач акустики несмотря на то, что представляет собой достаточно ресурсоемкий процесс, требующий больших затрат вычислительного времени. Наличие пузырьков газа в жидкости существенно меняет ее акустические свойства. Теоретическому исследованию распространения гармонических возмущений в подобных жидкостно-газовых смесях посвящено значительное количество работ. В работе нами были проведены исследования распространения звука в водной среде с включениями сферических пузырьков воздуха. В результате была получена визуализация распределения акустического и звукового давления в водной среде и на поверхностях при разных частотах звука. Программный пакет производил расчеты на основе уравнения Гельмгольца. Использование программного обеспечения COMSOL Multiphysicals обеспечивает удобное наглядное представление результатов исследования распространения звука в водных средах. Физические и геометрические параметры могут варьироваться в широких пределах. В дальнейшем полученные результаты по распространению звуковых волн в модельной водной среде с пузырьками будут использованы в планируемой серии исследований по распространению звука в среде, содержащей сферические наночастицы различной природы. Планируется также провести исследования нелинейных процессов в жидкостях при интенсивном акустическом воздействии на ультра- и гиперзвуковых частотах.

Пономарчук Е.М., Цысарь С.А., Кадрев А.В., Чупова Д.Д., Пестова П.А., Карзова М.М., Папикян Л.А., Квашенникова А.В., Данилова Н.В., Мальков П.Г., Черняев А.Л., Буравков С.В., Хохлова В.А. «Пилотная демонстрация возможности неинвазивной нетепловой ультразвуковой деструкции рака кишки человека ex vivo методом гистотрипсии с кипением» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 58-59 (2024)

Одним из активно развивающихся приложений мощного фокусированного ультразвука является его применение в неинвазивной хирургии, в частности, для механического (т.е. нетеплового) разрушения опухолей внутри организма человека методом гистотрипсии с кипением (ГК) с помощью ударно-волновых ультразвуковых импульсов миллисекундной длительности. Рак кишки является третьим по распространенности в мире онкологическим заболеванием (ВОЗ,2022), для лечения которого потенциально может быть применен метод ГК в качестве неинвазивной альтернативы стандартным хирургическим методам лечения. Целью настоящей работы была экспериментальная проверка возможности применения метода ГК для неинвазивного механического разрушения рака кишки человека ex vivo. Модуль Юнга аутопсийного образца рака сигмовидной кишки человека измерялся методом эластографии сдвиговой волной для подтверждения клинической репрезентативности аутопсийного материала. Затем в образце, заключенном в агарозный гель и погруженном в бассейн с дегазированной водой при 34°C, получалось объемное разрушение с помощью кольцевой решетки с рабочей частотой 2МГц и углом фокусировки 67.5° путем облучения трехмерной сетки из 5×5×2 фокусов (шаг 1 мм, 150 импульсов длительностью 1 мс с периодом повторения 0.1 с на точку). Оценка параметров ударной волны в ткани (P+/P-/As=91/-13/78 МПа) осуществлялась путем комбинации измерений методом акустической голографии и численного моделирования в программном комплексе “HIFU beam”. Успешно полученное ГК-разрушение визуализировалось как с помощью диагностического УЗИ-датчика, так и гистологически.

Беспалько А.А., Данн Д.Д., Ло Ц., Федотов П.И. «Особенности акустико-электрических методов мониторинга разрушения твердых диэлектриков» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 20, № 3, с. 352-364 (2023)

Представлены результаты исследований характеристик и параметров механико- и акустико-электрических преобразований. Изучены закономерные связи характеристик электромагнитной эмиссии и параметров электромагнитных сигналов при образовании трещин и наличия слоистости структуры твердотельных диэлектрических материалов при детерминированном импульсном акустическом воздействии. Приведены экспериментальные результаты влияния зарядового состояния слоистых структур на параметры электромагнитных сигналов. На примере сложной структуры неметаллических образцов горных пород приведены закономерности изменений характеристик электромагнитной эмиссии. Используя эти закономерности, показана возможность определять этапы развития разрушения при непрерывном одноосном нагружении сжатием до разрушения образца, в том числе этап образования и развития деструктивной зоны. Изучены закономерности изменения параметров акустико-электрических преобразований при внешних детерминированных импульсных воздействиях на исследуемые естественные и модельные диэлектрические структуры при ступенчатом нагружении одноосным сжатием. Анализируются особенности каждого из используемых методов применительно к контролю процессов развития разрушения.

Даринский А.Н. «Механические колебания в пучках поверхностных акустических волн: теория и эксперимент» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 44-45 (2024)

Для ряда применений устройств на ПАВ, например, для управления потоками в малых объемах жидкости, т.е., в микрофлюидике, важно оценить не только распределение амплитуды колебаний по апертуре пучка ПАВ, излучаемого ВШП, но и непосредственно амплитуду колебаний. Обсуждается, в каких случаях и с какой точностью можно найти профиль пучка ПАВ и амплитуду нормальных механических смещений на поверхности подложки, не используя какие-либо экспериментальные данные о механических смещениях, но зная параметры ВШП и измерив его АЧХ. Результаты получены для набора ВШП с разной апертурой и разным числом электродов на подложке 128YX LiNbO₃. Численные расчеты выполнялись методом конечных элементов в плоскости, задаваемой направлением распространения Х и нормалью к поверхности Z. Иными словами, на этом этапе предполагалось, что электроды имеют бесконечную протяженность по оси Y. Амплитуда нормальных колебаний uz(x,y) в плоскости поверхности YX, генерируемых ВШП с конечной апертурой, вычислялась по результатам 2D расчетов тремя способами: 1) параболическое приближение, 2) пространственное спектральное разложение смещений, 3) пространственное спектральное разложение электрического напряжения. Результаты численных расчетов сравниваются с экспериментальными данными, полученными с помощью лазерного доплеровского виброметра. Напряжение на электродах для расчета теоретических значений uz(x,y) находилось определенным образом по напряжению на входе экспериментального образца в процессе работы виброметра, и при этом использовалась заранее измеренная АЧХ ВШП.

Даринский А.Н. «Поверхностные акустические волны в одномерных фононных кристаллах произвольной анизотропии» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 45 (2024)

Анализируется существование ПАВ в полуограниченных одномерных непьезоэлектрических и пьезоэлектрических фононных кристаллах, образованных твердыми слоями произвольной анизотропии. Поскольку численные расчеты не позволяют делать какие-либо общие выводы, нами развит аналитический метод, основанный на использовании свойств трансфер-матрицы периода и матрицы (электро)механического импеданса полубесконечной стратифицированной среды. Необходимые свойства устанавливаются исходя из энергетических соотношений для волнового поля и фактов, известных из линейной алгебры. В рамках нашего подхода явные выражения для элементов матриц через материальные константы не нужны; кроме того, такие выражения можно получить лишь для отдельных геометрий распространения, определяемых кристаллографической симметрией. Будут представлены результаты, касающиеся допустимого числа ПАВ в запрещенных зонах блоховского спектра фононного кристалла при различных граничных условиях в общем случае произвольного порядка слоев в периоде и в случае, когда слои расположены симметрично относительно середины периода. Обсуждается связь между существованием ПАВ в двух полуограниченных фононных кристаллах со взаимно обратным порядком слоев в периоде. Рассматриваются также незатухающие ПАВ в разрешенных зонах блоховского спектра, т.е., ПАВ, которые можно отнести, согласно современной терминологии, к классу решений “связанные состояния в континууме”.

Дацук Е.Р., Кузнецова И.Е., Смирнов А.В. «Обратные акустические волны в структурах, содержащих пьезоэлектрические пленки и пластины, характеризующиеся сильной анизотропией» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 66 (2024)

Проведено теоретическое исследование распространения обратных акустических волн в пластинах, характеризующихся сильной анизотропией. Построены дисперсионные зависимости акустических волн различных типов и порядков для различных кристаллографических ориентаций в пластинах из таких материалов как теллур, титанат бария, йодат лития, парателлурит. Обнаружено, что в парателлурите, теллуре и йодате лития присутствуют ветви, соответствующие обратным волнам. Показано, что частотная область существования обратных волн в пластинах исследуемых кристаллов, несмотря на их сильную анизотропию, достаточно мала, что может быть связано с небольшой пьезоактивностью указанных материалов. В связи с этим проведены теоретические расчеты влияния тонких слоев из сильных пьезоэлектриков на обнаруженные обратные волны. На примере слоистых структур с подложкой из теллура и пленками ниобата лития и ниобата калия была показана возможность увеличения ширины частотного диапазона существования обратной акустической волны при увеличении толщины пленки. Также были рассчитаны зависимости температурных коэффициентов скорости и задержки указанных волн от нормированной толщины пластины. Обнаружено, что этот параметр на порядок выше для обратных волн, в отличие от прямых волн в пьезоэлектрических пластинах. Данный факт представляет интерес для разработки высокочувствительных температурных датчиков.

Николаев А.Л., Саранцев А.В., Гопин А.В., Дежкунов Н.В. «Сравнительная оценка влияния ультразвука и β-излучения на активность фермента щелочная фосфатаза» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 59 (2024)

Проведено сравнительное исследование раздельного и комбинированного влияния ультразвука (0,88 МГц, 2,64 МГц; 1–3 Вт/см²) и β-излучения на кинетические параметры фермента щелочная фосфатаза В качестве источника β-излучения использовался источник типа ИРУС-I с радионуклидами стронций-90 + иттрий-90, и мощностью дозы 8,26±0,05 Гр/мин. В экспериментах варьировались последовательности воздействий ультразвука и ионизирующего излучения. Установлено, что в отличие от γ-излучения, супераддитивный эффект инактивации фермента наблюдается при любых последовательностях воздействий. Однако при первоначальном β-воздействия эффект выражен более ярко. Четкий дозовый максимум супераддитивности, соответствует 40 минутам каждой последовательности комбинируемых воздействий. Определены эквиваленты мощностей доз ультразвукового и радиохимического воздействия по конверсии иодидного и ферросульфатного дозиметров.

Минчук В.С., Гаврилюк В.С., Дежкунов Т.А., Перхунова А.Ю., Дежкунов Н.В. «Исследование спектра кавитационного шума в поле погружного ультразвукового излучателя» Проблемы физики, математики и техники, № 3(60), с. 13-17 (2024)

Исследован ряд составляющих спектра кавитационного шума, использующихся для оценки активности кавитации. Показано, что характер зависимостей исследовавшихся параметров от интенсивности ультразвука различается для малых и больших расстояний от излучателя. Установлено, что связь исследовавших параметров между собой характеризуется высокой степенью корреляции для близких расстояний от излучателя в условиях развитой кавитационной области. В кавитационной области вдали от излучателя эти параметры не связаны однозначно между собой и характеризуются низким уровнем корреляции. На основании полученных данных предложен подход к выбору оптимального метода оценки активности кавитации.

Минчук В.С., Гаврилюк В.С., Дежкунов Т.А., Перхунова А.Ю., Дежкунов Н.В. «Исследование спектра кавитационного шума в поле погружного ультразвукового излучателя» Проблемы физики, математики и техники, № 3(60), с. 13-17 (2024)

Исследован ряд составляющих спектра кавитационного шума, использующихся для оценки активности кавитации. Показано, что характер зависимостей исследовавшихся параметров от интенсивности ультразвука различается для малых и больших расстояний от излучателя. Установлено, что связь исследовавших параметров между собой характеризуется высокой степенью корреляции для близких расстояний от излучателя в условиях развитой кавитационной области. В кавитационной области вдали от излучателя эти параметры не связаны однозначно между собой и характеризуются низким уровнем корреляции. На основании полученных данных предложен подход к выбору оптимального метода оценки активности кавитации.

Машанов А.Н., Дембелова Т.С., Бадмаев Б.Б. «Акустическое исследование реологических свойств полиметилсилоксановых жидкостей» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 64-65 (2024)

Проведено исследование реологических свойств гомологического ряда полиметилсилоксановых жидкостей (ПМС) акустическим резонансным методом с применением пьезокварцевого резонатора. Метод основан на изучении влияния сил добавочной связи на резонансные характеристики колебательной системы. Пьезокварц, закрепленный в точках на узловой линии, колеблется на основной резонансной частоте, совершая тангенциальные смещения. Жидкость наносится на один конец горизонтальной поверхности и накрывается твердой накладкой из плавленого кварца, подвергаясь деформациям сдвига. В работе экспериментально определены комплексный модуль сдвиговой упругости, эффективная вязкость и тангенс угла механических потерь при частоте сдвиговых колебаний 73 кГц, рассчитана частота релаксации наблюдаемого вязкоупругого процесса в жидкостях. Проведено исследование модуля сдвига ПМС от величины сдвиговой деформации.

Колокольцев В.Н., Пименов В.Н., Демин А.С., Морозов Е.В., Масляев С.А., Боровицкая И.В., Гайдар А.И. «Образование поверхностных микротрещин и выброс частиц в вакуум при облучении сплава системы алюминий–магний в установке плазменный фокус “Вихрь”» Физика и химия обработки материалов, № 4, с. 5-14 (2022)

Исследован выброс частиц в вакуум при образовании микротрещин в пленке на поверхности модельного сплава системы алюминий – магний (типа АМГ) под воздействием импульсных пучково-плазменных потоков с плотностью мощности q∼(10⁶–5·10⁷ Вт/см²) в установке плазменный фокус “Вихрь”. Образование микротрещин в поверхностной пленке тугоплавкого оксида алюминия (Al2O3) происходит вследствие процессов ее распыления, механического воздействия импульсных потоков энергии и возникающих в поверхностном слое термических напряжений. Выброс частиц сплава через микротрещины в оксидной пленке наблюдается после расплавления поверхностного слоя сплава при q≥10⁷ Вт/см². Отмечено возможное влияние подобного эффекта на процесс выброса пылевых частиц в установках термоядерного синтеза.

Бойко А.В., Демьянко К.В., Засько Г.В., Нечепуренко Ю.М. «О параболизации уравнений распространения малых возмущений в двумерных пограничных слоях» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 423-440 (2024)

Работа посвящена моделированию распространения возмущений в вязких несжимаемых ламинарных пограничных слоях на основе линеаризованных уравнений распространения амплитуд возмущений. Наряду с численной моделью, основанной на полных линеаризованных уравнениях, рассмотрены три модели, основанные на уравнениях, полученных из полных исключением продольной компоненты градиента давления и/или вязких членов в продольном направлении. Модели сравниваются численно на примере генерации и развития возмущений в пограничном слое над слабо вогнутой пластиной. Делаются выводы о возможности одними и теми же упрощенными моделями адекватно моделировать как волны Толлмина–Шлихтинга, так и вихри Гёртлера в диапазоне параметров, имеющих практическое значение.

Демьянов М.А. «Исследование энергетических свойств акустических полей на ориентируемых и неориентируемых пространствах» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 26 (2024)

В аэроакустике рассматриваются задачи определения акустического поля, генерируемого нестационарным течением среды для различных геометрий и краевых условий. Краевые условия периодического типа задают связь между различными точками пространства, и тем самым геометрия конкретной задачи, может быть эквивалентно представлена как связное топологическое пространство. Таким образом, имеет смысл рассмотреть уравнения акустического поля для общего случая метрических пространств. В данной работе приводятся собственные решения уравнения Гельмгольца для ряда различных классов диффеоморфизмов топологических пространств и исследуются их качественные особенности. Приводятся энергетические характеристики собственных мод, а также рассматриваются их термодинамически равновесное распределение, исследуются характеристики тепловых пульсаций поля давления для данного распределения.

Остриков Н.Н., Ипатов М.С., Денисов С.Л., Яковец М.А. «Особенности акустических характеристик щелевых ЗПК» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 24 (2024)

Работа посвящена исследованию акустических характеристик, так называемых, щелевых звукопоглощающих конструкций (ЗПК), которые состоят из лицевой панели, перфорированной щелевыми отверстиями, густой сетки и сотоблока с относительно небольшим размером грани ячейки. Проводились измерения импеданса щелевых ЗПК с помощью интерферометра нормального падения и на установке “Интерферометр с потоком” в зависимости от воздухопроницаемости сетки и скорости скользящего потока, а также при наличии и отсутствии дренажа в сотоблоке. Показано, что щелевые ЗПК реализуют большое значение реальной части импеданса в широкой полосе частот, которое, тем больше, чем меньше воздухопродуваемость сетки, в то время как мнимая часть импеданса в большей мере определяется высотой сотоблока. Показано, что фактически отсутствует зависимость импеданса щелевых ЗПК от уровня звукового давления на лицевой панели. Показано, что до частоты 4 кГц импеданс щелевых ЗПК не зависит от наличия дренажных отверстий в сотоблоке, размер которых характерен для ЗПК, устанавливаемых на современных авиадвигателях, и дано объяснение этого эффекта. Показано, что импеданс щелевых ЗПК достаточно сильно зависит от скорости скользящего потока. В целом, исследования показали, что щелевые ЗПК обеспечивают в широком диапазоне частот значения импеданса близкие к оптимальным значениям для облицовки стенок канала воздухозаборника авиадвигателя с высокой степенью двухконтурности.

Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Фараносов Г.А., Титарев В.А., Денисов С.Л., Акиньшин Р.В. «О механизме боковой асимметрии излучения шума воздушного винта, установленного вблизи крыла» Акустический журнал, 70, № 5, с. 692-709 (2024)

Изучается эффект боковой асимметрии диаграммы направленности излучения воздушного винта, установленного вблизи крыла. В рамках упрощенной теоретической модели шума нагрузки винта и его экранирования полуплоскостью, а также с помощью численного моделирования взаимодействия винта с плоской конечной пластиной показано, что при близком расположении винта и рассеивающей поверхности проявляется существенная боковая асимметрия излучения тонального шума винта в дальнем поле. Механизм данного эффекта, сопровождающего симметричную звуковую направленность самого винта и симметрию рассеивателя (крыла), связан со сфазированным суммированием звукового поля, излучаемого непосредственно винтом, и вторичного звукового поля, генерируемого на поверхности крыла из-за рассеяния возмущений (преимущественно – гидродинамических), создаваемых винтом на передней кромке крыла. Таким образом, проведенное исследование продемонстрировало, что наличие боковой асимметрии диаграммы направленности излучения шума, присущее винтовым самолетам, является следствием взаимодействия винтов и близкорасположенных крыльев.

Бахтин В.К., Вировлянский А.Л., Дерябин М.С., Казарова А.Ю. «Оценка амплитудно-частотной характеристики источника звука по измерениям в бассейне с отражающими границами» Акустический журнал, 70, № 6, с. 838-843 (2024)

Приведены результаты лабораторного эксперимента по тестированию метода реконструкции звукового поля, возбуждаемого калибруемым источником в свободном пространстве, по измерениям поля, возбужденного тем же источником в бассейне с отражающими границами. Процедура реконструкции базируется на использовании эталонного акустического монополя и сопоставлении полей, излученных им из специально выбранных точек бассейна, с полем калибруемого источника. Выполнена оценка частотной зависимости интенсивности поля калибруемого источника, усредненной по сфере большого радиуса.

Бахтин В.К., Гурбатов С.Н., Дерябин М.С., Касьянов Д.А. «Экспериментальное исследование дифракции интенсивного акустического пучка на препятствии в виде полуэкрана» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 75 (2024)

Приводятся результаты физического эксперимента по исследованию процесса эволюции интенсивного акустического пучка после прохождения препятствия, которое представлено в виде полуэкрана, который делит пучок на две равные части по одной из координат и пропускает дальше лишь одну из них. Для формирования пучка использовался плоский пьезокерамический преобразователь с центральной частотой 2 МГц. Препятствие установлено за последним дифракционным максимумом. В исследуемой области за препятствием снята серия поперечных разрезов поля для различных расстояний от препятствия, а также для различных интенсивностей акустического пучка. Показано, что эволюция пучка за препятствием определяется совместным проявлением дифракционных и нелинейных эффектов. Продемонстрировано, что поведение пучка за препятствием существенно зависит от его интенсивности. Проведено численное моделирование на основе уравнений Хохлова–Заболотской–Кузнецова и Вестервельта, предварительные результаты которого подтверждают полученные экспериментальные результаты.

Диденкулов И.Н., Коротин П.И., Лучинин А.Г., Малеханов А.И. «Феномен Виталия Анатольевича Зверева (к 100 летию со дня рождения)» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 4 (2024)

Виталию Анатольевичу Звереву – выдающемуся ученому в области акустики и радиофизики, члену-корреспонденту РАН, лауреату Государственной премии СССР в области науки и техники, 3 ноября 2024 г. исполнилось бы 100 лет. Он ушел из жизни 6 марта 2024 года, немного не дожив до этой знаменательной даты. Наиболее характерной чертой научного стиля Виталия Анатольевича был его нестандартный изобретательский подход в решении тех задач, которые в разные годы оказывались среди наиболее актуальных и важных с практической точки зрения.

Диденкулов И.Н., Мальцев В.В., Прончатов-Рубцов Н.В. «Распростаранение звука в свободной струе» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 37 (2024)

Струи жидкости часто используются в различных технических системах. В последние годы развивается предложенная Лейтоном технология очистки загрязненных поверхностей с использованием озвученной струи с пузырьками. В настоящей работе приводятся результаты экспериментов по распространению звука в свободной струе жидкости, вытекающей из сосуда. Описываются также теоретические и экспериментальные результаты по распространению звука в коническом волноводе с мягкими стенками – модели струи.

Чучин И.С., Поликанова В.А., Дмитриев В.Т. «Адаптивный алгоритм первичного и помехоустойчивого кодирования, обеспечивающий хорошее качество речи» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 73 (2024)

описаны низкоскоростные и помехоустойчивые кодеки, разработан алгоритм универсального первичного кодека с использованием помехоустойчивых кодеков, адаптивного к скорости и условиям передачи сообщений. Предложены различные сочетания низкоскоростного первичного и помехоустойчивого кодирования речевых сигналов.

Веденев А.И., Кочетов О.Ю., Луньков А.А., Шуруп А.С., Дмитриев К.В., Преснов Д.А. «Измерения воздушного, гидро и сейсмоакустического шума при движении судна на воздушной подушке по реке Урал в летних и зимних условиях» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 8 (2024)

Представлены результаты измерения характеристик воздушного, подводного и сейсмического шума судна на воздушной подушке (СВП) “Каспиан Фалькон” в русле реки Урал. Измерения проводились в период гнездования птиц и хода рыб на нерест весной, в летний период и период зимовки рыб в рыбозимовальных ямах подо льдом. Измерения проводились в экологически чувствительной зоне с обширной орнито- и ихтиофауной в дельте р. Урал. Отличительной особенностью исследований подводного шума было использование приемника колебательной скорости (ПКС) градиентного типа разработки ИОРАН, а также сейсмометров для записи вибраций и сейсмического шума. Необходимость оценки колебательной скорости и вибраций определяется тем, что слух значительной части рыб воспринимает звук не по давлению, а по колебанию частиц среды. Измерения показали, что в весенне-летний период уровни подводного шума СВП заметно ниже, а воздушного существенно выше уровней шума судов с традиционными движителями. В ледовых условиях зарегистрированы вибрации на льду и дне, а также заметный уровень гидроакустического шума из-за растрескивания льда под СВП. Для смягчения воздействия шума СВП на ихтиофауну рекомендован обход рыбозимовальных ям путем частичного смещения трассы СВП на берег вблизи мест зимовки рыб. Также даны рекомендации по оптимальной скорости движения СВП в окрестности мест гнездования птиц.

Павлов И.С., Васильев А.А., Дмитриев С.В. «Акустические волны в градиентной модели метаматериала из сферических частиц» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 29-30 (2024)

Методом структурного моделирования построена трехмерная модель метаматериала, представляющая собой простую кубическую решетку из сферических частиц, обладающих тремя трансляционными и тремя ротационными степенями свободы. Найдена аналитическая взаимосвязь между макроконстантами такого материала и параметрами его микроструктуры. В низкочастотном приближении, когда ротационные волны являются нераспространяющимися, а микроповороты частиц среды не являются независимыми и определяются полем смещений, получена градиентная модель исследуемой среды. В рамках этой модели найдены выражения для классических и моментных напряжений в рассматриваемой среде. Граничные условия задаются в виде нулевых нормальных и касательных напряжений на верхней площадке полубесконечной среды. Изучены дисперсионные свойства градиентной модели при распространении волн в различных кристаллографических направлениях. Выявлено влияние микроструктуры среды на такие свойства. Показано существование области значений макропараметров среды, зависящих от параметров микроструктуры, в которой распространяется лишь одна волновая мода. Проведенные исследования могут быть полезными для решения задач о распространении акустических волн в полубесконечной среде с микроструктурой. Роль такой среды могут играть как кристаллические материалы (в частности, фуллериты), так и геосреды (при рассмотрении движения по ее поверхности высокоскоростных объектов).

Шепелев И.А., Колесников И.Д., Дмитриев С.В. «Динамика волновых процессов в слое фосфорене при непрерывном сжатии» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 210, № 1, с. 50-58 (2024)

В рамках данного исследования проведен детальный анализ волновых процессов в двумерной структуре черного фосфорена под воздействием непрерывного продольного сжатия. Это сжатие осуществлялось строго в двух кристаллографических ориентациях фосфорена – либо в направлении "зигзаг", либо в направлении "кресла". Сложная атомная геометрия фосфорена, значительно отличающаяся от структуры графена, вносит дополнительные особенности в динамику распространения волн, возникающих в материале в результате сжатия. Для моделирования динамических явлений были применены методы молекулярной динамики. Процесс возбуждения акустических и ударных волн был инициирован с помощью сжимающего поршня, движущегося с постоянной заданной скоростью. В ходе исследования был проведен детальный анализ распространения волнового фронта на атомном уровне. В рамках этого анализа были изучены колебания атомов, проходящих через волны, и изменения энергетических параметров атомов и волны в зависимости от скорости движения поршня. Полученные результаты вносят вклад в понимание нелинейных волновых процессов в двумерных материалах и расширяют представления о поведении волн в сложных геометрических кристаллических структурах. Это исследование помогает получить более глубокое понимание механизмов распространения и эволюции ударных и акустических волн в таких материалах, как фосфорен, и имеет важное значение для разработки новых наноматериалов и технологий. Полученные результаты расширяют наше понимание динамики материалов на атомном уровне и могут найти практическое применение в области нанотехнологий и разработке новых материалов с улучшенными свойствами. Ключевые слова: акустические волны, двумерные материалы, фосфорен, непрерывное сжатие, молекулярная динамика

Добренькая М.В. «Из истории первого "космического" архива» Земля и Вселенная, № 4, с. 89-103 (2024)

Сохранение документального наследия по истории ракетно-космической отрасли имеет важное значение для понимания путей развития отечественной космонавтики, для формирования социо-культурной и исторической идентичности российских граждан.

Сорокин А.Г., Добрынин В.А. «Некоторые результаты атмосферных колебаний по данным акустической станции ИСЗФ СО РАН» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 20 (2024)

обсуждаются вопросы наблюдения и регистрации на акустической станции ИСЗФ СО РАН низкочастотных атмосферных акустических колебаний. Колебания на частотах ниже частоты Брента–Вяйсяля связаны, предположительно, с ветровыми пульсациями и возбуждаются конвективными движениями в атмосфере в условиях горной местности и долины, распространяясь, соответственно, со скоростью ветра. Для интерпретации наблюдаемых колебаний используются данные высотного профиля температуры на основе сервиса ERA5 в районе наблюдений, оцениваются частоты Брента–Вяйсяля и возможные области высот возбуждения искомых колебаний. Предлагается способ оценки параметров наблюдаемых колебаний на основе развития в атмосфере конвективной неустойчивости.

Бардаханов С.П., Довгаль А.В., Качанов Ю.С., Козлов В.В., Свищев Г.П., Симонов О.А., Щербаков В.А. «Акустическое управление развитием возмущений в пограничном слое» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 17, № 1, с. 41-46 (1986)

Исследована возможность управления течением в пограничном слое возбуждением в нем возмущений на частоте волн неустойчивости звуковыми колебаниями внешнего потока. Рассмотрена различная ориентация звукового источника относительно модели. Акустическое возбуждение заметно влияет на уровень пульсаций в пограничном слое в соответствии с фазой задаваемых колебаний.

Олейников М.И., Широбоков В.В., Додонов С.Н., Шуйгина Н.В. «Разработка отечественного астрофотометрического каталога звезд всего неба в интересах обеспечения оптико-электронных информационных систем» Труды Института прикладной астрономии РАН № 71, с. 40-45 (2024)

Рассмотрены вопросы, связанные с созданием отечественного астрофотометрического каталога звезд всего неба, который необходим для решения задач астроориентации, астронавигации, а также определения блеска естественных и техногенных объектов, находящихся в околоземном космическом пространстве. Современные каталоги звезд должны содержать максимально полную и точную информацию о фотометрических характеристиках звезд, их координатах, а также об их собственных движениях. Астрометрические каталоги периода до GAIA существенно зависели от точности определения ошибок собственных движений звёзд, что приводило к «старению» каталогов и затрудняло их использование в системах астроориентации и астронавигации. Приведен краткий обзор современных каталогов с целью выявления проблем использования существующих астрометрических и фотометрических каталогов звезд. Анализ показал, что основные фотометрические каталоги звезд неоднородны (для разных зон использованы разные телескопы, детекторы и фильтры), страдают от неполноты, требуют сложных пересчетов звездных величин из одной фотометрической системы в другую. Рассмотрены вопросы по созданию и поддержанию отечественного фотометрического и астрометрического каталога звезд всего неба в интересах обеспечения оптико-электронных информационных систем. Определены основные его потребители в части использования данных каталога информационными оптико-электронными системами различного назначения. Определены требования, предъявляемые к таким каталогам, как в части полноты фотометрических данных, так и в части астрометрических данных. Выявлена необходимость создания централизованной системы поддержания такого каталога и доведения до любых заинтересованных потребителей требуемой координатной и фотометрической информации в части фоновой звёздной обстановки, в том числе в ближнем ИК-диапазоне. Сформулированы предложения в направлении работ по созданию сети широкоугольных телескопов, необходимых для поддержки отечественного фотометрического и астрометрического каталога звезд всего неба.

Долгов А.Д. «Черная темная материя и антивещество» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1641 (2024)

Показано, что плотное население ранней Вселенной с хорошо развитыми галактиками и сверхмассивными черными дырами (квазарами), наблюдаемое HST и JWST, хорошо соответствует гипотезе о том, что галактики и квазары засеяны первичными черными дырами (PBHs), предложенной в нашей работе более 30 лет назад. Идея заселения галактик массивными черными дырами недавно была открыта вновь, что отражено в публикациях нескольких групп. Предсказанный логарифмически нормальный спектр масс PBHs очень хорошо согласуется с наблюдениями. Другое наше предсказание заметного количества антивещества в Галактике также подтверждается данными.

Балаберников А.И., Доркин С.М., Каптарь Л.П. «Новый метод решения уравнения Бете–Солпитера» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 4, с. 1211-1216 (2024)

Исследуется уравнение Бете–Солпитера в координатном представлении, которое имеет вид дифференциального уравнения четвертого порядка для амплитуды Бете–Солпитера. Для модели скалярных частиц, взаимодействующих через обмен скалярной массовой частицей, предложен метод его решения. Находятся константы связи и амплитуды в зависимости от массы связанного состояния. Найденные константы связи сравниваются с полученными в других подходах.

Герасимов Г.В., Михеева Е.Ю., Дракон А.В., Еремин А.В. «О режимах распространения волны саморазложения ацетилена в ударно-нагретых потоках в трубах малых диаметров» Теплофизика высоких температур, 62, № 2, с. 287-296 (2024)

Получены экспериментальные данные о динамике распространения ударной волны в ацетилене и ацетиленокислородных смесях, разбавленных аргоном, в трубе квадратного сечения 27×27 мм². Показано, что энерговыделение при саморазложении ацетилена в определенных условиях может приводить к пульсирующему ускорению фронта ударной волны, однако не формирует устойчивой детонации. В то же время, в стехиометрических ацетиленокислородных смесях формируется детонационная волна, параметры которой хорошо согласуются с расчетными параметрами Чепмена–Жуге. Кинетическое моделирование процесса саморазложения ацетилена и роста конденсированных частиц указало на несовершенство существующих механизмов пиролиза ацетилена и необходимость учета дополнительных каналов полимеризации углеводородных соединений, определяемых его уникальными свойствами.

Герасимов Г.В., Михеева Е.Ю., Дракон А.В., Еремин А.В. «О режимах распространения волны саморазложения ацетилена в ударно-нагретых потоках в трубах малых диаметров» Теплофизика высоких температур, 62, № 4, с. 287-296 (2024)

Получены экспериментальные данные о динамике распространения ударной волны в ацетилене и ацетиленокислородных смесях, разбавленных аргоном, в трубе квадратного сечения 27×27 мм². Показано, что энерговыделение при саморазложении ацетилена в определенных условиях может приводить к пульсирующему ускорению фронта ударной волны, однако не формирует устойчивой детонации. В то же время, в стехиометрических ацетиленокислородных смесях формируется детонационная волна, параметры которой хорошо согласуются с расчетными параметрами Чепмена–Жуге. Кинетическое моделирование процесса саморазложения ацетилена и роста конденсированных частиц указало на несовершенство существующих механизмов пиролиза ацетилена и необходимость учета дополнительных каналов полимеризации углеводородных соединений, определяемых его уникальными свойствами.

Смирнов И.Ю., Дричко И.Л. «Бесконтактное определение параметров и механизмов проводимости низкоразмерных полупроводниковых структур акустическими методами» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 65-66 (2024)

Низкоразмерные системы зачастую имеют сложное многослойное строение, поэтому их изучение традиционными методами на постоянном токе осложняется необходимостью создания высококачественных оригинальную процедуру определения абсолютных величин параметров наноструктур (двумерных электронных/дырочных систем GaAs/AlGaAs, Si/SiGe, Ge/SiGe, InGaAs/InAlAs/GaAs, графена и массивов квантовых точек) с использованием бесконтактного акустического метода, а точнее его гибридного варианта, позволяющего проводить измерения и в непьезоэлектрических материалах. Суть метода заключается в использовании поверхностных акустических волн (ПАВ), генерируемых на поверхности пьезоэлектрического кристалла (LiNb₃) с помощью встречно-штыревых преобразователей. Распространение ПАВ по поверхности кристалла, сопровождается переменным электрическим полем, проникающим в исследуемый образец, размещаемый на поверхности LiNbO₃. Взаимодействие этого поля с носителями заряда в образце приводит к появлению токов и выделению джоулева тепла, и, соответственно, поглощению (Г) и изменению скорости (Δν/ν) ПАВ. Из одновременных измерений Г и Δν/ν при температурах T=1.5–4.2 К в магнитном поле B=0–8 Тл, мы определяем высокочастотную проводимость σ^AC=σ₁–iσ₂, ее зависимость от интенсивности ПАВ (W), T, B. Анализ экспериментальных зависимостей σ₁(W, B, T) дает возможность определить параметры наноструктуры: концентрацию носителей тока, их подвижность, транспортное и квантовое времена релаксации, время релаксации энергии, величину деформпотенциала и другие характеристики. Определение же соотношения между σ₁ и σ₂, а также их зависимости от частоты ПАВ позволяет идентифицировать механизмы проводимости.

Пасынок С.Л., Антропов С.Ю., Безменов И.В., Вострухов Н.А., Дроздов А.Э., Жаров В.Е., Игнатенко И.Ю., Цыба Е.Н., Федотов В.Н. «Текущее состояние работ ГМЦ ГСВЧ в части определения ПВЗ» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 39-46 (2024)

В Главном метрологическом центре Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГМЦ ГСВЧ) непрерывно проводятся работы в области определения и прогнозирования параметров вращения Земли (ПВЗ). Прежде всего это работы по осуществлению мероприятий в рамках ГСВЧ, которые включают: проведение навигационных и спутниковых лазерных дальномерных измерений на пунктах метрологического контроля Росстандарта, расположенных в городском поселении Менделеево и городах Новосибирск, Иркутск, Хабаровск и Петропавловск-Камчатский; обработку результатов ГНСС, спутниковой лазерной дальнометрии (СЛД) и РСДБ-измерений ГСВЧ и международных служб; определение ПВЗ в рамках отдельных методов измерений; совместную обработку данных измерений и результатов определения ПВЗ в рамках отдельных методов измерений; а также формирование справочной информации о ПВЗ и ее распространение. Роль ФГУП «ВНИИФТРИ» как ГМЦ ГСВЧ закреплена Постановлениям Правительства РФ № 225. Также в ГМЦ ГСВЧ ведутся работы по эксплуатации следующих средств: аппаратно- программных средств определения и прогнозирования ПВЗ на основе совместной обработки файлов измерений в формате SINEX, Коррелятора ГМЦ ГСВЧ, спутниковой дальномерной лазерной станции комплекса средств фундаментального обеспечения ГЛОНАСС «Точка» и сегмента обмена данными Росстандарта; проводятся исследования по вычислению орбит и поправок часов КА, а также обработке данных спутниковых альтиметрических измерений. В статье приводится краткий обзор работ, проводимых в ГМЦ ГСВЧ в части определения и прогнозирования ПВЗ в период с 2021 по 2023 гг. Оценка качества определений ПВЗ и других параметров проводится методом сравнения данных, полученных в ГМЦ ГСВЧ, с международными опорными данными о ПВЗ и данными других отечественных и зарубежных центров обработки и анализа данных (ЦОАД). Результаты сравнения свидетельствуют о высоком научно-техническом уровне работ, проводимых в ГМЦ ГСВЧ в части определения и прогнозирования ПВЗ.

Дубовик А.В. «Возбуждение взрыва при схлопывании газовой полости в слое твердого взрывчатого вещества» Физика горения и взрыва, 60, № 5, с. 118-124 (2024)

Рассмотрен случай удара по тонкому кольцевому слою несжимаемого вязкопластического материала с полостью, заполненной газом. Слой помещен в жесткую сборку типа пресс-формы и сдавливается поршнем с постоянной скоростью. Решение соответствующей прочностной задачи выполнено полуобратным методом с заданием стержневого типа течения среды и определяющих уравнений вязкопластического вещества. Полученные данные об ускоренном движении стенок полости рассматриваются как пример фокусировки (кумуляции энергии) в сходящемся потоке. Сведения о распределении температур при нагрузке на слой использованы для расчета параметров инициирования взрыва ударом по кольцевому заряду твердого взрывчатого вещества. Обсуждается возможность теплового воспламенения реакционноспособных веществ без участия саморазогрева и только вследствие диссипативного нагревания за счет энергии механического воздействия.

Губайдуллин А.А., Болдырева О.Ю., Дудко Д.Н. «Взаимодействие волны давления с трещиновато-пористой зоной в пористой среде» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 166, № 3, с. 331-342 (2024)

Численно исследовано распространение волны сжатия в пористой среде, содержащей трещиновато-пористую зону. Исследование проведено с использованием двухскоростной модели пористой среды и трехскоростной модели трещиновато-пористой среды. Задача исследована в двумерной постановке. Рассмотрены случаи, когда пористая среда имеет свободную поверхность или является неограниченной. Трещиновато-пористая зона имеет границу в форме эллипса или прямоугольника. Изучено влияние таких неоднородностей на картину распространения возмущений давления.

Дынникова Г.Я. «Моделирование неустойчивости Кельвина–Гельмгольца модифицированным методом дискретных вихрей» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 22, № 3, с. 25-34 (1991)

Предложена модель свободного сдвигового слоя невязкой несжимаемой жидкости, формально сходная с моделью дискретных вихрей, но позволяющая учесть толщину слоя и движение частиц жидкости внутри него. Предложенная модель обладает близкими к реальным характеристиками устойчивости по отношению к возмущениям различной длины волны.

Поликарпова Н.В., Дьяконов Е.А. «Исследование красочных слоев картин методами акустооптики» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 84 (2024)

Акустооптические фильтры – это специальные устройства, которые позволяют “вырезать” из светового луча свет определенной длины волны. По сравнению с другими методами спектрального анализа, акустооптические фильтры обладают преимуществом: они могут быстро перестраиваться на нужную длину волны за счет изменения управляющего сигнала. Кроме того, они могут работать с изображениями, что позволяет проводить мультиспектральную съемку – получать изображения объекта в разных диапазонах света. Мультиспектральная съемка находит широкое применение в разных сферах, например, в космосе, медицине, экологии и для проверки подлинности документов. Особенно интересна возможность исследования объектов в невидимом спектре, например, в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазонах. Это позволяет увидеть детали, которые не видны невооруженным глазом. Например, можно обнаружить скрытые наброски под краской в картинах или прочитать выцветшие надписи на древних документах. Важно, что этот метод не требует физического воздействия на объект, что особенно ценно для исторических артефактов. В этой работе исследователи изучают возможность использования акустооптических технологий для мультиспектральной съемки в искусствоведении. Они создали модели, имитирующие рисунок под слоем краски, чтобы проверить, можно ли с помощью этого метода увидеть скрытые изображения.

Сысоев Е.И., Сычев М.М., Шафигуллин Л.Н., Дьяченко С.В. «Проектирование звукопоглощающих сотовых материалов с геометрией трижды периодических поверхностей минимальной энергии (ТППМЭ)» Акустический журнал, 70, № 5, с. 765-777 (2024)

Предложено использование сотовых материалов с геометрией трижды периодических поверхностей минимальной энергии (ТППМЭ) для создания прочных сотовых материалов с управляемыми акустическими характеристиками. Были разработаны однородные элементарные ячейки с топологией Primitive, Diamond, FRD и Gyroid разной пористости и определены их акустические параметры. С использованием полуфеноменологической модели Джонсона–Шампу–Алларда–Лафаржа–Прайда была оценена звукопоглощающая способность материалов с данной геометрией. Было показано, что, варьируя размер элементарной ячейки и толщину образца, можно управлять акустическими характеристиками и средним коэффициентом звукопоглощения в диапазоне от 0.2 до 0.8. Достоверность расчетов подтверждена экспериментально с использованием аддитивно изготовленных образцов. Полученные результаты демонстрируют потенциал применения ТППМЭ для создания материалов с контролируемой геометрией пор для достижения предсказуемых характеристик звукопоглощения.

Окунев В.Д., Самойленко З.А., Николаенко Ю.М., Дьяченко Т.А., Бурховецкий В.В., Корнеевец А.С. «Зарождение кластеризованной структуры пленок La_0.7Sr_0.3MnO_3–x в магнетронной плазме: влияние электрических полей и ионного звука на левитацию частиц и "замороженные" колебания параметров пленок» Физика твердого тела, 67, № 1, с. 90-104 (2025)

Исследовано влияние формирующихся в магнетронной плазме разноразмерных кластеров (D=50–400 Å) на структуру и свойства 36 образцов пленок La_0.7Sr_0.3MnO_3–x, осажденных на стекло вдоль потока частиц. В результате сопоставления "замороженных" колебаний параметров пленок с реальными ионно-звуковыми колебаниями в плазме восстановлен сценарий ее кластеризации, невозможной без левитации частиц. Предложено феноменологическое описание этого явления. Показано, что при расстояниях от мишени L≤2.15 cm кластеризация потока лимитируется левитацией атомных кластеров в результате равновесия между силой тяжести, давлением ионного звука и силой взаимодействия заряженных частиц с электрическими полями; вклад ионного звука в левитацию частиц здесь не превышает 12%. При отсутствии электрического поля (L≥2.45 cm) левитация зависит только от увлечения частиц ионно-звуковыми колебаниями. Результаты расчета критических размеров левитирующих атомных группировок согласуются с экспериментом. Изучено влияние изменений в зарядовом состоянии ионов марганца вдоль потока частиц на формирование кластерной структуры пленок. В интервале 2.15<L<2.45 cm, где вдвое уменьшается размер кластеров, качественно меняется связь электрических свойств пленок с их структурой. Для кластеров с размерами, меньшими дебаевского радиуса экранирования (l_D=175±30 Å), наблюдающиеся в образцах размерные эффекты согласуются с моделью локализации электронных состояний, предложенной Лифшицем. Ключевые слова: магнетронная плазма, разновалентные ионы марганца, кластеризация потока, левитация частиц, ионно-звуковая волна, аморфные пленки La_0.7Sr_0.3MnO₃.