Ползикова Н.И., Алексеев С.Г., Лузанов В.А., Раевский А.О., Никитов С.А. «Исследование акусто магнитной динамики методом акустической и спин холловской спектроскопии» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 46 (2024)

Нелинейные магнон-фононные взаимодействия представляют интерес для множества применений, в частности, для создания нейроморфных систем. Ранее был предложен метод возбуждения магнитной динамики в многочастотном композитном резонаторе сдвиговых волн со слоем ферромагнетика (HBAR), и развита теория, описывающая его работу для одного типа акустических мод. Поскольку реальный HBAR возбуждает сразу несколько типов мод, актуальной является задача их идентификации. В работе получены магнито-полевые зависимости комплексного коэффициента отражения S₁₁ и напряжения обратного спинового эффекта Холла (V_ISHE) для HBAR, определены диапазоны линейного и параметрического режимов возбуждения магнитной динамики. Сравнение формы частотных зависимостей (спектра) S₁₁ и V_ISHE позволило идентифицировать пластинчатые (лэмбовские) моды с преобладающей компонентой поляризации вдоль и поперек поля соответственно. Метод может оказаться полезным для изучения работы HBAR, определения механизмов магнон-фононного взаимодействия, уточнения вычислительных моделей, оценки ориентации пьезоэлектрической пленки и параметров материалов резонатора.

Раевский М.А., Бурдуковская В.Г. «Когерентность и эффективность пространственной обработки низкочастотных акустических сигналов в мелком море с флуктуирующими параметрами» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 11-12 (2024)

Исследуется совместное влияние случайных внутренних волн и развитого ветрового волнения на когерентность и эффективность пространственной обработки узкополосных акустических сигналов в мелком море. Предложена теоретическая модель для корреляционной матрицы многомодового сигнала на апертуре горизонтальной антенной решетки (АР), использующая различие пространственно-временных масштабов флуктуаций акустического поля, обусловленных ветровыми и внутренними волнами. Приведены результаты численного моделирования для волновода летнего типа, закрытого к поверхности. Коэффициент усиления антенны анализируется для трех методов пространственной обработки: метода ФАР, метода оптимальной линейной обработки и метода оптимальной квадратичной обработки. Основное внимание уделяется зависимости коэффициента усиления АР от интенсивности ветрового волнения и расстояния R между источником и антенной. Показано, что несмотря на гидрологию летнего типа, ветровое волнение может оказывать существенное влияние на коэффициент усиления горизонтальной антенны в широком диапазоне расстояний R∼10–100 км. Полученные для горизонтального масштаба корреляции акустического поля результаты соответствуют универсальному значению 30λ, предложенному Carey при обобщении экспериментальных данных в мелком море.

Красненко Н.П., Рыбаков И.А., Раков А.С. «Акустическое обнаружение низколетящих дронов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 21 (2024)

Рассматривается проблема обнаружения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Дан обзор имеющихся материалов по анализу возможностей обнаружения БПЛА средствами акустической разведки. Представлены результаты экспериментов по исследованию демаскирующих акустических признаков при полете квадракоптеров. Рассматриваются возможности пассивного и активного обнаружения.

Сосиков В.А., Торунов С.И., Рапота Д.Ю., Мочалова В.М., Уткин А.В., Колдунов С.А. «Структура неустойчивого детонационного фронта в жидких взрывчатых веществах» Физика горения и взрыва, 60, № 6, с. 9-17 (2024)

Проведены эксперименты по исследованию неустойчивости детонационных волн в смесях нитрометана, тетранитрометана и ФИФО с инертными разбавителями посредством регистрации свечения детонационного фронта скоростной восьмиканальной шестнадцатикадровой электронно-оптической камерой НАНОГЕЙТ-22/16. В области неустойчивости детонации зарегистрировано неоднородное свечение детонационного фронта, которое связывается с турбулентным течением в зоне реакции. Формирование ячеистых структур с реакцией взрывчатого вещества в косых и поперечных волнах в исследованных составах не наблюдалось.

Маршалов Д.А., Бердников А.С., Гренков С.А., Федотов Л.В., Шейнман Ю.С., Михайлов А.Г., Устинов А.Б., Рахимов И.А., Исаенко А.В. «Модернизация системы преобразования сигналов радиотелескопа РТ-32 обсерватории "Светлое"» Труды Института прикладной астрономии РАН № 70, с. 39-49 (2024)

С 2011 г. по настоящее время на 32-метровых радиотелескопах (РТ-32) радиоинтерферометрического комплекса «Квазар-КВО» эксплуатируются отечественные системы преобразования сигналов Р1002М. За счет применения цифровой обработки сигналов на видеочастотах (до 32 МГц) система позволила заметно сократить инструментальные потери, возникающие при преобразовании сигналов. Развитие элементной базы и методов обработки сигналов привели к созданию более совершенной многофункциональной системы преобразования сигналов (МСПС), выполняющей обработку сигналов в диапазоне промежуточных частот в цифровом виде. МСПС построена по модульному принципу, имеет широкие возможности по переконфигурированию режимов работы за счет используемых в своем составе программируемых логических интегральных схем, а конструктивное исполнение системы обеспечивает ее размещение на подвижной части антенны. С 2020 г. опытный образец МСПС штатно эксплуатируется на 13-метровом радиотелескопе обсерватории «Светлое» комплекса «Квазар-КВО». В текущем году начаты работы по модернизации системы преобразования сигналов радиотелескопа РТ-32 обсерватории «Светлое» путем перехода от Р1002М к МСПС. Для размещения на антенне РТ-32 потребовалась незначительная модификация аппаратных и расширение программных средств МСПС, а также сопряжение с другими системами и комплексами радиотелескопа. В работе представлены сделанные в системе изменения и текущие результаты работы по модернизации аппаратуры преобразования сигналов на радиотелескопе РТ-32, а также результаты тестовых наблюдений на РТ-32 с использованием МСПС.

Рахмонов С.С., Попадьев В.В. «Совершенствование теории высот в геодезии» Труды Института прикладной астрономии РАН № 68, с. 36-42 (2024)

Пока еще не решенной проблемой в геодезии остается создание международной системы высот, которая по сути является системой разностей потенциалов, преобразование которых в линейную меру выполняется по правилам принятой системы высот: ортометрической, нормальной или нормально-ортометрической. Поскольку на практике в разных нивелирных сетях традиционно применяются разные системы высот (ортометрические – в большинстве стран Запада, нормальные – в странах СНГ), то при реализации общей системы высот появляется необходимость в выборе наиболее подходящей теории. Для обоснованного выбора нужно естественным образом разработать систему критериев, выполнить контрольные вычисления, сравнить их результаты, и в итоге определить наиболее подходящую систему не только практически, но и теоретически. Такие исследования можно провести, прибегнув к математическому моделированию с применением компьютерных программ, например, MATLAB. Важным здесь является создание адекватной численной модели, близкой к физической, на примере которой будет выполнена проверка. При таких исследованиях особую роль играет отделение исходных определений от рабочих формул, а также четкое разделение элементов реального и нормального полей. Полученные на основе такого моделирования результаты позволили показать, что нормальные высоты имеют намного больше преимуществ по отношению к ортометрическим, самое главное из которых известно давно – это строгость вычисления нормальной высоты, в отличие от ортометрической. Тем не менее, и сама нормальная высота может рассматриваться как отрезок в трех вариантах: нормаль к эллипсоиду, координатная линия сфероидальной системы координат и силовая линия нормального поля силы тяжести. Получен способ высокоточного вычисления нормальной высоты как длины координатной линии в сфероидальной системе координат. Установленные преимущества нормальных высот позволяют применять ее в качестве рабочей системы высот в международной системе.

Рачвал Л. «Гравитация с шестью производными и ультрафиолетовая конечность» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1642 (2024)

Приводятся и обсуждаются хорошо известные условия ультрафиолетовой (УФ) конечности. На примере квантовой теории гравитации с шестью производными в d=4 пространстве-времени сравниваются требования полного отсутствия ультрафиолетовых расходимостей в квантовых теориях поля и существования нетривиальной неподвижной точки для потока ренормгруппы в УФ-режиме. Здесь исчезновение бета-функций эквивалентно возникновению конформной симметрии на квантовом уровне. В этой модели впервые стало возможным иметь полностью УФ-конечную квантовую теорию без добавления материи или специальной симметрии, но за счет включения дополнительных членов, кубических по кривизне. Обсуждаются все необходимые алгебраические условия для того, чтобы это произошло. Наконец, мотивируется утверждение, что на самом деле асимптотическая устойчивость требует УФ-конечных моделей для обеспечения явной формы УФ-предела вильсонианских эффективных действий, описывающих особые ситуации в конформных фиксированных точках.

Тиссен В.М., Балахненко А.Ю., Рачков В.Д. «Прогнозирование ухода шкал времени бортовых часов с помощью трехкомпонентной модели» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 47-56 (2024)

В настоящее время построение прогнозных значений бортовых шкал времени относительно шкалы центрального синхронизатора осуществляется на основе математических моделей в виде простейших полиномов первой и второй степени. При этом в случае оперативного режима расчета орбит КА ГЛОНАСС принимаются линейные модели, параметры которых переопределяются с 6-часовой периодичностью закладки эфемеридной информации в бортовой компьютер. При срочном и апостериорном режимах требуются прогнозы ухода шкал от суток до двух недель. В этом случае для поддержания точности эфемеридно-временной информации возникает необходимость в более сложной модели прогноза, включающей квадратичный член и другие регулярные компоненты. При разработке таких моделей возникают затруднения с оценкой величин систематической и случайной составляющих расхождения данных шкал. В настоящей статье предложена аналитическая трехкомпонентная модель прогнозирования ухода бортовой шкалы. Первые две из них задают линейную и квадратичную часть ухода. Третья компонента учитывает все закономерности периодического и квазипериодического характера. Она представлена полигармоническим рядом, насчитывающим от 15 до 20 гармоник. Параметры модели оцениваются с помощью метода наименьших квадратов индивидуально для каждого навигационного спутника по данным частотно-временных поправок на интервалах 1–5 месяцев предшествующей истории. Для оценки величины случайной составляющей нестабильностей бортовых часов предложено использовать программный генератор случайных чисел, с помощью которого задается желаемая ширина шумовой дорожки. В результате проведения численных экспериментов по отработке предложенной трехкомпонентной модели расхождения бортовой шкалы навигационных спутников ГЛОНАСС и GPS относительно шкалы центрального синхронизатора показано, что погрешности прогноза ухода бортовой шкалы ГНСС в большинстве случаев соизмеримы с погрешностями аппроксимации по данным, на которых оцениваются параметры модели. В частности при отработке модели расхождения бортовой шкалы навигационных спутников ГЛОНАСС (R02) осредненная СКП прогноза на интервале 30 суток составила порядка 1 нс, а для суточных прогнозов порядка 0.5 нс при 100% выборке результатов.

Хило П.А., Ревенок М.А. «Изотропная дифракция бесселева светового пучка при акустооптическом взаимодействии» Проблемы физики, математики и техники, № 3(60), с. 44-47 (2024)

Исследован процесс акустооптической (АО) дифракции бесселева пучка ТЕ-типа на бесселевом акустическом пучке в акустически поперечно изотропных кристаллах. Рассмотрена АО дифракция на вертикально поляризованной (SV-) акустической волне, позволяющая задействовать в АО- процессе диагональные компоненты тензора диэлектрической проницаемости. Установлено, что за счет указанных диагональных компонент может быть реализована изотропная дифракция бесселева светового пучка с высокой эффективностью. Предложенная схема АО дифракции представляет интерес для модуляции бесселевых световых пучков с возможностями динамической перестройки их параметров.

Койгеров А.С., Реут В.Р. «Современные подходы к моделированию резонаторов, дисперсионных линий задержек и полосовых фильтров на пав с использованием метода конечных элементов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 42 (2024)

Рассмотрены два подхода моделирования устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ) – феноменологический на основе модели связанных мод и численный на основе метода конечных элементов. Показано, что необходимые для модели связанных мод параметры (скорость ПАВ, коэффициент отражения, коэффициент электромеханической связи и др.) можно получить с помощью численного анализа бесконечных тестовых структур в пакете COMSOL Multiphysics. Представлены результаты расчета и измерений коэффициентов передачи для ряда устройств на ПАВ. Приведены результаты разработки двухпортового резонатора на поверхностных поперечных волнах (STW) с ненагруженной добротностью 27000. Представлены измерения двухпортового STW-резонатора, выполненные в составе макета малошумящего автогенератора на 896 МГц, которые демонстрируют уровень фазового шума –135 дБ/Гц при отстройке 1 кГц и –175 дБ/Гц при отстройке 100 кГц от несущей частоты. Представлены характеристики дисперсионных линий задержек на волнах Рэлея с рабочими частотами до 1.5 ГГц, способных обеспечить сжатие сигналов с линейной частотной модуляцией длительностью от 170 нс до 9 мкс с различными значениями девиации частоты. Приведены характеристики резонаторных полосовых фильтров (в том числе и на вытекающих ПАВ) с рабочими частотами до 2.5 ГГц с относительно малым уровнем вносимого затухания.

Римская-Корсакова Л.К., Канев Н.Г., Комкин А.И., Марголина И.Л., Калюжная И.Ю. «Сравнение звуковых ландшафтов вблизи двух университетов г. Москвы» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 33 (2024)

Под термином “звуковой ландшафт” понимают акустическую среду, которую воспринимает, переживает и/или понимает человек в контексте (ISO/TS 12913-1-3: Acoustics–Soundscape, 2014–2019). Исследования звуковых ландшафтов включают в себя классические измерения объективных характеристик звуковой среды, а также анализ типов и состава слышимых звуков; численную оценку эмоциональных реакций человека на звуковую среду; анализ контекста, т.е. факторов, присущих человеку и среде, влияющих на восприятие звуков человеком. Подход “звуковой ландшафт” нацелен на создание благоприятной для человека звуковой среды в городах и населенных пунктах. В работе сравнивали звуковые ландшафты схожих по типу локаций, расположенных на территориях двух университетов. В аудиовизуальной экспертизе участвовали студенты вузов в количестве 25 человек на территории МГТУ им. Н. Э. Баумана (21.03.2024) и 30 человек на территории МГУ им. М. В. Ломоносова (28.03.2024). Результаты оценки представляли координатами точек на плоскости “Приятность-Событийность”. При схожих уровнях звукового давления, в локациях на территории МГУ значения координат “Приятности” были выше, а значения координат “Событийность” – ниже, чем таковые на территории МГТУ. Оценки громкости среды вблизи МГТУ были выше, чем вблизи МГУ. Также вблизи МГУ эксперты выставили более высокие оценки среде в целом. Ощущения безопасности и уверенности у экспертов вызывали звуковые ландшафты в трех из 4 локаций в окрестности МГУ, и только в одной из 4 локаций вблизи МГТУ. Причины таких различий, полагаем, следует искать в соотношениях типов и состава слышимых звуков в разных локациях, а также аудиовизуальном восприятии самих локаций. Полученные данные выявляют информативность и целостность стандартного метода ISO/TS 12913 оценки звуковых ландшафтов; его доступность и удобство для непрофессиональных экспертов. Метод позволяет выявлять и количественно оценивать (взвешивать) неблагоприятные качества звуковой среды.

Римская-Корсакова Л.К., Канев Н.Г., Комкин А.И., Шуляпов С.А. «Звуковые ландшафты в городской среде: субъективное восприятие и объективный контроль» Акустический журнал, 70, № 6, с. 921-932 (2024)

Международная организация по стандартизации (ISO) ввела термин “звуковой ландшафт”, определяющий “акустическую среду, воспринимаемую или понимаемую человеком/людьми в контексте”, а также предложила меры для количественной оценки эмоциональных реакций человека на звуковую среду. Целью данной работы была верификация стандартного метода ISO, в котором эмоциональные реакции человека оценивали координатами точек на плоскости “Приятность-Событийность”, где координата “Приятности” оценивала то, насколько среда была приятной для субъекта, т.е. свойства субъекта, а координата “Событийности” – то, насколько среда была событийной, т.е. свойства среды. Для получения координат точек проводили аудиовизуальную экспертизу среды, вместе с которой измеряли акустические характеристики и используемые в психоакустике показатели субъективных качеств звуковой среды. Характеристики и показатели сопоставляли с координатами “Приятности” и “Событийности”. Показано, что для человека звуковая среда могла быть вполне приятной, когда физические характеристики превышали установленные санитарные нормы или, наоборот, неприятной, когда физические характеристики не превышали такие нормы. Полученные результаты подтвердили обоснованность, информативность и целостность метода оценки звуковых ландшафтов, а также его доступность для непрофессиональных экспертов. Предложенные меры могут быть использованы для инженерного проектирования благоприятной звуковой среды городских территорий.

Родионов А.А., Ванкевич Р.Е., Лобанов А.А., Глитко О.В., Шпилев Н.Н. «Термостратифицированный бассейн Санкт-Петербургского филиала Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН для моделирования гидрофизических процессов» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 17, № 4, с. 90-99 (2024)

Лабораторное моделирование гидрофизических процессов является одним из методов решения научных и практических задач исследования океана. В Санкт-Петербургском филиале Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук создан гидрофизический бассейн. Работы в бассейне сопровождаются цифровой копией, позволяющей оптимизировать программы и методики экспериментов. Конструкция бассейна и технологические характеристики позволяют моделировать многослойную стратификацию. В статье содержится описание бассейна, включающее геометрические размеры (7×2×2,2 м – длина, ширина, глубина), аппаратурный измерительный комплекс, метрологическое обеспечение, технологию создания температурной стратификации. Приведены типовые профили 2-х и 3-слойной стратификации. На основе теории подобия оценены допустимые масштабы воспроизводимых натурных гидрофизических процессов. Показано, что созданный гидрофизический бассейн занимает промежуточное место между лотками с солевой стратификацией и большим термостратифицированным бассейном Института прикладной физики РАН. При этом в совокупности с цифровой моделью бассейна появляется возможность воспроизводить гидрологические условия, охватывающие основные типы стратификации озер, морей и океанов, при оптимизации временных и функциональных параметров проведения экспериментов.

Ванкевич Р.Е., Родионов А.А., Лобанов А.А., Филин К.Б., Шпилев Н.Н. «Цифровая копия термостратифицированного бассейна Санкт-Петербургского филиала Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 17, № 4, с. 100-108 (2024)

Статья посвящена разработке цифровой модели большого термостратифицированного бассейна для гидрофизических исследований. При построении моделей использованы современные наработки в области вычислительной гидродинамики и высокопроизводительных вычислений для оптимизации и частичного замещения дорогостоящих физических экспериментов. Задание и поддержание термической стратификации в бассейне обеспечивается тонкой настройкой режимов работы теплового/холодильного оборудования на основе использования разработанной цифровой модели бассейна. Цифровая копия рассматривается в первую очередь как вспомогательный инструмент, призванный оптимизировать серийные эксперименты. В качестве критериев оптимизации могут быть рассмотрены время либо минимизация затрат на установление заданной стратификации в бассейне. В то же время совершенствование численной модели по данным физических экспериментов позволит экстраполировать верифицированные лабораторным путем зависимости для описания режимов, характерных для натурных процессов в океане, но сложно реализуемых при масштабном физическом моделировании. Цифровая копия служит конструктивным дополнением к термостратифицированному бассейну, поскольку позволяет рационально построить методику эксперимента, достичь желаемого результата при сокращении временных и материальных ресурсов.

Родионов А.А., Никитин Д.А., Филин К.Б., Шпилев Н.Н., Паничева Е.Д. «Гидроакустический бассейн Санкт-Петербургского филиала Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 17, № 4, с. 109-121 (2024)

В Санкт-Петербургском филиале Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук построен и введён в строй заглушенный гидроакустический бассейн, оснащенный автоматизированной системой закрепления и перемещения измерительных излучателей, приёмников (гидрофонов) и исследуемых моделей объектов. В состав оборудования бассейна входят излучатели, гидрофоны, многофункциональные эхолоты с режимом гидролокаторов бокового обзора, усилители излучающего и приёмного трактов, аналого-цифровые преобразователи, переносные компьютеры с программным обеспечением для формирования излучающих и регистрации принимаемых сигналов. Созданы функционирующие макеты приёмного и излучающего трактов. Разработана математическая модель бассейна на основе расчёта гидроакустических полей методом мнимых источников. Оценено качество заглушенности бассейна, показавшее её удовлетворительное значение. Для проведения экспериментов по исследованию отражающих свойств объектов изготовлены стандартные модели этих объектов. Заглушенный гидроакустический бассейн позволяет проводить исследование характеристик макетов гидроакустических средств, методов формирования и обработки сигналов в активном и пассивном режимах работы; процессов, происходящих в водной среде.

Кутузов Н.А., Родионов А.А. «Проекционный метод обнаружения аномальных значений на датчиках в виброакустических задачах» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 34 (2024)

В задачах виброакустики распространенной проблемой при проведении измерений с использованием набора вибродатчиков является отсутствие точной модели сигнала на приемниках. В определенных сценариях такое рассогласование может приводить к существенной деградации алгоритмов обработки. Так же в процессе эксплуатации измеряемого объекта определенные вибродатчики, например, из-за поломки могут выдавать некорректный результат, ухудшая качество измерений. На практике поиск таких “аномальных” датчиков, сигнал с которых не укладывается в используемую модель, представляет отдельную нетривиальную задачу. В настоящей работе для ее решения предложен оригинальный метод, основанный на использовании проекционных алгоритмов (впервые предложенных в теории адаптивных антенных решеток и оперирующих сигнальными и шумовыми подпространствами принятой выборки сигнала). На модельных и экспериментальных данных показано, что предложенный подход позволяет детектировать и классифицировать такого рода “аномальные” приемники. Особенностью разработанного метода является совмещение численной конечно-элементной модели (КЭМ) исследуемого объекта и экспериментально получаемых данных. Результатами эксперимента и имитационного моделирования продемонстрирована эффективность предложенного метода в задаче локализации виброисточников. Отметим, что предложенный подход может быть полезен и в других приложениях, где при обработке полей решение обратной задачи происходит с использованием численной или аналитической модели.

Монахов Р.Ю., Родионов А.А., Капранов И.Е., Шпилев Н.Н., Яковчук М.С. «Численное и физическое моделирование генерации и эволюции вихревых колец в крупномасштабном гидрофизическом бассейне» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 17, № 4, с. 55-70 (2024)

Статья посвящена исследованиям процесса генерации и эволюции вихревых колец, формирующихся в водной среде при выбросе струи воды в затопленный объем. Представлены расчётные данные по известным из литературы соотношениям, а также результаты моделирования по вновь созданной методике. Обоснованы характеристики генератора вихревых колец в составе моделирующего стенда, созданного на базе крупномасштабного гидрофизического бассейна. Экспериментальные исследования проводились в условиях температурной стратификации среды и с разницей температур воды струи и бассейна. Результаты экспериментов по формированию и движению вихревых колец удовлетворительно соответствуют расчетным данным. При этом влияние сформированной в бассейне стратификации на характеристики вихревых колец оказалось незначительным. Выявлено существенное влияние безразмерной длины струи на основные характеристики вихревых колец и разницы между температурой воды на горизонте их формирования и температурой струи на траекторию движения колец.

Рожков В., Троицкий С. «Многоканальная астрономия» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 56, № 1, http://www1.jinr.ru/Pepan/v-56-1/07_Rozhkov_ann.pdf (2025)

Обзор составлен на основе лекции, прочитанной одним из авторов на международной молодежной конференции «AYSS-2023», и посвящен многоканальной астрономии, изучающей астрофизические объекты и явления с использованием частиц и волн различных типов, приносящих информацию из космоса. Они включают электромагнитные и гравитационные волны, нейтрино и космические лучи. Обсуждаются новые возможности, открывающиеся благодаря совместному использованию разных носителей информации. Сочетание результатов, полученных с помощью различных каналов наблюдения, позволяет получать более полную и точную информацию о процессах, происходящих во Вселенной, и даже использовать ее для изучения фундаментальной физики.

Субботкин А.О., Кузнецов Г.Н., Талачев Е.В., Романенко Г.А., Тюрин А.С. «Исследование акустической заметности транспортных средств, движущихся с постоянной скоростью» Акустический журнал, 70, № 5, с. 757-764 (2024)

Представлены результаты экспериментов по оценке субъективных показателей акустической заметности приближающегося с постоянной скоростью транспортного средства. Субъективные показатели заметности определялись экспертами как расстояние между транспортным средством и экспертом в тот момент, когда эксперт услышал (зафиксировал) звук приближающегося автомобиля, а также как время подъезда автомобиля к эксперту в этот момент. Субъективные показатели заметности сопоставляются с измеренными по методике из правил ООН № 138 объективными параметрами шума от автомобиля – уровнем звукового давления, его частотной характеристикой, а также уровнем звука. Исследование представляется актуальным в связи с проблемой безопасности движения электрифицированных транспортных средств, обладающих малой шумностью, к которым относятся, в частности, электромобили, электроскутеры и электросамокаты. Приведены первые результаты исследования проблемы увеличения заметности для пешеходов малошумных транспортных средств без нанесения ущерба акустической экологии городов и пригородов.

Милешин В.И., Россихин А.А. «Разработка методов модального анализа шума модельных вентиляторных ступеней» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 28 (2024)

Для успешного продвижения работ, направленных на снижение тонального шума ТРДД, необходимо понимание механизмов, отвечающих за генерацию тонального шума и за распространение тонального шума по тракту двигателя. Методы измерения модального состава звукового поля в тракте двигателя позволяют разделить вклад различных источников в шум двигателя и тем самым определить основные направления модификации, необходимые для снижения шума. В данной работе рассматриваются методы модального анализа тонального шум, основанные на теории сжатых измерений. Упомянутая теория нашла широкое применение в задачах обработки сигналов, в тех случаях, когда имеются основания полагать, что сигнал может быть разрежен в определенном представлении. В качестве исходных данных для методов используются записанные сигналы микрофонов, неподвижно установленных на корпусе воздухозаборника. Предполагается, что микрофоны распределены тем или иным образом по некоторой области обечайки канала воздухозаборника достаточно большой длины. В рамках рассмотренных методов реализована возможность использовать в качестве исходных данных, как спектры микрофонов, так и матрицы спектральных плотностей для микрофонной решетки. Представлен анализ имеющихся ограничений на разрешающую способность микрофонной решетки, расположенной на обечайке. Выполнено тестирование методов на основании искусственно сгенерированных данных о пульсациях давления в местах расположения микрофонов. Показано, что с их помощью можно, в том случае если модальный состав достаточно разрежен, выявить моды, вносящие наибольший вклад в излучение в воздухозаборнике.

Рочев А.М., Микушев В.М., Чарная Е.В., Нефёдов Д.Ю., Заговорич А.Д. «Эффективность спин-фононной связи в условиях насыщения сигнала ЯМР» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 68 (2024)

Эффективность взаимодействия тепловых фононов с ядерными спинами определяет скорость спин-решеточной релаксации ядер. Представлены результаты по снижению эффективности спин-фононной связи через подавление вклада парамагнитных центров в релаксацию квадрупольных ядер. Для достижения подавления использовалось стационарное магнитное поле на ларморовской частоте. Показано, что в области отрицательной средней спиновой температуры скорость спин-решеточной релаксации для ядер ²³Na в кристалле фторида натрия при магнитном насыщении сигнала ЯМР не меняется. Существенное замедление релаксации спинов ²³Na зафиксировано в области положительной средней спиновой температуры, при этом восстановление ядерной намагниченности со временем после возмущения описывается суммой двух экспонент. Выявлено неполное подавление релаксации с участием индуцированных облучением центров окраски. Полученные результаты могут быть использованы для исследования в реальных кристаллах парамагнитных центров малых концентраций с применением стандартных методик промышленных спектрометров ядерного магнитного резонанса.

Рочев А.М., Микушев В.М., Чарная Е.В., Серов А.Ю. «Особенности разделения механизмов спин-фононного взаимодействия для ²³Na в кристалле NaF в зависимости от температуры и количества парамагнитных центров» Акустический журнал, 70, № 5, с. 672-679 (2024)

Исследована возможность изменения эффективности ядерной спин-фононной связи методами ЯМР на примере кристалла NaF в широком температурном диапазоне. Для подавления ядерной спин-решеточной релаксации, идущей с участием парамагнитных центров, использовано вместо акустического насыщения сигнала ЯМР ²³Na на удвоенной ларморовской частоте стационарное магнитное насыщение на одинарной частоте. Изучено влияние образующихся в результате гамма-облучения центров окраски и температуры на разделение механизмов спин-фононной связи. Не наблюдалось подавление примесной релаксации для дипольных ядер ¹⁹F. Показано, что предложенная методика магнитного насыщения для полного или частичного отключения примесной релаксации квадрупольных ядер может быть реализована на промышленных импульсных спектрометрах ЯМР.

Рублёва Ф.Б., Перхняк А.Н. «Астрономическому кружку Московского планетария - 90 лет» Земля и Вселенная, № 4, с. 78-88 (2024)

Для Московского планетария 2024 год – дважды юбилейный: 95 лет со дня открытия Планетария и 90 лет со дня основания астрономического кружка - уникальной астрономической школы, воспитавшей не одно поколение астрономов и любителей. Есть еще один очень важный юбилей, без которого не случилось бы два предыдущих – 100 лет назад немецкий инженер оптического завода Карла Цейса в Йене Вальтер Бауэрсфельд (1879–1959) изобрел оптико-механический проектор звездного неба – аппарат «Планетарий» (он также создал первый в мире геодезический купол– знаменитый планетарий в Йене в 1926 г.).

Рудаков А.И., Юдинцев Ю.Н. «Звуковой удар от тел пространственной конфигурации, обтекаемых потоком с большими сверхзвуковыми скоростями» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 10, № 3, с. 27-36 (1979)

Представлены результаты исследования затухания возмущений на больших расстояниях от тел пространственной формы в сверхзвуковом однородном потоке газа, выполненные путем экстраполяции данных ближнего поля в дальнюю зону. Распределение параметров возмущенного течения в ближнем поле получено экспериментально для несущего треугольного крыла при М=2,02 и численно – для тел вращения под углом атаки при М=2, 3, 4. Метод экстраполяции основан на приближенном решении уравнений пространственных течений, преобразованных к независимым переменным давление – две функции тока и упрощенных в предположении "коротких волн".

Красненко Н.П., Рыбаков И.А., Раков А.С. «Акустическое обнаружение низколетящих дронов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 21 (2024)

Рассматривается проблема обнаружения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Дан обзор имеющихся материалов по анализу возможностей обнаружения БПЛА средствами акустической разведки. Представлены результаты экспериментов по исследованию демаскирующих акустических признаков при полете квадракоптеров. Рассматриваются возможности пассивного и активного обнаружения.

Рыбянец А.Н., Швецов И.А., Швецова Н.А., Цысарь С.А., Котельникова Л.М., Хохлова В.А., Сапожников О.А. «Сочетание объемного ультразвукового нагрева с поверхностным охлаждением как новый метод пространственной и временной локализации теплового воздействия на биоткани» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 81-82 (2024)

Методы современной ультразвуковой терапии основаны на использовании фокусированных излучателей, позволяющих осуществлять локализованное воздействие на ткани без повреждения кожи и окружающих целевую область участков. При этом для облучения большого объема ткани фокус приходится перемещать в пределах задаваемого объема, что увеличивает время процедуры и риск перегрева тканей на пути к фокусу. Таким образом, существует потребность в альтернативных методах и устройствах, в которых ультразвуковая энергия передается более безопасным и производительным способом. В настоящей работе представлен новый метод пространственно-временной локализации ультразвукового воздействия на подкожные ткани путем сочетания объемного нагрева с поверхностным охлаждением. Разработан ультразвуковой преобразователь, представляющий собой склейку из плоской прямоугольной пьезопластины толщиной 1 мм размером 15 на 25 мм и алюминиевой пластины толщиной 3 мм размером 25 на 40 мм. Алюминиевая пластина термостатировалась путем прокачки холодной воды через каналы, просверленные вдоль ее боковых участков. Склейка обращалась внешней стороной алюминиевой пластины к поверхности облучаемого объема и, тем самым, представляла собой ультразвуковой источник с воздушной тыльной нагрузкой и контролируемой температурой излучающей поверхности. Рабочая частота указанного преобразователя составляла 2.1 МГц. В клинических условиях суперпозиция температурного поля, возникающего в результате объемного нагрева за счет поглощения ультразвука, и тепловой волны от прижатой к коже охлажденной излучающей поверхности, позволяет обеспечить контролируемую локализацию ультразвукового нагрева в подкожных слоях тканей пациента. Акустическое поле созданного преобразователя было охарактеризовано на разных частотах с использованием метода импульсной акустической голографии. Также была измерена эффективность электроакустического преобразования на разных частотах и определена частота, позволяющая создать наиболее равномерную структуру поля для увеличения облучаемого объема ткани.

Пестова П.А., Рыбянец А.Н., Сапожников О.А., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Цысарь С.А., Котельникова Л.М., Хохлова В.А., Швецов И.А. «Численное решение задачи ультразвукового объемного нагревания биоткани с поверхностным охлаждением» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 56 (2024)

Одним из побочных эффектов неинвазивной терапии с помощью фокусированного ультразвука является нежелательный перегрев и повреждение кожи. Данный эффект может проявляться как при облучении глубоко расположенных, так и подкожных слоев биологической ткани. Для защиты кожи, а также самого фокусирующего излучателя часто используется охлаждение контактной среды, расположенной между кожей и излучателем. Недавно учеными ЮФУ был разработан нефокусированный излучатель для объемного нагревания подкожных слоев ткани, представляющий собой плоскую прямоугольную пьезопластину (15×25×1 мм), наклеенную на алюминиевую пластину (25×40×3 мм), которая охлаждалась путем циркуляции холодной воды (14–18°С) через ее боковые каналы. Алюминиевая пластина находится в прямом контакте с кожей, предотвращая ее перегрев. В настоящей работе был разработан численный алгоритм, позволяющий рассчитать нагрев ткани с учетом поглощения ультразвука и охлаждения кожи пластиной. Моделирование трехмерного температурного поля в ткани проводилось на основе уравнения теплопроводности. Решение сначала строилось независимо для задач охлаждения кожи пластиной и нагрева ткани тепловыми источниками акустического поля, а затем полученные решения складывались в силу линейности задачи. Для расчета тепловых источников использовались данные акустической голографии, полученные для излучателя при его работе на частоте 2.09 МГц. Акустическая мощность варьировалась от 5 до 30 Вт, время облучения – от нескольких секунд до нескольких минут, параметры биоткани соответствовали табличным значениям говяжьей печени. Было показано, что предложенный подход позволяет осуществлять объемный нагрев ткани с максимумом температуры на глубине 2 см при незначительном изменении температуры ее приповерхностного слоя на глубинах до 5 мм. Результаты расчетов сравнивались с полученными ранее в ЮФУ экспериментальными данными, в которых была продемонстрирована возможность достижения объемной тепловой абляции ткани при сохранении интактности поверхностного слоя.

Медведев С.Ю., Мишагин К.Г., Рыжков А.В., Сахаров Б.А., Шварц М.Л. «Особенности формирования достоверной шкалы времени в сетях связи» Труды Института прикладной астрономии РАН № 70, с. 19-24 (2024)

Для обеспечения функционирования современных сетей связи реализуются специальные системы частотной (тактовой) и временной (фазовой) синхронизации, которые, как правило, основаны на использовании приёмников ГНСС. Однако такие системы нельзя считать надежным из-за различных помех, воздействующих на приемники ГНСС и приводящих к полной потере синхронизации. Требуются альтернативные решения для систем частотно-временного обеспечения. Одно из таких решений предлагается в данной работе. В работе анализируются доступные технологии и требования для частотно-временного обеспечения современных систем связи. С помощью численного моделирования и качественных оценок исследуется ожидаемое время автономного хранения шкалы атомных часов для заданной точности. В результате проведенного анализа сделан вывод о том, что перспективным решением проблемы обеспечения надёжности системы частотно-временной синхронизации является применение ведущих сетевых часов на основе прецизионных хранителей времени – квантовых стандартов частоты, корректируемых относительно UTC с достаточно большим периодом при контроле качества принимаемого сигнала. Использование пассивных водородных стандартов частоты позволит осуществлять коррекции приблизительно раз в две недели либо реже при требовании допустимого отклонения шкалы времени от UTC не более 100 нс. Для повышения надежности системы предлагается использовать два стандарта частоты и дополнительное устройство обнаружения помех типа spoofing. Рассмотренная структура системы формирования и коррекции шкалы времени ведущих сетевых часов на основе технологии APNT может лечь в основу будущих когерентных систем частотно-временного обеспечения, которые позволят повысить надёжность формирования единых шкал времени и эталонной частоты для сети связи общего пользования.

Ни А.Л., Рыжов О.С. «Расширение квазиравновесного звукового потока релаксирующей смеси у края плоской пластинки» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 9, № 3, с. 73-80 (1978)

Рассматривается разворот равномерного потока химически активной смеси у края плоской пластинки в предположении, что макроскопическое время много больше времени протекания химической реакции, а скорость частиц в невозмущенном состоянии равна равновесной скорости звука. Кроме того, построены поля вспомогательных течений вокруг конфигураций, состоящих из пластинки с расположенными позади нее параболическими стенками. Показано, что искомое решение представляет собой неравномерный предел последовательности функций, задающих параметры вспомогательных течений, когда параболическая стенка отодвигается на бесконечность.

Пугачев С.И., Рытов Е.Ю. «Ультразвуковые технологии изготовления электрофизической керамики» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 83 (2024)

Ультразвуковые технологии позволяют оптимизировать ряд основных операций процесса изготовления изделий из электрофизической керамики, широко применяемой в современной науке и технике. В статье в качестве этих операций выбраны диспергирование керамических порошков, формообразование изделий из мелкодисперсных керамических порошков перед высокотемпературным обжигом, размерная обработка обожженных керамических образцов различной геометрической формы, нанесение на поверхность керамики металлических электродов. Основное внимание уделено ультразвуковым технологиям изготовления пьезокерамики, являющейся активным материалом приемников и излучателей звука (ультразвука), а также оксидно-цинковой керамики, составляющей основу варисторов – устройств защиты электросетей от грозовых и коммутационных перенапряжений. Показано, что производственная реализация ультразвуковых технологий обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик и надежности изделий из электрокерамики.

Рябов В.А. «Морфология и некоторые слуховые механизмы наружных ушей дельфина афалина (Tursiops truncatus) и человека» Акустический журнал, 70, № 6, с. 941-952 (2024)

Установлено, что роль наружных слуховых проходов у дельфина играют соответствующие подбородочные каналы, мандибулярные каналы и мягкие ткани, заполняющие каналы. Показано, что слуховые проходы дельфина максимально вынесены на острие рострума навстречу отраженным от подводных объектов эхо и звукам, в отличие от слуховых проходов человека, расположенных по бокам головы. У дельфина механизмы формирования уникальных признаков локализации эхо и звука в пространстве обусловлены асимметрией морфологических структур левого и правого наружного уха, их волновыми размерами, а также количеством слуховых проходов, их положением и архитектурой. Однако у человека эти механизмы обусловлены симметрией расположения слуховых проходов и ушных раковин на левой и правой половине головы и расстоянием между ними. У дельфина наружные уши адаптированы для утилизации деструктивной интерференции когерентных эхо от мешающих объектов с целью повышения отношения полезное эхо/мешающее отражение. В целом слух дельфина как часть его эхолокационной системы, и слух человека, обуславливают принципиальные различия морфологии и слуховых механизмов уже на уровне их наружных ушей.

Рябцева Л.В. «О Е. П. Левитане. К 90-летию со дня рождения» Земля и Вселенная, № 4, с. 64-65 (2024)

Летом 2024 г. исполнилось бы 90 лет со дня рождения Ефрема Павловича Левитана, важнейшего человека в судьбе нашего журнала. С самого основания «Земли и Вселенной» и до своего ухода из жизни в 2012 г. он был заместителем главного редактора журнала и фактически был (являлся) его руководителем. О Ефреме Павловиче, его вкладе в дело популяризации астрономии и космических исследований вспоминают его коллеги, работавшие и работающие в редакции журнала в разные периоды его существования.