Горбовской В.С., Зотов А.С., Кажан А.В., Лаврухин Г.Н., Лысенков А.В., Мазуров А.П., Малашевский С.А., Матяш А.В., Савельев А.А., Шенкин А.В. «Проблемы интеграции плоского сопла с компоновкой сверхзвукового пассажирского самолета с низким уровнем звукового удара» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 6, с. 50-65 (2024)

Рассмотрено несколько видов компоновок двух сопел, расположенных на верхней поверхности фюзеляжа перспективного сверхзвукового пассажирского самолета (СПС), приведены результаты исследования аэрогазодинамических характеристик и картины течения в надфюзеляжной компоновке сопел, даны оценочные сравнения компоновок плоских сопел с системой шумоглушения и отклонения вектора тяги и круглого сопла для разных режимов полета самолета. Показано, что незначительные изменения геометрии могут приводить к существенным изменениям характеристик. Исходя из комплексного анализа полученных данных на основных режимах полета СПС в диапазоне чисел М=0–1.7 проведена оптимизация геометрии модифицированного сопла.

Савенко В.В., Попков С.В. «Компоновка виброактивного оборудования на многоцелевых атомных подводных лодках военно-морских сил США типа «Вирджиния»» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3(409), с. 138-144 (2024)

Объект и цель научной работы. Рассмотрены основные особенности компоновки виброактивного оборудования в отсеках строящихся серийно многоцелевых атомных подводных лодок (АПЛ) ВМС США типа «Вирджиния». Материалы и методы. Анализ доступных материалов по особенностям компоновки виброактивного оборудования атомных подводных лодок типа «Вирджиния», позволившей эффективно снизить его вклад в шумность АПЛ. Основные результаты. Подтверждено применение компьютерных методов при компоновке виброактивного оборудования, а также при акустическом совершенствовании фундаментных конструкций оборудования. Заключение. Установлено, что численное моделирование с использованием метода конечных элементов позволило минимизировать влияние резонансов фундаментных конструкций оборудования и обеспечить высокую эффективность средств снижения вибрации и шума, что способствовало достижению низких уровней излучаемого АПЛ шума, особенно на малых скоростях хода. Ключевые слова: акустические характеристики, компоновка виброактивного оборудования, АПЛ типа «Вирджиния».

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Смольников В.Ю. «Малогабаритные средства вибродемпфирования толстолистовой пластинчатой конструкции» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4(410), с. 186-192 (2024)

Объект и цель научной работы. Объектом является толстолистовая судовая конструкция. Цель исследований – определение эффективности уменьшения уровней вибрации конструкции средствами вибропоглощения. Материалы и методы. Измерение спектров вибрации конструкции без средств вибропоглощения и при их наличии. Основные результаты. Получены величины эффективности армированных вибропоглощающих покрытий (АВП) и резонансных полосовых вибропоглотителей (РПВ). Заключение. Показана возможность существенного уменьшения уровней низкочастотного резонансного максимума изгибных колебаний шпации конструкции частотно настроенными резонансными полосовыми вибропоглотителями с малой в сравнении с АВП массой, снижающими вибрацию конструкции только на более высоких резонансных частотах. Ключевые слова: толстолистовая конструкция, вибрация, средства вибропоглощения, армированные вибропоглощающие покрытия, резонансные полосовые вибропоглотители, эффективность

Савенко В.В., Чижов В.Ю. «Акустическое проектирование атомных подводных лодок Франции» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2(408), с. 136-150 (2024)

Объект и цель научной работы. Рассмотрена методология акустического проектирования атомных подводных лодок (АПЛ) Франции. Материалы и методы. Обзор работ по развитию методов и средств акустического проектирования АПЛ Франции в обеспечение достижения заданных акустических характеристик создаваемых АПЛ, прежде всего уровней излучаемого шума. Основные результаты. Определены основные особенности методов и средств акустического проектирования многоцелевых и ракетных АПЛ, характерные для подводного кораблестроения Франции. Заключение. Установлено, что разработанная французскими специалистами методология акустического проектирования АПЛ обеспечивает достижение заданных уровней шума и помех работе гидроакустических станций при ограниченном водоизмещении и уменьшенных размерах АПЛ. Это облегчает решение задачи повышения акустической скрытности и боевой эффективности АПЛ при ограниченных финансовых возможностях страны. Ключевые слова: атомные подводные лодки, акустическое проектирование, снижение шумности и помех работе гидроакустических станций.

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Смольников В.Ю., Виноградов А.В. «Исследование вибраций толстолистовой конструкции с акустическим покрытием» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 1(407), с. 93-99 (2024)

Объект и цель научной работы. Объектом является толстолистовая судовая конструкция. Цель исследования – определение вибраций конструкции с акустическим покрытием. Материалы и методы. Измерение спектров вибрации конструкции без акустического покрытия и при его установке. Основные результаты. Выявлен частотный диапазон увеличения покрытием уровней вибрации демпфируемой конструкции. Заключение. Показано, что причиной роста уровней вибрации являются упругие колебания листов покрытия. Ключевые слова: толстолистовая конструкция, вибрация, акустическое покрытие, эффективность.

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Сятковский А.И. «Влияние массовых параметров армированного вибропоглощающего покрытия на его эффективность» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 1(407), с. 100-106 (2024)

Объект и цель научной работы. Объектом является армированное вибропоглощающее покрытие, содержащее тонкий слой полимерной пленки на основе поливинилацетата и армирующий слой различной толщины из алюминия и стали. Цель исследования – анализ зависимости эффективности покрытия от его массовых параметров. Материалы и методы. Измерения спектров вибрации пластин при отсутствии и наличии покрытия. Основные результаты. Получены зависимости эффективности покрытия от его относительной массы и отношения массы армирующего слоя к массе полимерной пленки. Заключение. Показано, что полученные результаты могут быть использованы при выполнении работ по уменьшению уровней вибрации и шумоизлучения функционально различных инженерных конструкций. Ключевые слова: армированное вибропоглощающее покрытие, полимерная пленка, массовые параметры, эффективность.

Миронов М.А., Пятаков П.А., Савицкий О.А., Шуляпов С.А. «Осесимметричные волны в водоподобном цилиндре» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 39 (2024)

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований распространения осесимметричных волн в твердом волноводе круглого сечения со свободной боковой поверхностью (так называемая задача Похгаммера–Кри), выполненном из водоподобной среды. Под водоподобной средой понимается среда, в которой скорость распространения сдвиговых волн существенно меньше скорости распространения продольных волн. Эквивалентным критерием водоподобности среды является близость значения ее коэффициента Пуассона к 0.5. Основной результат сообщения состоит в следующем. Дисперсионное уравнение, связывающее волновое число нормальной волны с частотой для водоподобной среды, мало отличается от дисперсионного уравнения для жидкой, невязкой среды. Соответственно, скорости распространения нормальных волн в водоподобном цилиндрическом волноводе, с большой степенью точности равны скоростям распространения нормальных волн в жидком цилиндре. Вычислена поправка к волновым числам собственных волн жидкого цилиндра, вызванная конечным модулем сдвига. Она стремится к нулю обратно пропорционально частоте. Этот результат радикально отличается от поведения волн в неводоподобных цилиндрах (коэффициент Пуассона меньше 0.4), где скорости распространения нормальных волн на высоких частотах равны, приблизительно, скорости рэлеевской волны на плоской границе. В сообщении анализируется структура поля смещений в нормальных волнах, относительный вклад потенциальной и сдвиговой компонент. Демонстрируются формы импульсов, экспериментально полученные в полиуретановом цилиндре.

Миронов М.А., Пятаков П.А., Савицкий О.А., Шуляпов С.А. «Экспериментальные исследования акустических параметров полиуретана» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 63 (2024)

Приведены методика и результаты измерений скоростей распространения и затухания продольных и сдвиговых волн в полиуретане в широком диапазоне частот, температур и давлений. Используя известные теоретические представления, предложены аналитические зависимости, позволяющие с хорошей точностью описать температурные зависимости скорости распространения и затухания волн.

Максимов Г.А., Савицкий О.А. «Исследование характеристик чувствительности цилиндрического пьезопреобразователя с учетом акустического оформления» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 67 (2024)

Рассмотрена модель работы пьезоэлектрического приемника звукового давления. Представлены результаты исследований влияния геометрических и механических параметров конструктива цилиндрического пьезопреобразователя на частотные характеристики чувствительности для различных вариантов примененных активных материалов, включая пьезополимеры и пьезокомпозиты. Показано определяющее влияние механических свойств материала подложки активного элемента на чувствительность пьезопреобразователя.

Мирза Б., Садеги Ф. «Точные решения уравнений Эйнштейна в присутствии скалярного поля» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1630 (2024)

Рассматривается класс точных решений уравнений Эйнштейна в присутствии скалярного поля, которое имеет три свободных параметра и становится метрикой Яниса–Ньюмана–Виникура (JNW) и γ-метрикой в некотором пределе параметров. Также объясняется вращающаяся форма класса осесимметричных метрик, который содержит вращающиеся гамма- и JNW-метрики, а также метрику Богуша–Гальцова при определенных значениях параметров.

Аннин Б.Д., Садовский В.М., Садовская О.В. «Задача трехточечного изгиба упругой балки из пористого металла» Прикладная математика и механика, 88, № 2, с. 217-227 (2024)

С помощью численных методов строится решение физически и геометрически нелинейной задачи трехточечного изгиба упругой балки прямоугольного сечения из пористого металла. В отличие от классического варианта задачи для однородной балки учитывается неоднородность по сечению из-за уплотнения материала за счет схлопывания пор, которое происходит в зоне сжатия при достаточно больших прогибах. Для описания упругого состояния пористого металла применяется диаграмма “напряжение-деформация” бимодульной среды. Приводятся результаты расчетов сильного изгиба балки из пеноалюминия низкой пористости, демонстрирующие отличие решения в сравнении с аналогичными решениями для балок из однородного пористого и уплотненного материала.

Аннин Б.Д., Садовский В.М., Садовская О.В. «Задача трехточечного изгиба упругой балки из пористого металла» Прикладная математика и механика, 88, № 2, с. 217-227 (2024)

С помощью численных методов строится решение физически и геометрически нелинейной задачи трехточечного изгиба упругой балки прямоугольного сечения из пористого металла. В отличие от классического варианта задачи для однородной балки учитывается неоднородность по сечению из-за уплотнения материала за счет схлопывания пор, которое происходит в зоне сжатия при достаточно больших прогибах. Для описания упругого состояния пористого металла применяется диаграмма “напряжение-деформация” бимодульной среды. Приводятся результаты расчетов сильного изгиба балки из пеноалюминия низкой пористости, демонстрирующие отличие решения в сравнении с аналогичными решениями для балок из однородного пористого и уплотненного материала.

Садовский И.А., Катасонов М.М., Козлов В.В. «Экспериментальное исследование влияния изменения профиля скорости на устойчивость возмущений в пограничном слое Блазиуса» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 849-853 (2024)

Исследование посвящено экспериментальному изучению влияния изменения профиля скорости на устойчивость волн Толлмина–Шлихтинга в пограничном слое Блазиуса. Эксперимент проводился в малотурбулентной аэродинамической трубе Т-324 при скорости набегающего потока U∞=9 м/с. В качестве модели использовалась плоская пластина. Исследования проводились с использованием термоанемометрии. Результаты показали, что распределённое воздействие на пограничный слой Блазиуса через гидродинамически гладкую поверхность приводит к снижению почти на два порядка амплитуды волны Толлмина–Шлихтинга, возбуждающейся естественным образом. В результате распределенного воздействия меняется устойчивость течения. Результаты эксперимента показали, что по сравнению с воздействием на течение через щель, распределенное воздействие более эффективно при прочих равных условиях.

Садыков А.М., Красоткин С.А. «Взаимодействие радиального потока скорости вещества и магнитного потока в зарождающихся активных областях Солнца» Ученые записки физического факультета МГУ, № 6, с. 2460801 (2024)

Исследуются физические процессы формирования активных областей (АО). В частности, проверяется гипотеза всплывания магнитной трубки (магнитного потока) на основе прямых наблюдений магнитного поля и допплеровского смещения, полученных из наблюдений наземной сети телескопов Global Oscillation Network Group (GONG). Исследование охватывает 24 зарождающиеся АО в период с 2011 по 2022 год. Была обнаружена сильная корреляция между магнитным потоком и потоком радиальной скорости опускания. Результаты показывают, что гипотеза всплывания магнитной трубки не может полностью объяснить эволюцию АО на ранних стадиях их развития.

Сажина О.С. «Складки пространства–времени: история поиска космических струн во Вселенной» Земля и Вселенная, № 3, с. 16-28 (2024)

Современные науки, изучающие космическое пространство – астрометрия, механика, астрофизика, космология - смогли достичь глубокого понимания природы и эволюции космических объектов, точнейшего определения их динамики, а также понимания строения и эволюции Вселенной в целом, начиная с Большого взрыва и заканчивая не просто современным моментом времени, но экстраполируя наиболее вероятные сценарии в далекое будущее.

Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А., Саликова Д.А., Летягин П.И. «Воспринимаемые траектории циклического движения звуковых образов» Сенсорные системы, 38, № 3, с. 51-62 (2024)

Бинауральные биения – это феномен, возникающий при дихотической стимуляции вследствие бинауральной интеграции. Он проявляется как циклическое движение звукового образа в субъективном пространстве, когда диапазон частот биений лежит ниже 3 Гц. Испытуемым подавались шумовые стимулы, создающие ощущение движения за счет линейного или ступенчатого паттерна изменений межушной задержки (AT). Диапазоны изменений AT определяли положение траекторий движения в центральном или латеральном секторах пространства. Результаты подтверждают, что оба паттерна AT создавали эффект бинауральных биений. Влияние пространственного положения на воспринимаемую длину траекторий интерпретируется с точки зрения нелинейных свойств латерализации. Влияние паттерна AT на воспринимаемую длину траекторий предположительно опосредовано механизмами временной интеграции в бинауральном слухе.

Безруков И.А., Сальников А.И., Васильев В.В., Вылегжанин А.В. «Оценка производительности современных дисковых накопителей с целью их использования для буферизации и передачи РСДБ-данных» Труды Института прикладной астрономии РАН № 70, с. 34-38 (2024)

В настоящее время в ИПА РАН в трех обсерваториях («Светлое» в Ленобласти, «Зеленчукская» в КЧР, «Бадары» в Бурятии) эксплуатируется 12 систем буферизации и передачи данных, которые включают порядка 250 накопителей на твердых магнитных дисках форм-фактора 3.5''. Основная задача систем буферизации и передачи данных заключается в высокоскоростной регистрации данных наблюдений, временном хранении большого объема данных и оперативной передаче этих данных в центр корреляционной обработки ИПА РАН, а также в международные центры обработки. Существенное увеличение объема данных наблюдений предъявляет высокие требования к надежности и производительности дисковых накопителей систем буферизации и передачи данных. Оценка последней была представлена в статье «Исследование производительности дисковой подсистемы системы буферизации и передачи данных», опубликованной в 2018 г. В соответствии с рекомендациями по результатам проведенных исследований, во всех системах буферизации и передачи данных была проведена установка накопителей SAS и NearLine SAS (NL-SAS) HDD дисков объемом 6 ТБ. Для обеспечения наблюдений с возросшим объемом данных планируется использовать современные дисковые накопители объемом более 6 ТБ на жестких магнитных дисках HDD и твердотельные дисковые накопители SSD. Следует отметить, что объем и надежность дисковых накопителей обоих типов различных производителей в настоящее время существенно выросли. Как отмечается в спецификации производителей, по параметру UER (Unrecoverable Error Rate) SSD-накопители даже надежнее HDD-дисков и проигрывают им только по объему и стоимости. Однако в IT-индустрии последняя грань постепенно стирается. В связи с новыми предложениями производителей дисковых накопителей объемом более 6 ТБ и появлением более совершенного серверного оборудования, а также новых версий операционных и файловых систем, потребовалось провести оценку возможности использования современных дисковых накопителей в системах буферизации и передачи данных. В статье представлены результаты тестирования новых версий дисковых накопителей для системы буферизации и передачи данных, которые обеспечивают как высокую скорость чтения/записи, так и достаточной большой дисковый объем.

Шупен К.Г., Сальцберг А.В., Нечаева О.Е. «О комплексном подходе к оценке характеристик бортовых стандартов частоты и точности поправок к бортовым шкалам времени ГНСС» Труды Института прикладной астрономии РАН № 68, с. 15-25 (2024)

При анализе функционирования ГНСС требуется постоянное сопровождение и оперативное подтверждение точностных характеристик бортовых стандартов частоты и характеристик точности частотно-временного обеспечения, основной из которых является точность определения частотно-временных поправок на расхождение бортовой шкалы времени космического аппарата относительно системной шкалы времени ГНСС. С этой целью авторами разработан комплексный подход к оценке характеристик бортовых стандартов частоты и точности прогнозирования частотно-временных поправок, выполнен сравнительный анализ данных от различных источников, представлены результаты оценки точности прогнозирования поправок к бортовым шкалам времени, доступных через навигационный сигнал космических аппаратов систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BeiDou. Полученные результаты дают возможность качественного анализа состояния стандартов частоты при эксплуатации на основе информации различных центров обработки данных, сравнения точностных характеристик различных ГНСС, совершенствования методов прогнозирования частотно-временных поправок, что в итоге может улучшить эксплуатационные характеристики системы ГЛОНАСС.

Сальцберг А.В., Шупен К.Г., Нечаева О.Е. «Сравнение характеристик бортовых стандартов частоты на основе высокоточных данных международной службы ГНСС» Труды Института прикладной астрономии РАН № 68, с. 26-35 (2024)

Точность навигационно-временного обеспечения потребителя в значительной степени определяется свойствами квантового стандарта частоты, функционирующего на борту космического аппарата ГНСС. Анализ характеристик бортовых квантовых стандартов частоты при их наземной экспериментальной отработке и летной эксплуатации необходим для оперативного учета изменений этих характеристик вследствие старения или воздействия внешних факторов, поскольку позволяет повышать точность синхронизации времени в ГНСС. Целью данной работы является анализ характеристик бортовых стандартов частоты разных типов в составе ГНСС и оценка потенциальной точности прогнозирования бортовых шкал времени космических аппаратов различных ГНСС на основе реальных данных. Основу используемого методического подхода к оценке точностных характеристик составляет анализ стохастического поведения квантового стандарта частоты с использованием девиаций Аллана, Адамара или их модифицированных разновидностей и временной девиации. В статье представлены оценки точностных характеристик бортовых квантовых стандартов частоты за 2022 год на основе высокоточных апостериорных данных. Выполнено их сравнение с результатами, полученными за 2020 год. Приведена интерпретация результатов с точки зрения анализа состава шумов, присущих различным типам квантовых стандартов частоты. Получены минимальные значения достижимой точности прогнозирования частотно-временных поправок к бортовым шкалам времени космических аппаратов. Показано, что сравнительный анализ точностных характеристик квантовых стандартов частоты, применяемых в современных ГНСС, позволяет наилучшим образом отслеживать и учитывать особенности поведения каждого бортового стандарта частоты при эксплуатации.

Цысарь С.А., Саматов А.А., Сапожников О.А. «Компенсация непостоянства скорости звука при измерении акустической голограммы ультразвукового излучателя методом растрового сканирования в условиях переменной температуры» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 50 (2024)

Постановка точного граничного условия для решения задачи излучения важна для ряда практических применений ультразвука, в особенности при использовании мощных полей для воздействия на биологические ткани. Одним из методов, позволяющих экспериментально определить колебательную скорость на поверхности излучателя, является акустическая голография. Она основана на измерении двумерного распределения акустического давления в плоскости перед источником. Полученное распределение выступает в роли голограммы и позволяет рассчитать параметры поля на поверхности излучателя. Запись голограммы осуществляется путем растрового перемещения приемника. Если в процессе такого сканирования (которое может потребовать нескольких часов) изменяется температура среды, из-за непостоянства скорости звука возникают искажения голограммы. Особенно существенны эти искажения для голограмм больших волновых размеров, требующих длительной записи. Для компенсации возникающих ошибок в настоящей работе предложен и апробирован метод, основанный на регистрации температуры в процессе записи голограммы и внесении коррекции в скорость звука при использовании интеграла Рэлея в численном алгоритме переноса измеренной голограммы на поверхность излучателя. Эксперименты проводились в воде для нескольких фокусированных излучателей мегагерцового диапазона частот сантиметровых размеров. С помощью нагревателя температура воды изменялась в процессе записи голограмм в пределах нескольких градусов. Обнаружено, что в случае отклонения температуры до 7 градусов от равновесной, ошибка определения колебательной скорости поверхности источника может превышать 50%. Показано, что при применении предложенного метода компенсации отклонение относительно голограммы, записанной при постоянной температуре, не превышает 10%.

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.

Серебров А.П., Самойлов Р.М., Жеребцов О.М., Буданов Н.С. «Результат эксперимента "Нейтрино-4", стерильные нейтрино, темная материя и стандартная модель, расширенная правыми нейтрино» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1600-1616 (2024)

Анализ результатов эксперимента «Нейтрино-4» и данных экспериментов GALLEX, SAGE и BEST подтверждает параметры нейтринных осцилляций, заявленные экспериментом «Нейтрино-4» (Δm₁₄²=7,3 эВ² и sin²(2Θ₁₄)≈0,36), и увеличивает их достоверность до 5,8σ. Такое стерильное нейтрино термализуется в космической плазме, дает вклад в плотность энергии Вселенной 5% и может объяснить 15–20% темной материи. Обсуждается, что расширение нейтринной модели введением еще двух тяжелых стерильных нейтрино в соответствии с числом типов активных нейтрино, но с очень малыми углами смешивания, чтобы избежать термализации, позволяет довести вклад стерильных нейтрино в темную материю Вселенной до уровня 27% и объяснить крупномасштабную структуру Вселенной. Представлен динамический процесс зарождения темной материи, состоящей из трех правых нейтрино. Показано, что современные астрофизические данные по массовому содержанию 4Не не позволяют сделать определенное заключение в пользу модели трех или четырех термализованных нейтрино.

Власов Е.В., Каравосов Р.К., Самохин В.Ф. «Звуковое поле струи, истекающей из прямоугольного сопла» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 30, № 1-2, с. 131-134 (1999)

Представлены результаты экспериментальных исследований акустических характеристик дозвуковых турбулентных струй, истекающих из прямоугольных сопл с относительно небольшим соотношением сторон выходного сечения. Показано, что направленность звукового излучения и спектры шума в дальнем акустическом поле таких струй близки к соответствующим характеристикам струи, истекающей из круглого сопла.

Власов Е.В., Лаврухин Г.Н., Мерекин Д.В., Попович К.Ф., Самохин В.Ф., Школин В.П. «Газодинамические и акустические характеристики нетрадиционных схем реактивных сопел» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 34, № 3-4, с. 24-33 (2003)

Приведены результаты комплексных экспериментально-теоретических исследований тяговых и акустических характеристик традиционных круглых и плоских звуковых сопел, а также нетрадиционных плоских сопел со скошенным срезом и рядом вертикальных перегородок, установленных в выходном сечении сопла. Вертикальные перегородки предназначались для разбиения плоской струи на ряд струй с целью быстрого перемешивания с окружающей средой и снижения уровня шума. Показано, что в такой нетрадиционной схеме плоского сопла можно обеспечить снижение уровня шума по сравнению с эквивалентным круглым соплом. Приведена цена такого снижения уровня шума в виде соответствующего увеличения потерь тяги сопла. Показано, что такое сопло может быть достаточно эффективным средством снижения шума по сравнению с имеющимися мероприятиями по шумоглушению. Представлена картина течения в сверхзвуковых плоских струях исследованных схем.

Кажан А.В., Самохин В.Ф., Сорокина А.А. «Исследование акустического взаимодействия плоской реактивной струи за соплом с элементами планера летательного аппарата» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 54, № 5, с. 17-29 (2023)

На этапе предварительного проектирования летательного аппарата с низким уровнем шума для проведения оценки эффективности применения новых технических решений целесообразно выполнение как расчетных, так и экспериментальных исследований. В работе представлены результаты численных и экспериментальных исследований модели специально спроектированной хвостовой части новой компоновки летательного аппарата с плоским сегментированным соплом. Выдвинуто предположение о появлении нового источника акустического излучения, приводящего к возрастанию уровней звукового давления в области спектрального максимума шума плоской струи с экраном. В рамках поисковых исследований рассмотрено влияние различных элементов хвостовой части летательного аппарата на акустические характеристики плоской реактивной струи и предложены конструктивные мероприятия для улучшения акустических характеристик.

Самохин В.Ф. «Параметрическое исследование мощности акустического излучения соосных струй» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 15, № 1, с. 55-64 (1984)

Предложена аналитическая модель для расчета акустической мощности соосных струй при различной начальной турбулентности внешней струи. Проведено параметрическое исследование акустической мощности изотермических и неизотермических соосных струй. Рассмотрена задача о выборе оптимальных параметров струй, обеспечивающих минимальную мощность акустического излучения.

Грановский Н.В., Аносов А.А., Ерофеев А.В., Мансфельд А.Д., Беляев Р.В., Санин А.Г. «Экспериментальная проверка основных соотношений при корреляционном приеме теплового акустического излучения» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 57-58 (2024)

Ранее был предложен и рассмотрен способ восстановления распределения температуры при корреляционном приеме, что позволяет существенно повысить пространственное разрешение метода. Для этого было предложено складывать с определенными весами кросскорреляционные функции, полученные с помощью линейной решетки датчиков. В настоящей статье осуществлен корреляционный прием теплового акустического излучения парой датчиков с целью исследования и анализа возможности использовать результаты, полученные в радиоастрономии, в задачах акустотермометрии. Для получения экспериментальных значений корреляционного измерения теплового акустического излучения использована пара приемников. В ходе эксперимента изменялись такие параметры как размер нагретых источников, расстояние от источника до датчиков, а также нагретый источник сдвигался перпендикулярно акустической оси системы. Так же были рассчитаны кросскорреляционные функции теплового акустического излучения. Сравнение экспериментальных и расчетных значений параметров кросс – корреляционных функций показывает их сходство с учетом погрешности измерений.

Котельникова Л.М., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Экспериментальное и численное исследование акустической радиационной силы, действующей на цилиндрический рассеиватель в воде в поле фокусированного ультразвукового пучка» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 61 (2024)

Экспериментально и численно исследована акустическая радиационная сила акустического пучка мегагерцового диапазона частот, действующая на рассеиватели из стали в форме цилиндров различных диаметров (5–7 мм) и высот (3–9 мм) в воде. Экспериментальные измерения проводились на предложенной ранее авторами экспериментальной установке для измерения радиационной силы методом взвешивания. Цилиндр крепился с помощью системы натянутых тонких лесок в центре жесткого кольца большого диаметра. Кольцо посредством конструкции из жестких трубок, не касающихся стенок бассейна, опиралось на электронные весы (точность весов 4 мг). Ультразвуковой пучок генерировался пьезокерамическим излучателем в виде сферической чаши с фокусным расстоянием 70 мм и апертурой 100 мм на частоте 1.072 МГц. Излучатель был закреплен на системе позиционирования, которая позволяла перемещать его с шагом 2.5 мкм вдоль трех взаимно перпендикулярных осей. Ось излучателя была направлена вертикально вниз. Цилиндр располагался в поле излучателя так, чтобы его ось совпадала с направлением акустической оси излучателя. Численный расчет акустической радиационной силы, действующей на аксиально-симметричные объекты со стороны аксиально-симметричного пучка, проводился методом конечных разностей. Экспериментальные и численные результаты были использованы для исследования тенденций влияния на силу линейных размеров образца (высоты и диаметра цилиндра).

Асфандияров Ш.А., Сапожников О.А. «Роль сдвиговых волн при фокусировке ультразвукового пучка через расположенный в жидкости твердотельный слой» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 61-62 (2024)

Исследована роль сдвиговых волн при фокусировке акустических волн сквозь твердотельный слой. Рассмотрена модельная задача, в которой фокусированная волна, распространяющаяся в жидкости, проходит через однородный плоскопараллельный упругий слой. Для описания падающего акустического пучка использовано точное решение уравнения Гельмгольца в виде фокусированного пучка [Сапожников О.А. Точное решение уравнения Гельмгольца для квазигауссовского пучка в виде суперпозиции двух источников и стоков с комплексными координатами. Акуст. ж., 2012, т. 58, № 1, с. 49-56]. Использован метод углового спектра, который позволил для каждой компоненты пространственного спектра использовать классическое точное решение для коэффициента прохождения волны, наклонно падающей на плоскопараллельный упругий слой. Показано, что при малых углах фокусировки процесс прохождения обусловлен в основном продольными волнами. Однако с ростом угла схождения фокусированного пучка сдвиговые волны в слое начинают играть заметную роль и рожденные ими волны в жидкости создают дополнительный фокус, амплитуда в котором может превысить амплитуду в первичном фокусе. Фокальная перетяжка вокруг вторичного фокуса заметно уже перетяжки вокруг первичного фокуса. Особенности преломления и переотражения волн в слое также исследованы с помощью численного моделирования процесса фокусировки ультразвуковых импульсов методом конечных разностей на основе уравнений теории упругости неоднородной среды в условиях аксиальной симметрии. Проведенный анализ имеет отношение к разрабатываемым в настоящее время методам ультразвукового зондирования тканей мозга человека через интактный череп.

Сапожников О.А., Асфандияров Ш.А., Цысарь С.А. «Создание фокусированных акустических пучков высокой интенсивности в воздухе с помощью 128-элементного излучателя ближнего ультразвукового диапазона» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 81 (2024)

Описывается 128-элементная излучающая ультразвуковая антенная решетка, предназначенная для создания фокусированных акустических пучков высокой интенсивности в воздухе в ближнем ультразвуковом диапазоне. Элементы решетки представляют собой пьезоэлектрические преобразователи, установленные на резьбовых стержневых держателях на акриловой сферической чаше, что позволяет не только обеспечить фокусировку, но и регулировать форму фазового фронта излучаемого ультразвукового пучка. Рабочая частота равна 35.5 кГц, диаметр излучателя и фокусное расстояние – 0.5 м. Элементы установлены плотно друг к другу, причем их центры расположены на 8 спиралях, что позволяет избежать периодичности и тем самым подавить паразитные дифракционные максимумы. Все элементы решетки электрически соединены параллельно и возбуждаются сигналом от бытового усилителя электрической мощности. Для исследования характеристик излучаемого ультразвукового пучка использован метод импульсной акустической голографии, в рамках которого с помощью синтезированной двумерной приемной решетки регистрировались сигналы акустического давления на плоскости, расположенной на расстоянии от излучателя, равном половине фокусного расстояния. Эта запись (голограмма) была использована для расчета распределения акустического поля в пространстве, а также для нахождения колебательной скорости на поверхности излучателя. В дополнение к микрофонным измерениям был проведен эксперимент по нахождению полной акустической мощности методом радиометра, в ходе которого была измерена акустическая радиационная сила, действующая на конический отражатель. Роль акустической нелинейности была теоретически изучена с использованием пакета “HIFU beam”. Показано, что в фокусе разработанной решетки достигается уровень акустического давления более 170 дБ

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.

Чупова Д.Д., Солонцов О.В., Гаврилов Л.Р., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса многоэлементного излучателя при фокусировке мощного ультразвука через кости черепа» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 55-56 (2024)

Метод неинвазивной ультразвуковой нейрохирургии основан на фокусировке ультразвука через невскрытый череп в заданные участки мозга. В клинической практике для проведения таких операций используется система ExAblate Neuro (Insightec Ltd, Israel). Полусферическая геометрия многоэлементного излучателя системы ограничивает возможности механического и электронного перемещения фокуса решетки, так что доступной для неинвазивной ультразвуковой хирургии является только центральная область мозга, примерно ±2.5 см относительно центра головы человека. Важной задачей является расширение возможной области облучения. Целью данной работы является сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса нового класса решеток, выполненных в виде сегмента сферы с меньшим углом фокусировки. Акустическая модель черепа была построена на основе анонимизированных данных компьютерной томографии. Расчеты с компенсацией аберраций, вызванных костями черепа, проводились в программном пакете k-wave для разработанной в нашей лаборатории модели 256-элементной компактной решетки с рабочей частотой 1 МГц. Фокус излучателя перемещался вдоль его оси. Получено, что электронная фокусировка позволяет перемещать фокус в пределах 2 см вдоль оси решетки относительно ее центра кривизны при уменьшении амплитуды в фокусе менее чем на 10% по сравнению с амплитудой в геометрическом фокусе излучателя. Для механического перемещения аналогичный диапазон составляет 3 см. Для расширения области фокусировки планируется исследовать комбинацию механического и электронного перемещения фокуса.

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.

Цысарь С.А., Саматов А.А., Сапожников О.А. «Компенсация непостоянства скорости звука при измерении акустической голограммы ультразвукового излучателя методом растрового сканирования в условиях переменной температуры» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 50 (2024)

Постановка точного граничного условия для решения задачи излучения важна для ряда практических применений ультразвука, в особенности при использовании мощных полей для воздействия на биологические ткани. Одним из методов, позволяющих экспериментально определить колебательную скорость на поверхности излучателя, является акустическая голография. Она основана на измерении двумерного распределения акустического давления в плоскости перед источником. Полученное распределение выступает в роли голограммы и позволяет рассчитать параметры поля на поверхности излучателя. Запись голограммы осуществляется путем растрового перемещения приемника. Если в процессе такого сканирования (которое может потребовать нескольких часов) изменяется температура среды, из-за непостоянства скорости звука возникают искажения голограммы. Особенно существенны эти искажения для голограмм больших волновых размеров, требующих длительной записи. Для компенсации возникающих ошибок в настоящей работе предложен и апробирован метод, основанный на регистрации температуры в процессе записи голограммы и внесении коррекции в скорость звука при использовании интеграла Рэлея в численном алгоритме переноса измеренной голограммы на поверхность излучателя. Эксперименты проводились в воде для нескольких фокусированных излучателей мегагерцового диапазона частот сантиметровых размеров. С помощью нагревателя температура воды изменялась в процессе записи голограмм в пределах нескольких градусов. Обнаружено, что в случае отклонения температуры до 7 градусов от равновесной, ошибка определения колебательной скорости поверхности источника может превышать 50%. Показано, что при применении предложенного метода компенсации отклонение относительно голограммы, записанной при постоянной температуре, не превышает 10%.

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.

Невский С.А., Сарычев В.Д., Грановский А.Ю., Бащенко Л.П., Громов В.Е. «Формирование микро- и наноструктур при электровзрывном карбоборировании титановых сплавов по механизму гидродинамических неустойчивостей» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 20, № 3, с. 317-328 (2023)

Проведено исследование формирования микро- и нанокристаллических поверхностных слоев сплавов при воздействии гетерогенных плазменных потоков по механизму возникновения и развития неустойчивости Кельвина-Гельмгольца на примере систем Ti-B и Ti-C-B. Особое внимание уделялось начальной стадии ее развития, когда возмущения границы раздела сред считались синусоидальными. Течение первой и второй среды считались вязко-потенциальными. Из дисперсионного уравнения возмущений границы раздела сред была получена зависимость скорости роста возмущений от волнового числа. Ее анализ показал, что в плоскости параметров (ε, m) существует восемь областей, в которых она может быть аппроксимирована приближенными зависимостями: α_I-IV, α_I/-IV/. Из данных зависимостей получены связи волнового числа, на которое приходится максимум скорости роста возмущений и характеристик материала, параметров внешнего воздействия. Показано, что в зависимости от поперечной скорости второго слоя, соотношения вязкостей и плотностей слоев относительные погрешности этих приближений составляют 1–12%. Максимумы скорости роста возмущений поверхности раздела сред делятся на два типа: гидродинамический и вязкостно-обусловленный. Гидродинамический максимум, который возникает вследствие взаимного скольжения слоев, существует во всех областях на плоскости параметров (ε, m). Вязкостно-обусловленный максимум возникает в областях II и III при условии m> 0,4767, а также в II/ и III/ при m<0,4767. В области I при условии гидродинамический и вязкостно-обусловленный максимум существуют одновременно. Полученные результаты были применены для процессов электровзрывного борирования и карбоборирования титана. Установлено, что на границе раздела титана и бора выполняется приближенная аналитическая зависимость с погрешностью 1%, а максимум имеет гидродинамическое происхождение. Это же приближение выполняется и в случае карбоборирования на границе раздела «плазма/расплав». Ключевые слова: дисперсионное уравнение, неустойчивость Кельвина-Гельмгольца, коротковолновое приближение, титан, карбоборирование

Иголкин А.А., Сафин А.И., Кузнецов А.В. «Расчётно-экспериментальные исследования динамических характеристик макета рамы телескопа космического аппарата» Сибирский аэрокосмический журнал, 25, № 4, с. 423-432 (2024)

Представлено расчётно-экспериментальное исследование динамических характеристик макета рамы телескопа космического аппарата. Основное внимание уделено методике проведения вибродинамических испытаний с использованием трёхкомпонентного лазерного виброметра и созданию конечно-элементной модели исследуемого макета. Для анализа динамики конструкции определены основные критерии, такие как модальные параметры, валидация модели и гармонический анализ. Особое внимание уделяется влиянию преобразования экспериментальных данных на точность расчёта критерия модальной достоверности. Исследован макет рамы телескопа, представляющий собой ферменную конструкцию, закреплённую на пружинах. Испытания проводились путём приложения случайного воздействия типа «белый шум». Получены динамические характеристики конструкции, включая собственную частоту колебаний, которая составила 93,7 Гц. Экспериментальные данные сравнивались с результатами конечно-элементного моделирования, показавшими значительное расхождение между ними, особенно в области собственных частот. Это свидетельствует о необходимости корректировки конечно-элементной модели. Рассмотрены различные критерии оценки соответствия расчётных и экспериментальных моделей, такие как координатный критерий модальной достоверности (COMAC), критерий модальной достоверности (MAC), взаимный критерий гарантии (CSAC) и взаимный коэффициент пропорциональности (CSF). Эти критерии помогают оценить степень совпадения форм колебаний и частотных характеристик. Проведён анализ влияния преобразований экспериментальных данных в разные единицы измерения на результаты расчётов этих критериев. Сделан вывод о том, что текущая расчётная модель требует доработки и уточнения параметров для достижения лучшего соответствия с реальностью.

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.

Гаврилов Д.А., Сахно И.В., Суркис И.Ф. «Перспективы применения радиоинтерферометрических средств для высокоточных траекторных измерений в области геодезических и навигационных систем» Труды Института прикладной астрономии РАН № 71, с. 26-33 (2024)

Одним из возможных путей повышения точности определения орбит космических аппаратов является использование технологии, основанной на РСДБ, которая позволяет ввести в систему уравнений по определению начальных условий вектора состояния космического аппарата высокоточные угломерные (или разностно-дальномерные) измерения и, в конечном итоге, повысить точность навигационно-баллистического обеспечения. Для оценки точности измерений проведены эксперименты по наблюдению КА ГЛОНАСС радиотелескопами РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». Обработка наблюдений выполнена двумя методами: кодовые и фазовые задержки получены средствами Matlab в режиме одиночной антенны и разностных сигналов; групповые и фазовые задержки получены штатным Программным коррелятором РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». Приведено сравнение результатов. При обработке средствами Matlab короткого (секундного) интервала наблюдений в режиме одиночной антенны получены точности кодовых задержек 400–500 мм и фазовых 0.2–0.3 мм. Следующий эксперимент был более длительным, на 300-секундном скане и секундном периоде накопления средствами Matlab получены точности разностных сигналов 75.1 мм кодовой и 0.5 мм фазовой задержки. Этот же эксперимент обработан Программным коррелятором РСДБ-комплекса, получены групповые задержки с точностью 23.8 мм и фазовые задержки с точностью 0.5 мм. Наблюдается хорошая сходимость между задержками, полученными средствами Matlab и Программным коррелятором. Достигнута высокая инструментальная точность задержек, что позволяет сделать вывод о перспективности и целесообразности дальнейших исследований в области РСДБ-технологий в приложении к траекторным измерениям космического аппарата.

Светлов В.В. «Развитие полуаналитических методов прогноза колебаний и акустического излучения тонкой оболочки с формой, отличной от цилиндрической» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 27 (2024)

Представление фюзеляжа в виде цилиндрической оболочки во многих случаях является приближенным и может приводить к неточностям расчета, в частности, перспективных компоновок фюзеляжа эллиптической формы. Рассмотрено развитие имеющейся в настоящее время модели расчета применительно для самолетов с фюзеляжами, характеризующимися значительным удлинением по одной оси по сравнению с другой (эллиптический фюзеляж), самолетов, характеризующихся наличием плоских участков фюзеляжа (летающее крыло, конвертоплан), летательных аппаратов двоякой кривизны (вертолеты). На основании уравнений колебаний тонкой упругой оболочки, используя разложение колебаний по базисным функциям с применением метода Бубнова–Галеркина, разработан алгоритм расчета спектра акустического излучения в салон самолета, имеющего форму фюзеляжа, отличную от цилиндрической. Представлено применение данного алгоритма для оболочки в виде эллиптического цилиндра.

Прибатурин Н.А., Лобанов П.Д., Светоносов А.И., Курдюмов А.С., Чинак А.В., Волков С.М. «Экспериментальное исследование эволюции газовых пузырьков в жидком металле» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 531-539 (2024)

Приводятся результаты экспериментальных исследований структуры двухфазной среды «жидкий металл–газ» в вертикальных каналах в зависимости от расхода газовой фазы и диаметра канала. В качестве жидкой среды использовался свинцово-висмутовый расплав, находящийся при температуре 160°С, в качестве газовой фазы – аргон. Получены данные по форме газовых пузырьков, временному изменению газосодержания в каналах, гистограммам распределения газосодержания, особенностям снарядного течения газовой фазы в расплаве металла.

Лукашова М.В., Свешников М.Л., Парийская Е.Ю., Желдак Д.А., Космодамианский Г.А., Скрипниченко В.И. «Автономная астронавигационная система "Навигатор"» Труды Института прикладной астрономии РАН № 68, с. 43-52 (2024)

Представлена разработанная в ИПА РАН программная система «Навигатор». Система «Навигатор» позволяет в автономном режиме решать 12 типовых задач морской астронавигации, связанных с определением места судна и поправки компаса. В список задач входят также и разностные методы обработки наблюдений. Задачи решаются на основе наблюдений высот и азимутов Солнца, Луны, пяти планет и навигационных звезд. Для выбранной задачи по умолчанию предлагается оптимальная подборка светил для наблюдений, дающих наилучший результат. Вычисления проводятся по отечественным фундаментальным эфемеридам Солнца, Луны и планет ЕРМ2021. В основе эфемеридных вычислений лежат рекомендации XXIII и XXIV Генеральных ассамблей Международного астрономического союза. Звездный каталог составлен из звезд списка «Морского астрономического ежегодника» и дополнительных звезд до 6m из списка «Астрономического ежегодника», а также звезд из Йельского каталога и каталога Hipparcos. Система «Навигатор» также может использоваться для оценки астронавигационной обстановки с помощью окна «Планетарий» с изображением видимой планисферы, а также вычисления условий освещенности и эфемеридных данных светил на заданный момент времени в заданном месте. Кроме специальных окон, краткую информацию о светиле можно получить прямо в окне «Планетарий». Наличие справочного окна в виде интерактивного объяснения к «Морскому астрономическому ежегоднику», позволяющему вычислять эфемериды по примерам, делает систему электронной версией «Морского астрономического ежегодника». Взаимодействие с оператором обеспечивается посредством интерактивного графического интерфейса. Входные данные можно ввести не только из окна, но и из файла. Результаты решения выводятся на экран, а также представляются в графической (для отдельных задач) и текстовой форме, в виде протокола и архива астроопределений, которые можно открыть для просмотра на вкладке «Оконный менеджер» Удобные пользователю шкалу времени и систему географических координат можно выбрать в окне «Настройки». В этом же окне вводится поправки к всемирному времени.

Власова М.А., Свирский О.В. «Причины прекращения проникания кумулятивной струи» Физика горения и взрыва, 60, № 6, с. 110-117 (2024)

Согласно гидродинамической теории Лаврентьева глубина проникания кумулятивной струи определяется ее полной длиной. Однако, как показывает опыт практического применения кумулятивных зарядов, прекращение проникания обычно наступает раньше, чем струя израсходуется полностью. Для достоверного описания экспериментальных результатов вводятся параметры «эффективная длина» или «эффективная (критическая) скорость» кумулятивной струи, суть которых состоит в исключении из рассмотрения замыкающего участка струи, по различным причинам не участвующего в проникании. Значения эффективной скорости вводятся в расчетные методики как постоянные для конкретной пары материалов струи и преграды или в виде эмпирической зависимости от фокусного расстояния. Рассмотрена возможность разделения струи на эффективный и неработоспособный участки по физически обоснованным причинам без необходимости построения эмпирических зависимостей.

Белов И.А., Литвинов В.М., Свищев Г.П. «Управление состоянием ламинарного пограничного слоя при акустическом облучении» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 24, № 2, с. 21-31 (1993)

Приведены результаты экспериментального исследования влияния акустических возмущений на процесс генерации и развития в пограничном слое неустойчивых колебаний – волн Толмина–Шлихтинга. Исследован нетрадиционный способ управления амплитудой этих колебаний с помощью локального изменения геометрии обтекаемой поверхности. Показано, что отрицательное воздействие звука на пульсационные характеристики течения может быть значительно снижено путем установки на поверхности двумерной локальной неровности малой высоты. Испытания проведены на модели плоской пластины в диапазоне чисел Рейнольдса (0.7–2,1)·10⁶.

Свищев Г.П. «Научное наследство Николая Егоровича Жуковского и авиация» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 3, № 1, с. 1-18 (1972)

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.

Семёнов А.П., Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Бородина И.А. «Исследование влияния непроводящих жидкостей на эквивалентную схему резонатора с продольным электрическим полем» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 42-43 (2024)

Исследовано влияние непроводящих жидкостей с различной диэлектрической проницаемостью на эквивалентную схему пьезоэлектрического резонатора с продольным электрическим полем, полностью погруженного в жидкость. Определены материальные константы таких жидкостей как вода, 71% этанол, изопропиловый спирт, ацетон, уайт-спирит, керосин ТС-1 и вазелиновое масло. Для проведения исследований был использован резонатор, изготовленный из пластины лангасита X-среза, работающий на объемной продольной акустической моде. Этот резонатор с резонансной частотой около 4 МГц был закреплен в основании контейнера объемом 30 мл. В ходе экспериментов контейнер с резонатором заполняли исследуемой жидкостью и измеряли частотные зависимости реальной и мнимой частей электрического импеданса резонатора. Все эксперименты с жидкостями проводились при комнатной температуре 24–25°С. Предложена уточненная эквивалентная электромеханическая схема Мэзона, учитывающая изменение эффективной площади электродов резонатора, связанное с диэлектрической проницаемостью жидкости. Путем подгонки теоретических частотных зависимостей реальной и мнимой частей электрического импеданса резонатора, погруженного в жидкость, к измеренным с использованием метода наименьших квадратов были получены значения продольного модуля упругости, продольного коэффициента вязкости и скорости продольной акустической волны для исследуемых образцов жидкостей. Были также определены значения эффективной емкости резонатора, добавочной краевой емкости и добавочного сопротивления в электрической части эквивалентной схемы. Установлено, что увеличение диэлектрической проницаемости жидкости приводит к увеличению эффективной площади электродов резонатора. При этом с ростом диэлектрической проницаемости жидкости значение краевой добавочной емкости также увеличивается. Сопоставление полученных значений модуля упругости и скорости продольной акустической волны для исследуемых жидкостей с табличными значениями показало их хорошее соответствие.

Теплых А.А., Семёнов А.П., Зайцев Б.Д., Бородина И.А. «Влияние вязкости и проводимости жидкости на характеристики резонатора с радиальным электрическим полем» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 43-44 (2024)

Одним из возможных новых применений пьезокерамических резонаторов является создание на их основе датчиков для определения свойств жидкости методом широкополосной акустической спектроскопии. Для этого сначала определяются акустические характеристики свободного акустического резонатора в достаточно широком частотном диапазоне и строится математическая модель резонатора. Затем свободный торец резонатора соприкасается с исследуемой жидкостью и измерения повторяются в том же самом частотном диапазоне. Свойства жидкости можно определить путем решения “обратной задачи” по изменению резонансных частот и уменьшению высоты наблюдаемых резонансных пиков. Чтобы этот метод позволил определить одновременно механические и электрические свойства жидкости, электрическое поле, которое сопровождает акустические колебания в пьезорезонаторе должно свободно проникать в жидкость, т.е. жидкость должна находиться в непосредственном контакте с материалом резонатора, а не с электродом на его поверхности. В данной работе был использован дисковый акустический резонатор с радиальным возбуждающим полем из пьезокерамики ЦТБС-3. Была рассмотрена задача о колебаниях свободного резонатора, а также резонатора, свободный торец которого соприкасался с исследуемой жидкостью. Были найдены зависимости резонансных частот и добротностей различных мод колебаний диска от акустического импеданса, вязкости и электрической проводимости жидкости. Показано, что жидкости с вязкостью от 1 мПа*с до 1000 мПа*с и проводимостью от 0.05 мксм/см до 10000 мксм/см оказывают достаточное влияние на резонатор, что позволяет определить характеристики жидкости.

Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Семёнов А.П., Бородина И.А. «Теоретическое и экспериментальное исследование щелевой моды в структуре, состоящей из двух пьезоэлектрических пластин, разделенных воздушным зазором» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 45-46 (2024)

Проведен теоретический анализ щелевой моды в структуре “основная пьезоэлектрическая пластина–воздушный зазор–резонирующая пьезоэлектрическая пластина”. На основной пьезоэлектрической пластине толщиной 0.2 мм из ниобата лития Y–X среза нанесены два встречно – штыревых преобразователя для возбуждения и приема акустической волны с поперечно-горизонтальной поляризацией в диапазоне 2.5–4 МГц. Вторая резонирующая пластина выполнена из ниобата лития Z–X среза толщиной 0.5 мм. При подаче переменного напряжения на входной преобразователь на частотной зависимости полных потерь обнаружены резонансные пики поглощения, свидетельствующие о возбуждении щелевой моды. Анализ показал, что с ростом ширины зазора от 5 до 20 мкм глубина пиков изменяется от 60 до 20 дБ. Изменение толщины резонирующей пластины от 0.6 до 0.55 мм увеличивает глубину пиков от 35 до 50 дБ. Дальнейшее изменение толщины до 0.45 мм уменьшает глубину пиков до 40 дБ. И наконец, увеличение ширины резонирующей пластины от 16 мм до 20 мм при зазоре 10 мкм увеличивает глубину пиков от 25 до 45 дБ. Дальнейший рост ширины пластины до 22 мм уменьшает глубину пиков до 35 дБ. При этом с ростом ширины резонирующей пластины расстояние по частоте между пиками уменьшается. Было проведено экспериментальное исследование щелевой моды с оптимальными геометрическими размерами структуры и результаты эксперимента оказались в хорошем соответствии с теоретическими выводами.

Семёнов А.П., Зайцев Б.Д., Теплых А.А., Бородина И.А. «Применение пьезоэлектрического резонатора для восстановления параметров контактирующей жидкости» Акустический журнал, 70, № 6, с. 815-827 (2024)

Исследовано влияние проводящих и непроводящих жидкостей на характеристики пьезоэлектрического резонатора с продольным электрическим полем, погруженного в жидкость. Резонатор, работающий на продольной акустической моде с резонансной частотой около 4 МГц, представлял собой диск из лангасита X-среза с круглыми электродами на обеих сторонах. Резонатор закрепляли в основании контейнера, который заполняли исследуемой жидкостью. Затем реальная и мнимая части его электрического импеданса в зависимости от частоты измерялись векторным анализатором цепей. Была построена модернизированная электромеханическая схема такого резонатора, учитывающая влияние проводимости и диэлектрической проницаемости жидкости на изменение эффективной площади электродов. Продемонстрирована возможность определения модуля упругости, коэффициента вязкости исследуемой жидкости и величин дополнительных элементов эквивалентной схемы путем фиттинга рассчитанных частотных зависимостей комплексного электрического импеданса резонатора, погруженного в жидкость, к измеренным зависимостям.

Закиров М.Н., Куличков С.Н., Семенов В.А., Чуличков А.И., Мишенин А.А., Попов О.Е., Чунчузов И.П., Цыбульская Н.Д. «Методы распознавания образов и нейросети для классификации источников акустических сигналов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 4 (2024)

Предложена и обучена нейронная сеть для классификации типов источников инфразвука на десять классов. Модель успешно справляется с классификацией данных на тестовом наборе данных. Приведены графики функции потерь и точности от номера эпохи обучения нейросети для обучающей, валидационной и тестовой выборок. Построен график F1-меры как объективного показателя качества работы при несбалансированной выборке. Показана матрица неточностей для тестовой выборки. Обучение модели с использованием графических процессоров выполняется достаточно быстро. Модель можно масштабировать для распознавания любого количества объектов и применить в системах оперативного акустического мониторинга территорий.

Косинов А.Д., Семенов Н.В., Питеримова М.В., Яцких А.А., Ермолаев Ю.Г., Смородский Б.В., Шмакова А.В. «Особенности развития волнового поезда в продольном возмущении сверхзвукового пограничного слоя» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 4, с. 63-82 (2024)

С использованием результатов экспериментов получены пространственно-временные распределения амплитуды контролируемых пульсаций и их частотно-волновые характеристики при слабонелинейном развитии волнового поезда в области стационарного следа внутри пограничного слоя плоской пластины при числе Маха M=2. Продольное стационарное возмущение порождалось парой боковых слабых ударных волн. Контролируемые возмущения генерировались в поток локальным высокочастотным тлеющим разрядом, расположенным внутри модели. Анализ развития контролируемых возмущений проводился на основе линейной теории гидродинамической устойчивости. Выявлены типичные резонансные триплеты волн. Обнаружено, что неоднородность течения подавляет механизмы взаимодействия контролируемых возмущений

Косинов А.Д., Семенов Н.В., Шмакова А.В., Яцких А.А. «Экспериментальное исследование воздействия слабых ударных волн на течение в пограничном слое стреловидной пластины при числе Маха 2» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 491-497 (2024)

Проведены экспериментальные исследования воздействия пары слабых ударных волн на сверхзвуковой пограничный слой плоской стреловидной пластины с радиусом притупления передней кромки 2,5 мм при числе Маха 2. Трансверсальные термоанемометрические измерения проводились в пограничном слое при фиксированном положении датчика от поверхности модели. Получено, что при изменении угла стреловидности передней кромки от 35 до 45 градусов наблюдается снижение интенсивности воздействия слабых ударных волн на течение в пограничном слое. Установлено, что при увеличении угла стреловидности передней кромки до 50 градусов наблюдается отсутствие влияния слабых ударных волн на течение в сверхзвуковом пограничном слое стреловидной пластины.

Афанасьев Л.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семенов Н.В., Яцких А.А. «Воздействие слабых ударных волн на течение в пограничном слое стреловидной пластины при изменении угла скольжения при М=2.5» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 4, с. 13-20 (2024)

Представлены экспериментальные данные по исследованию воздействия слабых ударных волн (УВ) на течение в пограничном слое стреловидной пластины при числе Маха М=2.5. Угол стреловидности по передней кромке изменялся от 35 до 62° в процессе эксперимента. Возмущение в набегающий поток вводилось с помощью генератора слабых УВ, установленного на стенке рабочей части аэродинамической трубы. Измерения выполнены термоанемометром постоянного сопротивления в области продольных возмущений, порождаемых слабой ударной волной при взаимодействии с течением в окрестности передней кромки модели. Получено, что при изменении угла стреловидности по передней кромке от 35 до 42° наблюдается снижение интенсивности воздействия слабых УВ на течение в пограничном слое. При дальнейшем увеличении угла стреловидности передней кромки обнаружено отсутствие влияния слабых УВ на течение в сверхзвуковом пограничном слое стреловидной пластины по причине его ранней турбулизации.

Афанасьев Л.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семёнов Н.В., Шмакова А.В., Яцких А.А. «Экспериментальное исследование влияния слабых ударных волн на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое стреловидного крыла при числе Маха 2,5» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 19, № 4, с. 41-54 (2024)

Рассматриваются экспериментальные результаты по воздействию слабых ударных волн на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое трехмерного крыла с углом стреловидности передней кромки 45° при числе Маха 2,5. Двумерная неровность поверхности размером 150×7×0,155 мм, установленная на боковой стенке рабочей части аэродинамической трубы Т-325 ИТПМ СО РАН, создавала пару слабых ударных волн в набегающем потоке. Измерения выполнены термоанемометром постоянного сопротивления. Результаты экспериментов показывают, что слабые ударные волны оказывают влияние на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое трехмерного крыла и приводят к ранней турбулизации сдвигового течения. Наиболее сильное воздействие на переход к турбулентности в сверхзвуковом пространственном пограничном слое производит ударная волна, образованная обтеканием уступа от заднего края двумерной неровности. Вторая волна практически не влияет на положение перехода. В экспериментах также наблюдается влияние поперечного течения на стационарные вихри, вызванные взаимодействием слабых ударных волн с передней кромкой стреловидного крыла.

Ларионов В.М., Малахов А.О., Иовлева О.В., Семенова Е.В., Ларионова И.В. «Самовозбуждение колебаний газа в трубе с закрученным пламенем» Теплофизика высоких температур, 62, № 1, с. 150-153 (2024)

Работа посвящена исследованию пульсационного горения в камере сгорания с закрученным потоком. Экспериментально определены условия возбуждения и характеристики акустических колебаний газа в трубе с тангенциальной подачей смеси пропан-бутанового топлива с воздухом. Обнаружена аномальная зависимость частоты колебаний газа от коэффициента избытка воздуха α: минимум при α=1 и локальный максимум при α≈1.15. При α=1 колебания газа имеют максимальную амплитуду. Показано, что на частоту колебаний существенно влияют аксиальный градиент скорости звука в трубе, его зависимость от амплитуды колебаний газа.

Квашенникова А.В., Сергеева М.С., Юлдашев П.В., Есипов И.Б., Хохлова В.А. «Особенности демодуляции импульсных акустических сигналов в сильно нелинейных режимах распространения» Акустический журнал, 70, № 5, с. 651-662 (2024)

Рассмотрена одномерная нелинейная задача о параметрической генерации низкочастотного излучения в случае импульсного высокочастотного начального возбуждения, способного образовать ударные фронты в профиле волны. Развит численный алгоритм решения уравнения Бюргерса во временном представлении с использованием удароулавливающей схемы типа Годунова. Рассмотрены примеры распространения модельных частотно-модулированных сигналов с различной формой огибающей при различном соотношении нелинейных и диссипативных эффектов, ограничивающих длину взаимодействия волн накачки. Приводятся примеры эволюции профилей и спектров сигналов при самодемодуляции высокочастотного сигнала накачки, которая проявляется на меньших расстояниях при сильном проявлении нелинейных эффектов за счет дополнительного затухания энергии волны на образующихся ударных фронтах. Показано, что эффективность генерации низкочастотного излучения в ударноволновых режимах увеличивается.

Сердюк Д.О. «Фундаментальные решения нестационарной динамики анизотропной цилиндрической оболочки Тимошенко» Труды Московского авиационного института, № 4(139), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=183453 (2024)

Построены нестационарные фундаментальные решения для тонкой упругой анизотропной неограниченной цилиндрической оболочки Тимошенко. Связь фундаментальных решений с нестационарным делением при помощи интегральных операторов позволяет исследовать волновые процессы в таких анизотропных оболочках. Фундаментальные решения построены с применением экспоненциальных рядов и интегральных преобразований Лапласа и Фурье. Обратное интегральное преобразование Лапласа построено при помощи вычетов, а оригиналы по Фурье – с применением метода интегрирования быстро осциллирующих функций. Продемонстрировано влияние симметрии упругой среды на характер распространения волн в оболочке. Приведен пример расчета нормального перемещения анизотропной оболочки в случае действия двух подвижных нагрузок с переменными во времени амплитудами.

Серебров А.П., Самойлов Р.М., Жеребцов О.М., Буданов Н.С. «Результат эксперимента "Нейтрино-4", стерильные нейтрино, темная материя и стандартная модель, расширенная правыми нейтрино» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1600-1616 (2024)

Анализ результатов эксперимента «Нейтрино-4» и данных экспериментов GALLEX, SAGE и BEST подтверждает параметры нейтринных осцилляций, заявленные экспериментом «Нейтрино-4» (Δm₁₄²=7,3 эВ² и sin²(2Θ₁₄)≈0,36), и увеличивает их достоверность до 5,8σ. Такое стерильное нейтрино термализуется в космической плазме, дает вклад в плотность энергии Вселенной 5% и может объяснить 15–20% темной материи. Обсуждается, что расширение нейтринной модели введением еще двух тяжелых стерильных нейтрино в соответствии с числом типов активных нейтрино, но с очень малыми углами смешивания, чтобы избежать термализации, позволяет довести вклад стерильных нейтрино в темную материю Вселенной до уровня 27% и объяснить крупномасштабную структуру Вселенной. Представлен динамический процесс зарождения темной материи, состоящей из трех правых нейтрино. Показано, что современные астрофизические данные по массовому содержанию 4Не не позволяют сделать определенное заключение в пользу модели трех или четырех термализованных нейтрино.

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.

Луньков А.А., Григорьев В.А., Сидоров Д.Д., Шерменева М.А. «Модовая структура широкополосного звукового поля в неоднородных мелководных волноводах» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 6-7 (2024)

Рассмотрена модовая структура низкочастотного звукового поля в широкой полосе частот в волноводах с сосредоточенными и распределенными неоднородностями. Под сосредоточенными понимаются неоднородности, вызывающие взаимодействие мод, под распределенными – адиабатические изменения. В приближении однократного рассеяния получено аналитическое выражение, описывающие частотную зависимость амплитуды первой волноводной моды в таких волноводах. Оно представляет собой суперпозицию плавной функции, обусловленной частотной зависимостью коэффициента затухания моды и адиабатическими возмущениями, и набора осциллирующих функций частоты. Каждая осциллирующая функция отвечает взаимодействию конкретной пары мод (первой моды со второй, третьей и т.д.) на одной сосредоточенной неоднородности. Важно, что период осцилляций в частотной области оказывается обратно пропорциональным расстоянию от источника звука до неоднородности. Проведено прямое численное моделирование широкополосных звуковых полей в волноводах с различными возмущениями: локально поднятие дна, солитон внутренних волн, ледовый киль, водоподобный участок дна, искусственный объект, которое продемонстрировало осциллирующий характер модовых амплитуд после прохождения неоднородной области. Предложен метод оценки положения сосредоточенных неоднородностей на акустической трассе по периоду осцилляций, основанный на кепстральной обработке амплитуды первой моды с предварительной деформацией частотной оси. Проведен анализ помехоустойчивости предлагаемого метода и возможности его реализации с помощью одиночных приемников и развитых вертикальных антенн.

Сидоров Д.Д., Боджона С.Д., Луньков А.А., Петников В.Г. «Формирование акустических полей локальными и распределенными источниками шума в мелком море с неоднородным дном» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 7 (2024)

В рамках численных экспериментов изучены характеристики акустических полей, создаваемых как распределенными, так и локальными приповерхностными шумовыми источниками в мелководных акваториях с трехмерно неоднородной структурой дна, включающей водоподобные области. Предполагалось, что источники первого типа связаны с шумами ветрового волнения, источник второго типа – с шумом судна. Условия распространения звука соответствовали одному из районов Карского моря со средней глубиной около 30 м. Методом широкоугольного параболического уравнения проведены модельные статистические оценки следующих характеристик шума ветрового волнения и их пространственной изменчивости: вертикальное распределение интенсивности, модовый состав, направленность в вертикальной и горизонтальной плоскости. Для шума судна получены зависимости от расстояния и азимутального угла в различных точках акватории. Показано, что шумовое поле судна является гораздо более чувствительным к неоднородностям дна, чем шум ветрового волнения, что наиболее ярко проявляется в области водоподобных осадков. Обнаружено, что на низких частотах (ниже 100 Гц) уровень шума судна, фиксируемый на некотором расстоянии, линейно зависит от протяженности водоподобной области. Предложена методика локализации и оценки протяженности водоподобных участков дна по шуму движущегося судна, записываемого на стационарную вертикальную антенну.

Назаренко Ю.В., Сидоров Д.Д., Петников В.Г., Писарев С.В., Луньков А.А. «Об оценках точности определения расстояния при подводной акустической навигации в Карском море» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 12-13 (2024)

На основе гидрологических данных океанологической базы “World Ocean Database” получены оценки точности определения расстояния между подводными источником и приемником звука на расстояниях до 5 км в мелководной части Карского моря. Предполагалось, что основной причиной погрешностей в измерениях дистанции является отсутствие точных данных о пространственно-временном распределении вертикального профиля скорости звука. Анализировались ситуации, характерные для начала и конца осени, когда в первом случае наблюдается ярко выраженный термоклин и открытая поверхность воды, а во втором случае температура воды практически не изменяется по глубине и морская поверхность покрыта льдом. Установлено, что в обоих случаях существуют заметные флуктуации скорости звука в приповерхностном перемешанном слое, однако физические причины подобных вариаций разные. Моделирование распространения акустических волн показало, что различия во времени распространения звуковых сигналов δt для указанных выше случаев невелики. Однако имеет место уменьшение величины δt (почти на порядок) при расположении источника и приемника вблизи дна. При таком расположении точность оценки расстояния максимальна.

Силенко А.Я. «Эффекты взаимодействия аксионоподобной темной материи с частицами стандартной модели» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1638 (2024)

Аксионоподобная темная материя взаимодействует с частицами, как аксион. Аксион – гипотетическая частица, являющаяся квантом псевдоскалярного поля. Первоначально это было постулировано Печчеи и Квинн в 1977 г. для решения сильной проблемы CP в КХД. Если аксионы существуют, то они представляют интерес как возможный компонент холодной темной материи. Аксион-фотонное взаимодействие искажает электромагнитное поле и приводит к обратному эффекту Примакова, который можно наблюдать с помощью галоскопов. CP-неинвариантность аксион-глюонного взаимодействия приводит к появлению осциллирующих электрических дипольных моментов нуклонов, которые пропорциональны аксионному полю. Аксионы проявляют себя при прямом взаимодействии с частицами (так называемый эффект аксионного ветра). Строго определяется релятивистская спиновая динамика, заданная псевдоскалярным полем аксионов темной материи.

Сильченко О.К. «Эволюция галактик: подарки окружения» Земля и Вселенная, № 3, с. 6-15 (2024)

Галактики – огромные звездно-газовые системы, основное видимое «население» Вселенной - бывают очень разные по форме (форму галактик называют морфологией), а также по размерам, по массам, по цвету. Много видимых характеристик есть у галактик, и все они изменяются в интервалах многих порядков величины даже в самой небольшой области Вселенной, которую мы в деталях наблюдаем вокруг нас. Из самых общих соображений, кажется, что все эти характеристики должны изменяться и у одной конкретной галактики тоже в течение ее жизни - это называется эволюцией.

Симаков И.Г., Гулгенов Ч.Ж., Базарова С.Б., Артемьева К.В. «Исследование дебаевской диэлектрической релаксации в адсорбированной воде акустоэлектрическим методом» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 65 (2024)

Используя изотермы изменения скорости поверхностных акустических волн (ПАВ) в процессе полимолекулярной адсорбции, определены действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости адсорбированной воды. Адсорбция водяного пара осуществлялась на оптически полированную поверхность адсорбента – звукопровода, который представляет собой пластину пьезокристалла ниобата лития YZ-среза. В качестве инструмента исследования применялись поверхностные акустические волны рэлеевского типа в диапазоне частот 20–400 МГц, которые возбуждались и регистрировались встречно-штыревыми ПАВ-преобразователями. Изучены частотные зависимости действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости адсорбированной воды. Для разных значений толщины адсорбционного слоя в исследуемом диапазоне частот обнаружено наличие процесса диэлектрической релаксации, который хорошо интерпретируется теорией Дебая с одним временем релаксации. Время диэлектрической релаксации адсорбированной воды зависит от толщины адсорбционного слоя и существенно (на 2–3 порядка) превышает время релаксации воды в объемной жидкой фазе.

Симаков С.В., Виноградова Н.А., Никитушкина О.Н. «Импульсное лазерное воздействие на чистый алюминий» Физика и химия обработки материалов, № 3, с. 14-19 (2022)

Исследовано влияния лазерного воздействия на структуру модельного материала – чистого алюминия. Лазерную обработку образцов алюминия проводили на Nd:YAG лазере мощностью 15 Дж, 10 импульсами с длительностью 5·10^–8 с. В эксперименте использовали прозрачную среду, для исключения влияния термического механизма и создания условий для ударно-волнового механизма воздействия на материал. Исследование структуры осуществляли методом просвечивающей электронной микроскопии. После лазерного облучения в чистом алюминии обнаружено образование кристаллографически ориентированных пустот с поперечными размерами 50–100 нм и длиной до 500–800 нм. Обсуждается механизм образования подобных структур.

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.

Агасян Н.О., Хайдуков З.В., Лукашов М.С., Симонов Ю.А. «Цветоэлектрический и цветомагнитный конфайнмент» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1634 (2024)

Основные свойства механизма конфайнмента в КХД – температурные зависимости пространственного (цветомагнитного) и временного (цветоэлектрического) натяжений струн (σ_s(T) и σ_E(T)) – изучаются в рамках метода полевых корреляторов. Обсуждается взаимосвязь цветомагнитного натяжения струны с функцией Грина двуглюонного глюлампа при конечных температурах. Показан рост цветомагнитного конденсата с увеличением температуры. Показано, что цветоэлектрическая компонента нивелируется адронным давлением при T≪em>T_c (что соответствует деконфайнменту). Оба наблюдаемых свойства обнаружены в рамках одного метода и находятся в хорошем согласии с решеточными данными.

Чупова Д.Д., Солонцов О.В., Гаврилов Л.Р., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса многоэлементного излучателя при фокусировке мощного ультразвука через кости черепа» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 55-56 (2024)

Метод неинвазивной ультразвуковой нейрохирургии основан на фокусировке ультразвука через невскрытый череп в заданные участки мозга. В клинической практике для проведения таких операций используется система ExAblate Neuro (Insightec Ltd, Israel). Полусферическая геометрия многоэлементного излучателя системы ограничивает возможности механического и электронного перемещения фокуса решетки, так что доступной для неинвазивной ультразвуковой хирургии является только центральная область мозга, примерно ±2.5 см относительно центра головы человека. Важной задачей является расширение возможной области облучения. Целью данной работы является сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса нового класса решеток, выполненных в виде сегмента сферы с меньшим углом фокусировки. Акустическая модель черепа была построена на основе анонимизированных данных компьютерной томографии. Расчеты с компенсацией аберраций, вызванных костями черепа, проводились в программном пакете k-wave для разработанной в нашей лаборатории модели 256-элементной компактной решетки с рабочей частотой 1 МГц. Фокус излучателя перемещался вдоль его оси. Получено, что электронная фокусировка позволяет перемещать фокус в пределах 2 см вдоль оси решетки относительно ее центра кривизны при уменьшении амплитуды в фокусе менее чем на 10% по сравнению с амплитудой в геометрическом фокусе излучателя. Для механического перемещения аналогичный диапазон составляет 3 см. Для расширения области фокусировки планируется исследовать комбинацию механического и электронного перемещения фокуса.

Лукашова М.В., Свешников М.Л., Парийская Е.Ю., Желдак Д.А., Космодамианский Г.А., Скрипниченко В.И. «Автономная астронавигационная система "Навигатор"» Труды Института прикладной астрономии РАН № 68, с. 43-52 (2024)

Представлена разработанная в ИПА РАН программная система «Навигатор». Система «Навигатор» позволяет в автономном режиме решать 12 типовых задач морской астронавигации, связанных с определением места судна и поправки компаса. В список задач входят также и разностные методы обработки наблюдений. Задачи решаются на основе наблюдений высот и азимутов Солнца, Луны, пяти планет и навигационных звезд. Для выбранной задачи по умолчанию предлагается оптимальная подборка светил для наблюдений, дающих наилучший результат. Вычисления проводятся по отечественным фундаментальным эфемеридам Солнца, Луны и планет ЕРМ2021. В основе эфемеридных вычислений лежат рекомендации XXIII и XXIV Генеральных ассамблей Международного астрономического союза. Звездный каталог составлен из звезд списка «Морского астрономического ежегодника» и дополнительных звезд до 6m из списка «Астрономического ежегодника», а также звезд из Йельского каталога и каталога Hipparcos. Система «Навигатор» также может использоваться для оценки астронавигационной обстановки с помощью окна «Планетарий» с изображением видимой планисферы, а также вычисления условий освещенности и эфемеридных данных светил на заданный момент времени в заданном месте. Кроме специальных окон, краткую информацию о светиле можно получить прямо в окне «Планетарий». Наличие справочного окна в виде интерактивного объяснения к «Морскому астрономическому ежегоднику», позволяющему вычислять эфемериды по примерам, делает систему электронной версией «Морского астрономического ежегодника». Взаимодействие с оператором обеспечивается посредством интерактивного графического интерфейса. Входные данные можно ввести не только из окна, но и из файла. Результаты решения выводятся на экран, а также представляются в графической (для отдельных задач) и текстовой форме, в виде протокола и архива астроопределений, которые можно открыть для просмотра на вкладке «Оконный менеджер» Удобные пользователю шкалу времени и систему географических координат можно выбрать в окне «Настройки». В этом же окне вводится поправки к всемирному времени.

Аксим Д.А., Космодамианский Г.А., Лукашова М.В., Павлов Д.А., Скрипниченко В.И. «Новая версия системы "Штурман"» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 3-7 (2024)

Публикация посвящена новой версии интерактивной системы удалённого доступа для морской астронавигации «Штурман». В статье описаны функциональные возможности системы, некоторые особенности её реализации, а также представлены примеры результатов, которые можно получить при работе с данной системой. Она также позволяет решать задачи, включённые в издаваемый ИПА РАН Морской Астрономический Альманах. Первая версия системы «Штурман» была опубликована на сайте ИПА РАН в 2009 г. Необходимость создания новой версии обусловлена двумя следующими обстоятельствами: – во-первых, процесс внесения изменений в прежнюю версию в ходе её использования был крайне затруднительным; – во-вторых, появилась возможность создания кроссплатформенной версии системы «Штурман» при использовании инструментария открытого доступа, включающего гибкие средства web-программирования. Как и в прежней версии, в качестве базового вычислительного средства в ИПА РАН используется предметно-ориентированная система ЭРА, являющаяся на протяжении нескольких десятилетий инструментальным средством в области фундаментальной эфемеридной астрономии. Основные вычислительные программы написаны на входном языке этой системы. Использованы также инструментальные возможности кроссплатформенной среды Racket, в частности средства веб-программирования. Для оформления выдаваемых текстовых результатов применяется язык разметки Markdown. Соответствующие элементы разметки вставлены непосредственно в тексты вычислительных программ системы «Штурман». Программа отображения графических результатов написана на языке Си с использованием библиотеки векторной графики. В качестве базового фундамента для необходимых эфемеридных вычислений в системе «Штурман» использована разработанная в ИПА РАН высокоточная численная теория движения тел Солнечной системы EPM. Система «Штурман» размещена на сайте ИПА РАН и используется в основном в учебной практике мореходных учебных заведений. По мере поступления отзывов пользователей проводится корректировка системы и расширение её функциональных возможностей.

Капранова А.Б., Лебедев А.Е., Гуданов И.С., Мельцер А.М., Скурыгин Е.Ф. «Статистическое усреднение размеров кавитационных пузырей в узлах прямоточных регулирующих клапанов» Южно-Сибирский научный вестник, № 5(57), с. 19-27 (2024)

Сравнение предлагаемых конструктивных особенностей по достижению эффективных значений основных показателей работы клапанов целесообразно выполнить с позиций анализа интенсивности появления кавитационных пузырей, оценки их статистически усреднённых размеров до начала развитой стадии гидродинамической кавитации. Снижение числа пузырей в области течения рабочей жидкости, их ускоренный отвод от внутренних поверхностей клапана к выходному сечению потока среды за счет процесса его дросселирования различными способами обеспечивают рациональные значения пропускных характеристик регулирующих устройств. На базе энергетического метода с помощью моделей, ранее предложенных авторами, для гидродинамической кавитации в узлах сепаратор – затвор выполнены: выбор значимых параметров процесса дросселирования; расчет искомых усредненных по ансамблю диаметров пузырей при повороте перфорированного затвора в заданном интервале изменения пропускной способности прямоточного клапана с максимальным значением диаметра условного прохода 2,59·10^–2 м; сравнительный анализ данных результатов статистического усреднения с известными авторскими при поступательном движении глухого затвора с ограничением на значение диаметра условного проходного сечения до 3,13·10^–2 м. Установлено, что в этих условиях наблюдается: сокращение указанных диаметров в 6,8 раза и в 8 раз соответственно для перфорированного и глухого затворов при переходе от значения степени открытия 0,2 до 1,0; практическое выравнивание максимальных значений усредненных по ансамблю диаметров пузырей до значения 2,50·10^–3 м в каждом из видов узлов.

Славнов Д.А. «Фотонная суперзвезда. совместимость теории гравитации с квантовой физикой» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 5, с. 1468-1498 (2024)

Рассматривается физическая модель, которая основывается на гипотезе существования фотонной суперзвезды. Показывается, что в этой модели с единых позиций можно описывать гравитацию и квантовые явления.

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.

Агейкин Н.А., Анисимкин В.А., Смирнов А.В., Фионов А.С. «Акустоэлектронный датчик вкуса» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 43 (2024)

Экспериментально исследована чувствительность волн Лэмба нулевого и высших порядков к совокупному воздействию физических параметров жидкостной пробы (плотности, вязкости, электропроводности, диэлектрической постоянной), которая наносится между встречно-штыревыми преобразователями на одной из поверхностей пьезоэлектрической пластины 128^oY-LiNbO₃. На примере жидкостей, отвечающих за 5 базовых вкусов (сладкого, соленого, кислого, горького, умами), показано, что изменение поглощения волн при изменении сорта жидкости, ее температуры, номера моды и направления распространения меняется до нескольких раз, а величина максимального отклика превышает 1 дБ/мм. Это позволяет идентифицировать жидкости по нескольким полярным гистограммам, измеренным в разных направлениях распространения, для разных мод и температур, что повышает достоверность идентификации. Методика дает возможность оперативно отличать одну жидкость от другой и определять соответствие тестируемой жидкости заданному стандарту. Объем пробы – порядка 100 мкл, толщина пластины – 500 мкм, период преобразователей – 200 мкм, расстояние между преобразователями – 24 мм.

Горбачев И.А., Смирнов А.В., Колесов В.В., Кузнецова И.Е. «Акустоэлектронный биосенсор метилового спирта на основе пленки Ленгмюра–Блоджетт с иммобилизованным ферментом алкогольоксидазы» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 44 (2024)

Сформированы и исследованы сенсорные свойства тонких биопленок фосфолипдных молекул с иммобилизованным ферментом к парам спиртов. Для этого методом Ленгмюра–Блоджетт были сформированы пленочные покрытия из молекул 1,2-дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламина с иммобилизованными молекулами фермента алкогольоксидазы и перенесены на акустические линии задержки из ниобата лития. Иммобилизация фермента в пленке происходила в процессе формирования монослоя. В ходе изучения морфологии полученных пленочных покрытий методом атомно-силовой микроскопии было установлено наличие в них агрегатов молекул фермента. Далее были изучены сенсорные свойства сформированных покрытий к парам метилового, этилового и изопропилового спиртов. Для этого сенсорная пленка была перенесена на акустическую линию задержки на поверхностных акустических волнах с частой 120 МГц. Установлено, что созданные покрытия обладают селективной чувствительностью к парам метилового спирта. Обнаружено, что при взаимодействии изготовленного биосенсора с парами метилового спирта потер на преобразование сигнала, увеличиваются до 2.4 дБ, а фаза сигнала уменьшается на 40°. Созданное сенсорное покрытие может быть использовано для создания акустоэлектронного биосенсора метанола. Увеличение чувствительности подобных биосенсоров можно достичь путем варьирования таких технологических параметров, как количество слоев в пленке, а также количеством иммобилизованного фермента в каждом из слоев.

Шамсутдинова Е.С., Смирнов А.В., Кузнецова И.Е. «Бесконтактное влияние электропроводности жидкости на характеристики SH₀- волны» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 46 (2024)

Исследовано бесконтактное изменение характеристик акустической волны в пластине с встречно-горизонтальной поляризацией (SH0-волна) при приближении жидкости с электропроводностью в диапазоне 0.001–1 см/м. Разработано акустоэлектронное устройство, состоящее из акустической линии задержки на пластине YX-LiNbO³ со следующими параметрами: h/λ=0.25, h=350 мкм, λ=1400 мкм, f=2.847 МГц; векторного анализатора цепей Tektronix, резервуара для жидкости, держателя, 3-х осевого координатного столика и прецизионного микровинта с невращающимся шпинделем. На резервуар для жидкости для поддержания влажности крепилась тонкая пленка толщиной 50 мкм. Показано, что с приближением электропроводной жидкости к пластине ниобата лития на расстояние 1 мм изменяются показания поглощения и фазы SH₀-волны при постоянстве температуры и влажности. Максимальные изменения для разных концентрацией электропроводных растворов составили ΔS₁₂≈0.4 дБ и Δ_f≈10°.

Смирнов А.В., Недоспасов И.А., Кузнецова И.Е. «Влияние постепенного электрического закорачивания на характеристики обратных акустических волн в пьезоэлектрических пластинах» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 47 (2024)

В настоящее время активно ведутся исследования обратных акустических волн в пьезоэлектрических пластинах. Этот тип волн характеризуется противоположно направленными фазовыми и групповыми скоростями. Интересным свойством пьезоактивных обратных акустических волн, обнаруженным теоретически, оказалось увеличение их фазовых скоростей при электрическом закорачивании поверхности пластины пьезоэлектрика. Это может быть связано с формализмом математического анализа, поскольку их фазовые и групповые скорости направлены в противоположные стороны. Экспериментальные исследования влияния электрических граничных условий на характеристики обратных пьезоактивных акустических волн ранее не проводились. Поэтому целью работы было изучение влияния расстояния от идеально проводящего экрана до поверхности пьезоэлектрика на характеристики обратной ветви волны А₁. Для исследования был создан экспериментальный стенд, состоящий из прецизионного микровинта с не вращающимся шпинделем и пластины пьезоэлектрика со сформированным на ее поверхности набором ВШП с длиной волны 1.0–2.0 мм с шагом 0.1 мм. Микровинт обеспечивал плоскопараллельное перемещение металлического экрана в диапазоне 0-500 мкм с точностью до 1 мкм. Набор ВШП позволил изучить поведение обратной волны на различных участках обратной ветви волны A₁, в том числе вблизи точки с нулевой групповой скоростью (ZGV). Ближе всего к ZGV-точке находится ВШП с длиной волны 1 мм. Особенность заключается в том, что чем ближе к точке ZGV, тем менее чувствителен пик обратной волны к приближению металла. По мере удаления от точки ZGV влияние металла возрастает как на смещение частоты пика, так и на изменение его амплитуды.

Малеханов А.И., Смирнов А.В. «Сравнительный анализ методов пространственной обработки акустических сигналов в мелком море в условиях априорной неопределенности канала распространения. 1. Сценарий приема когерентных сигналов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 13 (2024)

Обсуждаются результаты численного моделирования эффективности ряда методов пространственной обработки сигналов, принимаемых вертикальной антенной решеткой в канале мелкого моря, в предположении, что параметры канала известны не точно, но с некоторым уровнем неопределенности. Цель работы – получение количественных оценок потерь эффективности в таких условиях, которые ожидаемо оказываются существенно различными для разных методов обработки. Моделирование выполнено в рамках модового формализма описания сигналов отдельных источников в сезонных каналах, типичных для Баренцева моря, в предположении, что сигналы являются полностью когерентными (детерминированными), что отвечает диапазону низких частот и не слишком большим дистанциям (∼10 км).

Малеханов А.И., Смирнов А.В. «Сравнительный анализ методов пространственной обработки акустических сигналов в мелком море в условиях априорной неопределенности канала распространения. 2. Сценарий приема частично когерентных сигналов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 13 (2024)

Проводится сравнительный анализ устойчивости методов пространственной обработки частично-когерентных многомодовых сигналов удаленных источников к априори неточному знанию параметров подводного звукового канала. Численное моделирование выполнено для случая вертикального положения антенной решетки в сезонных (летнем и зимнем) каналах Баренцева моря в предположении, что полезный сигнал является частично-когерентным в результате ослабления взаимных корреляций модовых амплитуд и принимается на фоне интенсивного морского шума ветрового происхождения. Рассматривается ряд известных методов пространственной обработки, в различной степени учитывающих специфику данного сценария приема сигналов, включая метод оптимальной обработки частично-когерентных сигналов. Показано, что, в отличие от сценария приема полностью когерентных многомодовых сигналов, потери усиления (антенного выигрыша) в результате рассогласования численной модели с реальным каналом имеют меньшие величины, что ослабляет требования к точности априорной информации относительно параметров канала.

Максимов Г.А., Корольков З.А., Коновалов В.Н., Ларичев В.А., Лесонен Д.Н., Смирнов В.А. «Интегрированная навигационная система для морской 3D сейсморазведки с использованием буксируемых сейсмокос» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 5 (2024)

При разведке, обустройстве и эксплуатации шельфовых месторождений широко применяются сейсмоакустические исследования, в настоящее время не имеющие альтернативы по точности результатов и производительности работ данными методами. Последние десятилетия развития в этом направлении привели к созданию (зарубежных) высокоэффективных систем, основанных на использовании буксируемых сейсмокос, пневмопушек, параванов и концевых буев, акустических систем позиционирования, навесных модулей управления по глубине и латерали, систем спутниковой навигации и радиосвязи. Все эти системы должны работать в единой связке под управлением интегрированной навигационной системы, чтобы обеспечить эффективное применение комплекса морской 3D сейсморазведки на основе буксируемых сейсмокос. Представлена информация о разрабатываемой в АО “АКИН” интегрированной навигационной системы “Инавсис”, а также о комплексе акустического оборудования, применяемого для позиционирования и управления системой наблюдения в виде параллельно буксируемых сейсмокос, которая используется в морских 3D сейсмических работах на шельфе.

Смирнов В.А., Максимов Г.А., Григорьев А.Г., Корольков З.А., Коновалов В.Н., Ларичев В.А., Лесонен Д.Н. «Гидроакустическая система навигации судов в акватории порта» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 9 (2024)

В АО “АКИН” разработана система гидроакустического позиционирования судов в акватории порта, которая является дублирующей в дополнение к системам спутниковой, радио- и видео-навигации. Система позиционирования состоит из маяков-ответчиков, устанавливаемых на дне акватории, двух судовых антенн, а также судового блока с системой сбора, обработки данных и позиционирования. Работа системы протестирована в акватории порта г. Новороссийск в ходе опытной эксплуатации оборудования в период с июня по декабрь 2023 г. Показано, что полученная точность позиционирования с остаточной невязкой порядка 1 м является достаточной для дублирующей системы гидроакустического позиционирования судов при заходе в порт. Данные позиционирования судна (положение, курс, скорость, эллипс ошибок и пр.) передаются в судовую навигационную систему.

Калью В.А., Краснописцев Н.В., Лосев Г.И., Некрасов В.Н., Петрова В.В., Смирнов Д.А. «Измерение уровней подводного шума источника в области высоких частот прямым методом и с использованием векторно-фазовой обработки» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2(408), с. 107-115 (2024)

Объект и цель научной работы. Оценки уровня подводного шума движущегося широкополосного источника, получаемые прямым и косвенным методами, с использованием комбинированного приемника звукового давления и компонент вектора колебательной скорости. Материалы и методы. Натурные эксперименты в реальных условиях измерения, статистический анализ результатов экспериментов. Основные результаты. По представительным выборкам выполнено сравнение оценок уровня шума в области высоких частот, получаемых прямым методом, только по каналу звукового давления, и косвенным методом, путем пересчета значений потока акустической мощности в идеальных условиях и в условиях реальной акватории. Заключение. В условиях шумозаглушенного бассейна оценки уровней подводного шума источника в диапазоне частот от 1 до 10 кГц, получаемые как усреднением квадрата акустического давления, так и усреднением плотности потока акустической мощности, не различаются на фоне погрешности калибровки канала колебательной скорости. При измерениях уровней подводного шума источника в условиях реальной акватории использование усредненной по времени плотности потока акустической мощности дает более точную оценку, значимо отличающуюся в меньшую сторону от результатов непосредственного измерения среднего по времени квадрата акустического давления. Ключевые слова: звуковое давление, колебательная скорость, векторный приемник, плотность потока акустической мощности, уровень подводного шума.

Бирюкова М.А., Петров Д.В., Ковалёв Ю.М., Смирнов Е.Б. «Описание ударного сжатия некоторых молекулярных кристаллов» Физика горения и взрыва, 60, № 6, с. 67-73 (2024)

Предложен подход, позволяющий строить ударные адиабаты молекулярных кристаллов нитросоединений на основании данных по их изотермическому сжатию. С этой целью были построены уравнения состояния кристаллов тэна и ТАТБ. Представленный в работе сравнительный анализ экспериментальных данных по ударно-волновому сжатию простого кристалла тэна и результатов расчетов, проведенных с помощью предложенного подхода по пересчету давлений изотермического сжатия на ударную адиабату и построенного уравнения состояния тэна, показал, что экспериментальные и расчетные значения давления находятся в пределах погрешности эксперимента.

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.

Смирнов С.С., Петров С.Д., Трофимов Д.А., Чекунов И.В. «Определение координат и времени пункта по локальным радиосигналам» Труды Института прикладной астрономии РАН № 71, с. 18-25 (2024)

Работа посвящена альтернативным по отношению к глобальным навигационным спутниковым системам (ГНСС) способам определения координат и времени локального пункта. В настоящее время ГНСС являются практически безальтернативным средством определения координат и времени на транспорте и в беспилотной технике. В то же время ГНСС уязвимы к средствам радиоэлектронной борьбы (РЭБ), которые могут применяться как злоумышленниками или противниками, так и органами обеспечения правопорядка. На основе обзора существующих подходов к решению подобных проблем предложена локальная радионавигационная система, базирующаяся на компактных транспортируемых радиомаяках, которая может быть альтернативой ГНСС. Описаны преимущества подобной локальной радионавигационной системы над другими альтернативными средствами навигации. Основные преимущества заключаются в возможности быстрого развертывания и сворачивания данной системы, за счет массогабаритных характеристик маяков, обеспечивающих их ручную переноску, а также в возможности обеспечения в перспективе селективного доступа за счет быстрой смены несущей частоты по заранее оговоренному правилу. Также подобная быстрая смена частот повышает устойчивость системы к средствам РЭБ, предназначенным как для глушения сигнала, так и для его подмены. Рассмотрены общие принципы построения локальной радионавигационной системы, существующие аналоги. Основная идея заключается в использовании дальномерного псевдослучайного кода, аналогичного кодам, используемых в ГНСС. Данный подход упрощает работу, позволяя использовать уже отработанные алгоритмы. Описана реализация макета локальной радионавигационной системы на основе имеющихся на рынке доступных технических решений. Был выполнен эксперимент по определению координат движущегося объекта, приведены условия выполнения эксперимента и его результаты. На данный момент основная проблема в части аппаратного обеспечения – отсутствие встроенного хранителя времени и частоты, в дальнейшем планируется его включение в состав аппаратуры. Основной проблемой при обработке измерений с целью получения координат являются многочисленные переотражения, вызванные зданиями и деталями рельефа. Возможными решениями данной проблемы может стать использование приемных антенн, аналогичных ГНСС-антеннам с технологией Choke-ring, а также модификация программного обеспечения по обработке сигнала, которая позволит производить фильтрацию переотраженных сигналов.

Березовская О.В., Кудрявцева А.В., Смирнова Г.М., Хуторщиков М.В. «Об уточнении характеристик изотопных фильтров для квантовых стандартов частоты на рубидиевой газовой ячейке традиционного типа» Труды Института прикладной астрономии РАН № 68, с. 9-14 (2024)

Статья посвящена исследованию свойств и характеристик изотопных фильтров, осуществляющих фильтрацию сверхтонких компонент основного состояния в атомах рубидия, находящихся в ячейке поглощения дискриминатора квантового из состава квантового стандарта частоты на рубидиевой газовой ячейке с источником оптической накачки на безэлектродной спектральной лампе. Работа выполнена с целью изучения возможности снижения влияния флуктуаций температуры безэлектродной спектральной лампы на сдвиги резонансной частоты в ячейке поглощения в зависимости от исследуемых свойств изотопного фильтра. Представлены результаты комплексных исследований эффективности оптической накачки и сдвигов частоты в ячейке поглощения при использовании изотопных фильтров в зависимости от давления аргона в них в диапазоне 100–220 торр и их температуры 82–92°С. На основании изучения полученных данных были сделаны выводы, что минимальное влияние флуктуаций температуры безэлектродной спектральной лампы на сдвиги резонансной частоты ячейки поглощения обеспечивается при использовании фильтра с давлением аргона 150 торр при температуре 82°С.

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Смольников В.Ю. «Малогабаритные средства вибродемпфирования толстолистовой пластинчатой конструкции» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4(410), с. 186-192 (2024)

Объект и цель научной работы. Объектом является толстолистовая судовая конструкция. Цель исследований – определение эффективности уменьшения уровней вибрации конструкции средствами вибропоглощения. Материалы и методы. Измерение спектров вибрации конструкции без средств вибропоглощения и при их наличии. Основные результаты. Получены величины эффективности армированных вибропоглощающих покрытий (АВП) и резонансных полосовых вибропоглотителей (РПВ). Заключение. Показана возможность существенного уменьшения уровней низкочастотного резонансного максимума изгибных колебаний шпации конструкции частотно настроенными резонансными полосовыми вибропоглотителями с малой в сравнении с АВП массой, снижающими вибрацию конструкции только на более высоких резонансных частотах. Ключевые слова: толстолистовая конструкция, вибрация, средства вибропоглощения, армированные вибропоглощающие покрытия, резонансные полосовые вибропоглотители, эффективность

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Смольников В.Ю., Виноградов А.В. «Исследование вибраций толстолистовой конструкции с акустическим покрытием» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 1(407), с. 93-99 (2024)

Объект и цель научной работы. Объектом является толстолистовая судовая конструкция. Цель исследования – определение вибраций конструкции с акустическим покрытием. Материалы и методы. Измерение спектров вибрации конструкции без акустического покрытия и при его установке. Основные результаты. Выявлен частотный диапазон увеличения покрытием уровней вибрации демпфируемой конструкции. Заключение. Показано, что причиной роста уровней вибрации являются упругие колебания листов покрытия. Ключевые слова: толстолистовая конструкция, вибрация, акустическое покрытие, эффективность.

Косинов А.Д., Семенов Н.В., Питеримова М.В., Яцких А.А., Ермолаев Ю.Г., Смородский Б.В., Шмакова А.В. «Особенности развития волнового поезда в продольном возмущении сверхзвукового пограничного слоя» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 4, с. 63-82 (2024)

С использованием результатов экспериментов получены пространственно-временные распределения амплитуды контролируемых пульсаций и их частотно-волновые характеристики при слабонелинейном развитии волнового поезда в области стационарного следа внутри пограничного слоя плоской пластины при числе Маха M=2. Продольное стационарное возмущение порождалось парой боковых слабых ударных волн. Контролируемые возмущения генерировались в поток локальным высокочастотным тлеющим разрядом, расположенным внутри модели. Анализ развития контролируемых возмущений проводился на основе линейной теории гидродинамической устойчивости. Выявлены типичные резонансные триплеты волн. Обнаружено, что неоднородность течения подавляет механизмы взаимодействия контролируемых возмущений

Сназин А.А., Шевченко В.И. «Исследование слабых ударных волн в носовой части тел с передней срывной зоной» Труды Московского авиационного института, № 4(138), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=182664 (2024)

Проведен численный анализ обтекания цилиндрического тела с иглой сверхзвуковым потоком на основе метода моделирования крупных вихрей (Large Eddy Simulation, LES). В представленных численных и экспериментальных исследованиях получена уточнённая структура возвратного течения в зоне рециркуляции при обтекании тела с передней срывной зоной. Показано, что применение LES-метода привело к повышению согласованности результатов моделирования с экспериментальными данными во всей области течения.

Собисевич А.Л., Преснов Д.А., Шуруп А.С. «Сейсмоакустические методы оценки параметров волноводов арктического типа: теоретические аспекты и практические измерения» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 78 (2024)

Арктика является одним из наиболее перспективных регионов Земли как с точки зрения поиска и освоения полезных ископаемых, так и в силу усиливающегося геополитического значения этого региона. Эффективные методы мониторинга арктического региона основаны на использовании сейсмоакустических полей, генерируемых индуцированными геодинамическими процессами в системе “литосфера–гидросфера–ледяной покров”. Эти волновые поля содержат полезную информацию о глубинных подземных структурах и гидроакустической обстановке в регионе, что позволяет разрабатывать технологии мониторинга больших пространств воды, покрытых слоем льда в Северном Ледовитом океане. На примере обработки экспериментальных данных, полученных при помощи геофонов и нового класса буев вмораживаемого типа, установленных на ледовом покрове и измеряющих вертикальную компоненту колебательной скорости, демонстрируется возможность оценки частотно-временных характеристик отдельных модовых, составляющих полного сейсмоакустического поля, формирующихся в ледовых условиях. Приводятся результаты экспериментальных работ, проведенных на Земле Франца-Иосифа, на Ладожском озере и Байкале. Описывается опыт использования как одиночных автономных датчиков, так и протяженных антенн. Проведены теоретические и экспериментальные исследования особенностей распространения сейсмоакустических сигналов в условиях акватории, покрытой льдом в рамках стандартной математической модели арктического волновода в виде “литосфера–гидросфера–ледяной покров”. Показано теоретически и подтверждено в натурных экспериментах, что интенсивные шумы льда могут быть полезны для оценки физических параметров ледового покрова. С использованием метода шумовой интерферометрии и геогидроакустических ледовых буев нового поколения показана возможность измерения групповой скорости изгибно-гравитационной волны в ледовом покрове вдоль достаточно протяженной трассы. Выполненная инверсии данных пассивного эксперимента показала согласие с результатами прямых контактных измерений. Развиваемая технология мониторинга физических параметров акватории при наличии ледового покрова в автономном – не требующем участия человека режиме, представляется перспективной, в особенности для применения в крайне суровых условиях Арктики. Содержание охватывает основные положения монографии авторов “Сейсмоакустика шельфовых морей”, принятой к публикации в 2024 году

Соболев А.Ф. «Исследования по повышению эффективности звукопоглощающих конструкций в канале авиационного двигателя» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 18, № 6, с. 41-50 (1987)

Получены приближенные формулы, позволяющие определить направление максимального излучения данной моды относительно оси канала при различных соотношениях между скоростями потока в канале и в окружающей среде. Рассмотрены два характерных случая: 1) скорость потока в канале плавно переходит в скорость потока в окружающей среде, 2) между струей, вытекающей из канала, и спутным потоком существует тангенциальный разрыв скорости. Проведено экспериментальное исследование возможности увеличения затухания звука в канале за счет оптимизации затухания наиболее существенных мод. Наиболее существенные моды определялись по характеристикам излучения с использованием полученных приближенных формул.

Соколов К.Б. «Взаимодействие N-волны звукового удара с препятствием в окрестности угловых точек» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 4, № 5, с. 104-109 (1973)

Приведены результаты экспериментального исследования начальной стадии взаимодействия ударной N-волны с верхней частью модели здания простой формы (параллелепипед). Ударные N-волны длиной примерно 3 и 8,5 поперечных размеров здания с перепадами давления во фронте 300 и 500 Па генерировались в конической ударной трубе с разрываемой диафрагмой. Давление на модели измерялось пьезоэлектрическим приемником давления с диаметром чувствительной поверхности d=2,5 мм. Выявлена степень влияния волны разрежения, развивающейся от верхнего угла здания, на распределение давления по его передней (по отношению к падающей волне) стенке. Получены зависимости изменения давления во времени в окрестности вершины трехгранного угла в диапазоне углов между двумя плоскостями, установленными перпендикулярно экрану, T=10–180°.

Соловьёв А.А. «О прогнозе экстремальных событий в природе и обществе» Земля и Вселенная, № 3, с. 99-118 (2024)

Сегодняшняя цивилизация весьма уязвима к кризисам, возникающим в результате экстремальных событий, порожденных сложными и плохо изученными системами. Иерархические сложные, нелинейные системы непрестанно порождают экстремальные события, которые представляют собой редкие, быстрые изменения, оказывающие сильное влияние на систему и ее окружение. Статья подготовлена по материалам книги «Prediction of Extreme Events in Nature and Society» (V.I. Keilis-Borok. Ed.: A.A. Soloviev. Ori Books. USA. 2018. ISBN: 978-1-940076-44-7. https://doi. org/10.28935/9781940076447) и научного доклада чл.-корр. РАН Александра Анатольевича Соловьёва на заседании Президиума Российской академии наук 29 декабря 2009 г.

Соловьев В.А. «Автономный многочастотный измеритель обратного акустического рассеяния для исследования звукорассеивающих слоев в морской среде» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 10 (2024)

Описывается архитектура нового прибора Aquasound для регистрации обратного акустического рассеяния в водных слоях до глубины 300 м на высоких частотах от 300 кГц до 4 МГц. Приводятся результаты его испытаний, сравниваются данные по обратному акустического рассеянию с термохалинной структурой. Исследование звукорассеивающих слоев методом регистрации высокочастотного обратного акустического рассеяния позволяет исследовать поведение мелких морских организмов, концентрацию твердых взвесей, мелкомасштабную изменчивость морской среды. Aquasound является универсальным прибором с возможностью программирования размера измерительной ячейки и частоты импульсов в широких пределах. Прибор позволяет излучать ультразвуковые импульсы различных частот в воду и записывать амплитуду отраженного сигнала. Функциональная схема Aquasound содержит микроконтроллерный блок управления с АЦП, генератор сигналов, передатчик, коммутатор и блоки согласования сопротивлений преобразователей, пьезоэлектрические преобразователи (трансдюсеры), приемник, детектор. Испытания прибора были проведены в октябре 2022 и 2023 годов в Южном отделении ИО РАН г. Геленджик. Регистрация сигнала производилась Aquasound на частотах 410 кГц и 2 МГц и c помощью прибора Nortek Aquadopp на частоте 2 МГц. По результатам зондирований до глубины 200 м установлено, что Aquasound получал резкое увеличение амплитуды сигнала на двух частотах на глубине соответствующей изопикне 15.6. На этой изопикне регистрируется слой увеличенной концентрации зоопланктона в дневное время. Сигнал с частотой 2МГц, полученный Aquasound, коррелирует с сигналом Nortek Aquadopp.

Соломонов Ю.В., Герасютин С.А. «Второй телескоп Америки» Земля и Вселенная, № 3, с. 85-98 (2024)

Читатели старшего поколения хорошо помнят, что в середине ХХ в. крупнейшим телескопом США был 5-метровый рефлектор обсерватории Маунт-Паломар. Тогда как и о других телескопах США писали мало, не говоря уже о концепции Хирама Перкинса, в которой он определил термин «Второй телескоп Америки», в советской и российской литературе по астрономии не писали. В статье рассказывается, как шло соревнование в создании все больших телескопов-рефлекторов в ХХ в.

Чупова Д.Д., Солонцов О.В., Гаврилов Л.Р., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса многоэлементного излучателя при фокусировке мощного ультразвука через кости черепа» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 55-56 (2024)

Метод неинвазивной ультразвуковой нейрохирургии основан на фокусировке ультразвука через невскрытый череп в заданные участки мозга. В клинической практике для проведения таких операций используется система ExAblate Neuro (Insightec Ltd, Israel). Полусферическая геометрия многоэлементного излучателя системы ограничивает возможности механического и электронного перемещения фокуса решетки, так что доступной для неинвазивной ультразвуковой хирургии является только центральная область мозга, примерно ±2.5 см относительно центра головы человека. Важной задачей является расширение возможной области облучения. Целью данной работы является сравнение возможностей механического и электронного перемещения фокуса нового класса решеток, выполненных в виде сегмента сферы с меньшим углом фокусировки. Акустическая модель черепа была построена на основе анонимизированных данных компьютерной томографии. Расчеты с компенсацией аберраций, вызванных костями черепа, проводились в программном пакете k-wave для разработанной в нашей лаборатории модели 256-элементной компактной решетки с рабочей частотой 1 МГц. Фокус излучателя перемещался вдоль его оси. Получено, что электронная фокусировка позволяет перемещать фокус в пределах 2 см вдоль оси решетки относительно ее центра кривизны при уменьшении амплитуды в фокусе менее чем на 10% по сравнению с амплитудой в геометрическом фокусе излучателя. Для механического перемещения аналогичный диапазон составляет 3 см. Для расширения области фокусировки планируется исследовать комбинацию механического и электронного перемещения фокуса.

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.

Сорокин Б.П., Асафьев Н.О., Яшин Д.В., Бурков С.И., Кузнецов М.С. «Сверхвысокочастотные волны лэмба, рэлея и sh волны в тонкой алмазной пластине: эксперимент и расчет» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 48 (2024)

Целью данной работы является рассмотрение особенностей возбуждения и распространения СВЧ волн Лэмба, Рэлея и SH-волн с частотами до 20 ГГц в мультислойной пьезоэлектрической структуре “Al-ВШП/(Al,Sc)N/(001)[110] алмаз” на основе тонкой алмазной подложки (60 мкм). Будут представлены амплитудно-частотные характеристики в диапазоне 0.5–20 ГГц, изучены дисперсионные характеристики, рассчитаны профили волн и выполнена их идентификация, а также исследовано влияние осаждения пленки Pt на свободную поверхность алмазной подложки

Сорокин В.Н. «Импульсный источник возбуждения в речевом сигнале» Акустический журнал, 70, № 5, с. 778-794 (2024)

Свойства речевого взрыва смычки исследуются на материале базы данных 39 дикторов, содержащей однозначные и многозначные числительные с параллельной записью сигналов на телефонную трубку и направленный микрофон. Детектирование речевого взрыва выполняется кратковременным и долговременным детектором спектрально-временных неоднородностей, а также детектором меры сходства собственных функций спектра взрыва согласных и текущего спектра речевого взрыва. Вероятность присутствия звонкой или глухой смычки оценивается в пространствах амплитудного спектра и спектра групповой задержки по отношению энергии в области высоких и низких частот. Место артикуляции заднеязычного согласного влияет на распределения вероятности длительности интервала между началом речевого взрыва и началом гласного, частоты пика с максимальной амплитудой в высокочастотной области, отношения энергии в области высоких и низких частот спектра речевого взрыва, а также меры сходства собственных функций спектра взрыва согласного и текущего спектра речевого взрыва.

Нарайкин О.С., Сорокин Ф.Д., Козубняк С.А. «Расщепление собственных частот упругой тонкостенной оболочки со случайными малыми неосесимметричными отклонениями параметров геометрии» Математическое моделирование, 37, № 1, с. 81-95 (2025)

Разработаны метод и алгоритм численного определения вероятностных характеристик расщепления собственных частот упругой тонкостенной оболочки с произвольными малыми случайными неосесимметричными отклонениями параметров геометрии. Предлагаемый алгоритм позволяет определять вероятностные характеристики расщепления частот неидеальных оболочек как непосредственно по результатам измерений случайных несовершенств их геометрии, так и при наличии полных статистических данных об указанных несовершенствах. Приведены результаты численных расчётов конкретных оболочек.

Кажан А.В., Самохин В.Ф., Сорокина А.А. «Исследование акустического взаимодействия плоской реактивной струи за соплом с элементами планера летательного аппарата» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 54, № 5, с. 17-29 (2023)

На этапе предварительного проектирования летательного аппарата с низким уровнем шума для проведения оценки эффективности применения новых технических решений целесообразно выполнение как расчетных, так и экспериментальных исследований. В работе представлены результаты численных и экспериментальных исследований модели специально спроектированной хвостовой части новой компоновки летательного аппарата с плоским сегментированным соплом. Выдвинуто предположение о появлении нового источника акустического излучения, приводящего к возрастанию уровней звукового давления в области спектрального максимума шума плоской струи с экраном. В рамках поисковых исследований рассмотрено влияние различных элементов хвостовой части летательного аппарата на акустические характеристики плоской реактивной струи и предложены конструктивные мероприятия для улучшения акустических характеристик.

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.

Ерофеев А.В., Острейко О.В., Шаракшанэ А.С., Грановский Н.В., Спирин Д.В., Мансфельд А.Д., Аносов А.А. «Исследование возможности контроля локальной гипертермии лазерного нагрева на фантоме ткани головного мозга человека методами пассивной акустической термометрии и инфракрасной термографии» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 57 (2024)

Проведены эксперименты с локальным лазерным нагревом модельных объектов на основе фантома ткани головного мозга человека. Локальная гипертермия позволяет достигать циторедукции опухолевой ткани. При этой медицинской процедуре важно точно локализовать область нагрева, а также контролировать размеры и температуру нагреваемой опухолевой ткани. Локальный нагрев проводился хирургическим лазером (IPG Photonics, Фрязино) на длинах волн 0.97 и 1.56 мкм с мощностью 2 Вт. Были получены данные о закономерностях распределения температуры в фантоме ткани головного мозга человека в зависимости от времени и локализации его нагрева. Результаты обработки данных, полученных при совместном использования методов пассивной акустической термометрии (ПАТ) и инфракрасной термографии (ИКТ) для объективного контроля глубинной и поверхностной температур фантома ткани головного мозга человека хорошо согласуются, что позволяет точнее определять параметры ослабления теплового воздействия локального нагрева на клетки опухоли головного мозга человека. С помощью ИК-термометрии определили, как меняются во времени размеры областей циторедукции, в которых температура превышает 45 и 60°С. Также было показано, что при глубине источника нагрева 2 см ПАТ сразу регистрирует увеличение глубинной температуры, в то время как ИКТ показывает начало нагрева только через 1.5 минуты после включения источника (видимо, через время достижения тепла до поверхности фантома). Таким образом, совместное использование ПАТ и ИКТ дает возможность более эффективно оценивать тепловое состояние тканей головного мозга человека.

Медведев Н.Н., Старостенков М.Д., Захаров П.В., Сысоева М.О. «Упругие волны и их столкновения с N-краудионами в 3D компьютерной модели ГЦК кристалла Ni» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 19, № 1, с. 17-24 (2022)

Посредством метода молекулярной динамики с использованием потенциала Морзе, рассматриваются условия возбуждения продольных упругих волн в различных направлениях и результаты их столкновений с N-краудионами в 3D компьютерной модели ГЦК решётки кристалла Ni. Известно, что любые возмущения в кристаллической решетке безграничного кристалла возбуждают лишь продольные волны. В тех случаях, когда модельная ячейка представляет собой вытянутый прямоугольный параллелепипед, продольная волна, распространяющаяся вдоль направления плотной упаковки атомов под углом к наиболее протяжённой стороне ячейки, испытывает многократные отражения от стенок, в результате чего у этой волны появляется поперечная составляющая относительно наиболее протяжённой грани модельной ячейки. Моделировалось встречное столкновение этой волны и обладающего сверхзвуковой скоростью N-краудиона, включающего в себя два или три междоузельных атома. Скорости N-краудионов варьировались в диапазоне от 1,3·10⁴ до 1,8·10⁴ м/c. Во всех случаях после столкновения N-краудиона с волной, имеющей поперечную составляющую, происходила перестройка N-краудиона в краудионный комплекс, ориентированный вдоль направления движения продольной волны, испытывающей многократные отражения от стенок модельной ячейки.

Луценко И.С., Маркидонов А.В., Захаров П.В., Старостенков М.Д. «Оценка влияния точечных дефектов на фононный спектр кристалла и возможность возбуждения нелинейных мод» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 19, № 4, с. 437-444 (2022)

Динамика решетки кристаллов определяется многими факторами, в том числе дефектами структуры и внешними условиями. В данной работе нами рассмотрено поведение плотности фононных состояний кристалла при различной концентрации точечных дефектов и температурах. Рассмотрен кристалл стехиометрии А₃В, на примере Pt₃Al, в котором возможно существования запрещенной зоны в фононном спектре кристалла. Модель представляла собой расчетную ячейку, содержащую от 10³ до 10⁵ атомов. Частицы взаимодействовали посредством многочастичного потенциала, полученного методом погруженного атома. При этом накладывались периодические граничные условия, чтобы избежать краевых и поверхностных эффектов. Далее производилось удаление нужной доли атомов Al и/или Pt с последующей релаксацией модели не менее 20 пикосекунд и нагревом до необходимой температуры. Расчет спектров кристаллов производился непосредственно с данных, полученных при расчетах, т.е. рассчитывалась частота каждого атома и весь диапазон полученных значений разбивался на 100 интервалов для определения плотности их распределения. Такой подход менее точен теоретических расчетов, однако позволяет отслеживать динамику спектра, к тому же теоретический расчет сложных конфигураций решетки с дефектами крайне затруднительны. Тем самым в работе получены качественные результаты, позволяющие оценить изменение плотности фононных состояний решетки при наличии точечных дефектов. Полученные зависимости свидетельствуют о том, что с ростом температуры и концентрации дефектов увеличивается вероятность возбуждения мод, частоты которых близки к собственным частотам дискретных бризеров в данном кристалле.

Григорьев Н.С., Наквасин А.Ю., Новиков М.П., Потапов А.В., Степаненко А.Н., Юдин В.Г. «Результаты измерений и расчетная оценка громкости звукового удара самолета» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 1, с. 3-11 (2024)

Представлены основные результаты экспериментальных исследований и расчетных оценок громкости звукового удара (ЗУ) самолета в установившемся горизонтальном полете при числах М≈1.57–1.9, на высоте Н≈11 200 м. Летные испытания проводились с целью отработки методологии измерения интенсивности с оценкой громкости звукового удара на земле. Расчетные оценки громкости звукового удара выполнены на базе квазилинейной (классической) теории с коррекцией и без коррекции времени нарастания избыточного давления в сигнатурах ударных волн и расчетным методом, позволяющим учитывать эффекты абсорбции и дисперсии.

Пестерев И.С., Степанов Б.Г. «Импульсный режим работы широкополосных пьезопреобразователей с амплитудно-фазовым возбуждением» Физические основы приборостроения, 12, № 3, с. 82-91 (2023)

Рассматриваются особенности, возникающие при формировании ультракоротких импульсов широкополосными пьезопреобразователями с амплитудно-фазовым возбуждением, основанным на решении для них задачи синтеза. Обсуждается влияние на структуру ультракоротких акустических импульсов изменения частоты их формирования, длительности, вида задаваемых амплитудно- и фазочастотных характеристик излучения, а также – ограниченности апертуры антенны и связанного с этим расширения волнового фронта в дальней зоне. Приводятся результаты расчетов и экспериментальных исследований.

Иванушкин И.С., Стерлин А.Я., Фурман А.В. «Измерительная система для испытаний модулятора генератора звука» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 1, с. 73-78 (2024)

Изготовлена измерительная система для определения перемещений подвижного элемента (затвора) клапанного узла генератора звука и измерения температуры обмотки возбуждения электромагнитного движителя, приводящего затвор в колебательное движение. Использование системы необходимо при разработке и эксплуатации генератора звука (шума) для прочностных акустических испытаний.

Столбов М.Б. «Разделение прямой и диффузной компонент звука при оценке разборчивости речи в помещении» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 73 (2024)

Компьютерные методы акустики получили в настоящее время широкое применение. Тем не менее натурные измерения по-прежнему положены в основу многих методик и стандартов расчета параметров звука в помещениях. В работе рассмотрена задача разделение прямой и диффузной компонент звука для оценки разборчивости речи в помещении. Предложена экспериментальная методика, основанная на применении двухканального временного адаптивного фильтра, на опорный и основной вход которого подаются сигналы ближнего и удаленного микрофона соответственно. Задержка сигнала опорного канала и длина фильтра задаются таким образом, чтобы ранние отражения в опорном и основном каналах не были коррелированными. В результате на выходе опорного канала формируется оценка прямой компоненты сигнала, а на выходе основного канала – оценка и диффузной компоненты. Это позволяет оценить отношение интенсивностей прямого и диффузного звука и радиус реверберации для разных интервалов частот модуляционного спектра. Полученные результаты могут быть применены при оценке разборчивости речи в помещении, разработке мероприятий по дистанционному сбору речевой информации.

Столяров Е.П. «К линейной теории возбуждения звука турбулентными потоками в условиях быстрой деформации поля течения» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 11, № 6, с. 10-24 (1980)

Рассмотрено распространение малых возмущений в двумерных потенциальных течениях сжимаемого идеального газа. На основе линеаризованных уравнений пульсационного движении выведено неоднородное волновое уравнение относительно потенциала возмущений с известными объемными источниками ("диполями"), для которых даны аналитические выражения, сформулированы граничные условия для возмущений. Приведены аналитические выражения, описывающие соленоидальное поле возмущенной скорости. На простейших примерах (потенциальное обтекание цилиндра, сферы, осесимметричное течение в конфузоре) изучается роль объемных источников в возбуждении звука крупномасштабной турбулентностью.

Ереза А.Г., Микеладзе В.Г., Мунин А.Г., Столяров Е.П., Филиппова Р.Д., Шлягун А.Н. «Снижение уровня фонового шума в рабочей части аэродинамической трубы при трансзвуковых скоростях потока» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 21, № 2, с. 10-19 (1990)

Представлены результаты экспериментальных исследований фонового шума в рабочей части аэродинамической трубы с перфорированными стенками. Определены основные источники этого шума при трансзвуковых скоростях потока, показаны пути снижения уровня фонового шума и эффективность использованных для этой цели способов.

Столярова Э.И. «Моделирование механизмов слуховой обработки речевых сигналов» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 71 (2024)

В 2024 г. исполняется 100 лет со дня рождения Людмилы Андреевны Чистович (1924–1986) и Валерия Александровича Кожевникова (1924–1981), возглавлявших научные коллективы лаборатории физиологии речи (Чистович Л.А. – в 1961–1985 гг.) и биофизики речи (Кожевников В.А. – в 1961–1981 гг.). Центральной задачей проводимых работ в те годы являлось выяснение принципов обработки речевых сигналов в слуховой системе человека в рамках решения общей проблемы восприятия речи. Существенную роль при решении этой задачи сыграло моделирование механизмов слуховой обработки речевых сигналов, использовавшее данные нейрофизиологических и психоакустических исследований того времени. Представлены реально функционировавшие аналоговые модели и их цифровое воплощение: – Линейная модель слухового спектрального анализатора и модель двухтонового подавления. – Модель механизмов обработки огибающей сигнала в частотных каналах слуховой системы. Продемонстрированы изображения различных речевых сигналов на выходе моделей по типу традиционных спектрограмм. До настоящего времени модельные представления представляют интерес для интерпретации результатов психоакустических экспериментов, также для выявления возможных причин возникновения нарушений слуха, речи, чтения и письма (например, за счет ошибочной сегментации речевого потока или десинхронизации моментов выделения границ сигналов в различных частотных каналах спектрального анализатора)

Студеникин А. «Электромагнитные свойства нейтрино на 2023 г.» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 55, № 6, с. 1637 (2024)

Представлены краткий обзор электромагнитных свойств и история развития исследований осцилляций нейтрино. Обсуждаются новые явления во флейворных и спиновых осцилляциях нейтрино в магнитном поле и движущемся веществе.

Субботкин А.О., Алешкин В.М., Стукало А.А., Числов Д.С. «Особенности акустического проектирования учебных помещений небольшого объема» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 18 (2024)

Изложены некоторые особенности акустического проектирования учебных помещений небольшого объема (до 300 м³). Представлен обзор нормативных и рекомендательных документов различных стран мира в области шумового режима, акустики и звукоизоляции ограждающих конструкций в учебных помещениях школ. Описаны предлагаемые решения по акустическому оформлению учебных классов и аудиторий небольшого объема.

Стуленков А.В., Артельный В.В., Коротин П.И., Суворов А.С., Горбунцов И.Е., Норкин М.С., Зайцева С.Г. «Физическое моделирование гидроакустического поля гребного винта» Акустический журнал, 70, № 5, с. 747-756 (2024)

Представлено исследование акустического поля винта, особенностью которого является учет влияния его упругих резонансов. В основе исследований лежит расчетно-экспериментальный подход, базирующийся на совместном использовании численного и экспериментального физического моделирования. В работе продемонстрировано, что методы физического и численного моделирования, являющиеся составными частями подхода, обеспечивают высокую точность определения резонансных частот в воздухе и в воде. С использованием разработанного подхода обоснована важность учета упругих резонансов гребного винта при проектировании объектов морской техники. На примере двух моделей винта, изготовленных из разных материалов, экспериментально продемонстрировано влияние добротности на уровни и вид спектра излучения.

Субботкин А.О., Шанин А.В. «Дисперсия в акустическом волноводе типа интерференционная антенна» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 41 (2024)

Представлены результаты исследования дисперсии при распространении волн в цилиндрическом волноводе с боковыми отверстиями (расположенными равноудаленно друг от друга), а также анализируются направленные приемные свойства такого волновода. Дополнительно представлены рекомендации по оптимизации его направленных и амплитудно-частотных характеристик. Ключевые слова: интерференционный волновод, цилиндрический волновод с боковыми отверстиями, дисперсия в волноводе с боковыми отверстиями, приемные свойства волновода с боковыми отверстиями, остронаправленный микрофон интерференционного типа

Субботкин А.О., Тюрин А.С. «Субъективная акустическая заметность бесшумного электротранспорта, оснащенного avas системой» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 34-35 (2024)

представлены результаты натурных и лабораторных психоакустических экспериментов по оценке субъективной акустической заметности бесшумных автотранспортных средств и микроэлектротранспорта при включенной и выключенной AVAS системе. Установлены зависимости субъективной заметности от тембральных и динамических характеристик излучаемого AVAS сигнала, а также от характеристик фонового шума окружения. Предложен адаптивный алгоритм работы AVAS системы, обеспечивающий постоянный уровень субъективной акустической заметности, вне зависимости от времени суток, характера фонового шума окружения и скорости движения транспортного средства.

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.

Субботкин А.О., Алешкин В.М., Стукало А.А., Числов Д.С. «Особенности акустического проектирования учебных помещений небольшого объема» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 18 (2024)

Изложены некоторые особенности акустического проектирования учебных помещений небольшого объема (до 300 м³). Представлен обзор нормативных и рекомендательных документов различных стран мира в области шумового режима, акустики и звукоизоляции ограждающих конструкций в учебных помещениях школ. Описаны предлагаемые решения по акустическому оформлению учебных классов и аудиторий небольшого объема.

Стуленков А.В., Артельный В.В., Коротин П.И., Суворов А.С., Горбунцов И.Е., Норкин М.С., Зайцева С.Г. «Физическое моделирование гидроакустического поля гребного винта» Акустический журнал, 70, № 5, с. 747-756 (2024)

Представлено исследование акустического поля винта, особенностью которого является учет влияния его упругих резонансов. В основе исследований лежит расчетно-экспериментальный подход, базирующийся на совместном использовании численного и экспериментального физического моделирования. В работе продемонстрировано, что методы физического и численного моделирования, являющиеся составными частями подхода, обеспечивают высокую точность определения резонансных частот в воздухе и в воде. С использованием разработанного подхода обоснована важность учета упругих резонансов гребного винта при проектировании объектов морской техники. На примере двух моделей винта, изготовленных из разных материалов, экспериментально продемонстрировано влияние добротности на уровни и вид спектра излучения.

Балакирева Н.В., Суворов А.С. «Численное моделирование кромочного шума с применением метода на основе синтетической турбулентности» Прикладная математика и механика, 88, № 5, с. 758-777 (2024)

Представлен подход к численному моделированию широкополосного шума, возбуждаемого турбулентными пульсациями жидкости в присутствии упругого тела, методом на основе синтетической турбулентности. Наиболее распространенные существующие методы решение данной задачи требуют большого объема вычислений, что в случае реальных технических приложений приводит к практически невыполнимым требованиям к вычислительным ресурсам. Сокращение объема вычислений может быть достигнуто для класса задач, в котором реализуется безотрывное обтекание. В представленном методе пульсации скорости генерируются на основе информации об осредненных гидродинамических полях, путем пространственной фильтрации белого шума с заданными корреляционными характеристиками. Метод позволяет локализовать области с наиболее интенсивным шумоизлучением, а также интерпретировать полученный результат, анализируя особенности гидродинамического потока и свойства упругой конструкции. Представлена верификация метода на примере задачи о шумоизлучении фрагмента реальной технической конструкции, обтекаемой потоком жидкости.

Жмур В.В., Белоненко Т.В., Новоселова Е.В., Суетин Б.П. «Трансформация мезомасштабных океанических вихрей в филаменты: анализ данных альтиметрии» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 17, № 4, с. 8-31 (2024)

Спутниковые данные дистанционного зондирования предоставляют обширный массив оптических, инфракрасных (ИК) и радиолокационных изображений поверхности океана, на которых видны многочисленные вытянутые вихревые структуры – филаменты. Их высокая контрастность на изображениях обусловлена наличием поверхностно-активных пленок и/или скоплений водорослей. Из-за вытянутой формы филаменты трудно отличить от вихрей с помощью автоматизированных методов идентификации. Однако и филаменты, и вихри характеризуются высокой относительной завихренностью и кинетической энергией. Трансформация вихрей в филаменты обусловлена взаимодействием с неоднородными фоновыми течениями. В данном исследовании применяется теоретическая модель растяжения мезомасштабных океанических вихрей к реальным данным альтиметрии. Цель исследования – оценить долю мезомасштабных вихрей, претерпевающих растяжение и трансформирующихся в филаменты, что приводит к перераспределению энергии с мезомасштаба на субмезомасштаб. Оценивается глобальное пространственное распределение областей с неограниченным и ограниченным растяжением мезомасштабных вихрей и интерпретируются полученные результаты. Уменьшение энергии вихрей за счет растяжения, вызванного фоновым потоком, рассматривается как потенциальный механизм передачи энергии от вихря к потоку, что может проявляться в виде эффекта отрицательной вязкости.

Султанов Л.У., Гарифуллин И.Р. «Колебания пластин и оболочек с присоединенной массой» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 166, № 3, с. 426-434 (2024)

Решена задача о колебании пластин и оболочек с массой, присоединенной в точке. При построении математической модели использована гипотеза недеформируемых нормалей, на основе которой выведена система разрешающихся динамических уравнений оболочки с массой, где неизвестными являются прогиб и функция напряжения. Задача решена численно-аналитически. В соответствии с граничными условиями прогиб оболочки представлен в виде двойных тригонометрических рядов. Переход от исходной динамической системы к решению конечной системы обыкновенных дифференциальных уравнений осуществлен с помощью метода Бубнова–Галеркина. Для интегрирования по времени применен метод конечных разностей.

Нечаев Д.И., Милехина О.Н., Томозова М.С., Супин А.Я. «Различение гребенчатых спектров с разной шириной гребней в норме и при тугоухости» Сенсорные системы, 38, № 1, с. 79-88 (2024)

Частотную разрешающую способность слуха (ЧРС) оценивали по предельной различаемой плотности гребней спектра у испытуемых в возрасте от 26 до 82 лет, характеризующихся различной степенью сохранности/потери слуха: от нормы (normal) до умеренной потери (moderate loss) по классификации Всемирной организации здравоохранения). Оценивали зависимость ЧРС от ширины спектральных гребней. У испытуемых с нормальным слухом наблюдали повышение ЧРС при сужении гребней сигнала, тогда как у испытуемых с потерей слуха этот эффект проявлялся минимально или отсутствовал. Различие в эффекте сужения спектральных гребней между испытуемыми с нормальным и редуцированным слухом не может быть объяснено моделью спектрального анализа, основанной на концепции профилей возбуждения. Модель временного анализа может объяснить это различие при допущении, что у испытуемых с нормальным слухом увеличение автокорреляции входного сигнала приводит к удлинению задержки, на которой автокорреляция может быть обнаружена, тогда как у испытуемых с редуцированным слухом этот эффект ослаблен или отсутствует.

Сурдутович Е.А. «О генерации звука лазерным излучением в однокомпонентном газе» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 22, № 1, с. 101-102 (1991)

Рассматривается модуляция звуковых волн в газе на основе механизма светоиндуцированного дрейфа. Аналитически получена зависимость возмущения давления в пространстве от времени при возбуждении в полосе и в цилиндре.

Белов В.Е., Гурьяшкин Л.П., Красильщиков А.П., Сурикова И.М. «Измерение характеристик звукового удара баллистическим методом» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 7, № 1, с. 143-146 (1976)

Изучается силовое воздействие ударных волн от сверхзвукового летательного аппарата на поверхность или наземные сооружения. Разработана аппаратура и методика для измерения характеристик звукового удара с помощью баллистических методов исследования, которые были применены на малой баллистической установке (МБУ) ЦАГИ. Приводятся результаты опытов с шарами при числах М=1,35–2 в диапазоне относительных высот 2,5<h<40.

Гаврилов Д.А., Сахно И.В., Суркис И.Ф. «Перспективы применения радиоинтерферометрических средств для высокоточных траекторных измерений в области геодезических и навигационных систем» Труды Института прикладной астрономии РАН № 71, с. 26-33 (2024)

Одним из возможных путей повышения точности определения орбит космических аппаратов является использование технологии, основанной на РСДБ, которая позволяет ввести в систему уравнений по определению начальных условий вектора состояния космического аппарата высокоточные угломерные (или разностно-дальномерные) измерения и, в конечном итоге, повысить точность навигационно-баллистического обеспечения. Для оценки точности измерений проведены эксперименты по наблюдению КА ГЛОНАСС радиотелескопами РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». Обработка наблюдений выполнена двумя методами: кодовые и фазовые задержки получены средствами Matlab в режиме одиночной антенны и разностных сигналов; групповые и фазовые задержки получены штатным Программным коррелятором РСДБ-комплекса «Квазар-КВО». Приведено сравнение результатов. При обработке средствами Matlab короткого (секундного) интервала наблюдений в режиме одиночной антенны получены точности кодовых задержек 400–500 мм и фазовых 0.2–0.3 мм. Следующий эксперимент был более длительным, на 300-секундном скане и секундном периоде накопления средствами Matlab получены точности разностных сигналов 75.1 мм кодовой и 0.5 мм фазовой задержки. Этот же эксперимент обработан Программным коррелятором РСДБ-комплекса, получены групповые задержки с точностью 23.8 мм и фазовые задержки с точностью 0.5 мм. Наблюдается хорошая сходимость между задержками, полученными средствами Matlab и Программным коррелятором. Достигнута высокая инструментальная точность задержек, что позволяет сделать вывод о перспективности и целесообразности дальнейших исследований в области РСДБ-технологий в приложении к траекторным измерениям космического аппарата.

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.

Медведев Н.Н., Старостенков М.Д., Захаров П.В., Сысоева М.О. «Упругие волны и их столкновения с N-краудионами в 3D компьютерной модели ГЦК кристалла Ni» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 19, № 1, с. 17-24 (2022)

Посредством метода молекулярной динамики с использованием потенциала Морзе, рассматриваются условия возбуждения продольных упругих волн в различных направлениях и результаты их столкновений с N-краудионами в 3D компьютерной модели ГЦК решётки кристалла Ni. Известно, что любые возмущения в кристаллической решетке безграничного кристалла возбуждают лишь продольные волны. В тех случаях, когда модельная ячейка представляет собой вытянутый прямоугольный параллелепипед, продольная волна, распространяющаяся вдоль направления плотной упаковки атомов под углом к наиболее протяжённой стороне ячейки, испытывает многократные отражения от стенок, в результате чего у этой волны появляется поперечная составляющая относительно наиболее протяжённой грани модельной ячейки. Моделировалось встречное столкновение этой волны и обладающего сверхзвуковой скоростью N-краудиона, включающего в себя два или три междоузельных атома. Скорости N-краудионов варьировались в диапазоне от 1,3·10⁴ до 1,8·10⁴ м/c. Во всех случаях после столкновения N-краудиона с волной, имеющей поперечную составляющую, происходила перестройка N-краудиона в краудионный комплекс, ориентированный вдоль направления движения продольной волны, испытывающей многократные отражения от стенок модельной ячейки.

Мелентьев В.В., Беленьков Р.Н., Сычев А.В. «Акустическая индикация фазового перехода в ионных жидкостях с имидазольными и пиридиновыми основаниями» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 65 (2024)

Рассмотрены новые экспериментальные данные по скорости прохождения ультразвуковых волн в ионных жидкостях с имидазольными и пиридиновыми основаниями. Скорость ультразвука была исследована в однофазной области на частоте 3.3 МГц в интервале давлений от 0.1 МПа до 196 МПа и в диапазоне температур от 293–373 К. В статье рассмотрены особенности поведения скорости распространения ультразвуковых волн вблизи точек замерзания ионных жидкостей.

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.

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Сятковский А.И. «Влияние массовых параметров армированного вибропоглощающего покрытия на его эффективность» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 1(407), с. 100-106 (2024)

Объект и цель научной работы. Объектом является армированное вибропоглощающее покрытие, содержащее тонкий слой полимерной пленки на основе поливинилацетата и армирующий слой различной толщины из алюминия и стали. Цель исследования – анализ зависимости эффективности покрытия от его массовых параметров. Материалы и методы. Измерения спектров вибрации пластин при отсутствии и наличии покрытия. Основные результаты. Получены зависимости эффективности покрытия от его относительной массы и отношения массы армирующего слоя к массе полимерной пленки. Заключение. Показано, что полученные результаты могут быть использованы при выполнении работ по уменьшению уровней вибрации и шумоизлучения функционально различных инженерных конструкций. Ключевые слова: армированное вибропоглощающее покрытие, полимерная пленка, массовые параметры, эффективность.