Фаворская А.В., Кожемяченко А.А., Петров И.Б. «Моделирование упругих волновых явлений сеточно-характеристическим методом на химерных расчетных сетках» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 80 (2024)

Рассматриваются различные модификации сеточно-характеристического метода на Химерных (наложенных) расчетных сетках для решения задач о распространении пространственных динамических волновых процессов в сложных гетерогенных средах: прямые задачи сейсмической разведки, ультразвуковой дефектоскопии, неразрушающего контроля, вибраций железнодорожного полотна при движении поезда. Прямые задачи о расчете сейсмических и ультразвуковых волн могут служить как итеративный элемент решения обратной задачи методами инверсии, так и для генерации выборок, служащих для обучения нейронных сетей, решающих соответствующие обратные задачи. Использование Химерных (наложенных) расчетных сеток позволяет точно описывать границы и контактные границы сложной формы внутри области интегрирования: учитывать сложную форму геологических слоев, наличие пор и трещин, сложную форму железнодорожных рельсов, особенностей строения железнодорожных путей (учет характеристик шпал, демпферов, насыпи, осадочных пород, наличия каверн под насыпью). Суть данного класса численных методов заключается в том, что используются одна или несколько фоновых декартовых расчетных сеток, покрывающих всю область интегрирования. А вдоль границ и контактных границ сложной формы строятся тонкие Химерные расчетные сетки, которые могут быть как декартовыми повернутыми, так и криволинейными структурированными для описания границ произвольной формы. Между фоновыми и Химерными расчетными сетками осуществляется интерполяция. Таким образом, удается сэкономить вычислительные ресурсы, так как количество вычислительных операций и затрат оперативной памяти при использовании фоновых декартовых сеток существенно меньше, чем при использовании Химерных сеток.

Волченкова И.С., Канев Н.Г., Перетокин А.В., Фадеев А.С. «Коррекция акустики спортивных арен после введения их в эксплуатацию» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 18-19 (2024)

Общественные помещения большой вместимости без специальной звукопоглощающей отделки обладают низкими акустическими качествами, обусловленные, главным образом, значительным объемом и избыточной гулкостью, что полной мере проявляется после начала эксплуатации таких объектов. Для улучшения акустического комфорта требуются специальные мероприятия по корректировке комплекса внутренней отделки с применением материалов с высоким коэффициентом звукопоглощения. Однако, на действующих объектах, как правило, существует множество ограничений, не позволяющих достичь оптимальных условий. В работе представлены практические примеры по коррекции акустики пяти спортивных арен, описаны выполненные мероприятия, приведены результаты измерения времени реверберации до и после коррекции. Обсуждаются проблемы, связанные с задачами улучшения акустических условий в больших помещениях после введения их в эксплуатацию. Рассмотрены основные мероприятия по улучшению акустики спортивных арен. Приведены результаты измерения времени реверберации в пяти спортивных аренах до и после реализации коррекции их акустики. Сделан вывод, что устройство звукопоглощающих конструкций помогает достичь оптимальных акустических параметров в таких сооружениях.

Канев Н.Г., Фадеев А.С. «Распространение звука в длинных заглушенных помещениях» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 19 (2024)

Представлены результаты натурных измерений распространения звука в двух помещениях длиной 55 и 300 м прямоугольного поперечного сечения, стены которых покрыты звукопоглощающими материалами. В коротком помещении наблюдается экспоненциальное затухание звука вдоль всего помещения, определены коэффициенты затухания. В длинном помещении на низких частотах картина затухания аналогичная, а на средних существенно отличается: на расстояниях несколько десятков метров от источника звук затухает сравнительно быстро, а на больших расстояниях (100 м от источника и далее) затухание звука происходит крайне медленно. Предоставлены результаты конечно-элементного моделирования, качественно совпадающие с натурным экспериментом. Даны рекомендации по акустической отделке стен для увеличения коэффициента затухания.

Беляев И.В., Бычков О.П., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А. «Особенности излучения шума нагретой турбулентной струи» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 22 (2024)

Шум турбулентной струи остается одним из значимых источников шума самолета на местности. Чем меньше степень двухконтурности двигателя, тем больший вклад вносит реактивная струя внутреннего контура в общие уровни шума самолета. Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что струя внутреннего контура, вообще говоря, является нагретой. Известно, что при фиксированном перепаде давления нагрев струи приводит к увеличению шума в дальнем поле, что связано с большей фактической скоростью ее истечения. Если же фиксировать скорость истечения и сравнивать особенности излучения шума для холодной и нагретой струй, то можно наблюдать различные эффекты, в зависимости от скорости струи. Так, для скоростей истечения струи, близких к звуковым (местное число Маха M≥0.7), нагретая струя будет тише холодной во всей области частот, а в случае малых скоростей истечения (M<0.5) нагретая струя в низких и средних частотах (число Струхаля St≤1) будет заметно громче. Если меньший шум нагретой струи можно объяснить ее меньшей плотностью по отношению к внешней среде, то больший шум объясняется наличием дополнительного энтропийного источника шума. Ранее в зарубежной литературе было предсказано, что такой источник шума в отличие от мелкомасштабной турбулентности имеет не квадрупольную, а дипольную структуру, которую обычно связывают с наличием пульсаций силы. На настоящий момент в модернизированной заглушенной камере АК-2 ЦАГИ реализована возможность исследования шума нагреваемых струй. Исследованы особенности азимутальной структуры горячих до- и сверхзвуковых струй. Наряду с обозначенными выше особенностями излучения шума впервые при помощи метода азимутальной декомпозиции было в явном виде продемонстрировано наличие дополнительного дипольного источника шума нагретой струи.

Бычков О.П., Миронюк И.Ю., Фараносов Г.А. «Исследование шума высокоскоростных струй на основе данных численного моделирования» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 23 (2024)

Актуальность задачи исследования механизмов генерации шума высокоскоростных струй, в том числе сверхзвуковых, обуславливается развитием гражданских сверхзвуковых самолетов нового поколения и необходимостью снижения их уровня шума. Ряд теоретических и экспериментальных исследований показал, что генерация шума в высокоскоростных струях может быть связана с различными физическими механизмами. Развитие численных методов позволяет провести достаточно точное моделирование звукового поля сверхзвуковой струи с целью более глубокого анализа его структуры и особенностей соответствующих источников шума. В работе выполнено численное моделирование аэроакустических характеристик нескольких высокоскоростных струй. Расчеты проведены методом моделирования крупных вихрей (LES), реализованным на базе схемы CABARET. Получены характеристики среднего течения, пульсаций в ближнем поле струи и шума в дальнем акустическом поле, в том числе его азимутальный состав. Сопоставление данных, полученных из расчета, с имеющимися экспериментальными данными показало их хорошее соответствие как для спектров пульсаций скорости в струе, так и для спектров и направленности шума. Проведен анализ излучения отдельных азимутальных компонент шума струи в дальнем поле и показано, что в зависимости от угла наблюдения и режима истечения струи в звуковом сигнале могут доминировать вклады источников шума различной природы.

Беляев И.В., Бычков О.П., Кажан А.В., Фараносов Г.А. «Сравнение акустических характеристик нагретой сверхзвуковой струи для сопел различной геометрии» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 23 (2024)

При создании перспективного сверхзвукового пассажирского самолета одной из ключевых проблем является снижение его воздействия на окружающую среду, в частности, шума на местности. Основным источником шума такого самолета является реактивная струя высокой скорости, истекающая из сопел двигателя малой степени двухконтурности. Снижение шума турбулентной струи – достаточно затруднительный процесс, и до сих пор основной прогресс в данном направлении был достигнут за счет снижения скорости истечения струи (закон восьмой степени Лайтхилла). Определенный прогресс в снижении шума струи достигался ранее и за счет изменения геометрии сопла (например, гофрированные и шевронные сопла), выраженный в основном в виде снижения шума в низкочастотной области и его повышение в области высоких частот. На основе результатов испытаний с ненагретыми струями в заглушенной камере АК-2 ЦАГИ было продемонстрировано, что использование плоского сопла с эжектором и экранами при наличии спутного потока интегрально может привести к снижению шума на местности в метрике EPNL. В модернизированной заглушенной камере АК-2 ЦАГИ с возможностью исследования нагреваемых потоков были проведены акустические измерения характеристик нагретых турбулентных струй, истекающих из плоского сопла с элементами шумоглушения и из эквивалентного круглого сопла в статических условиях. Результат экспериментального исследования изменения шума нагретой струи при использовании плоского сопла специальной геометрии показал, что снижение шума имеет противоречивый характер. На некоторых углах наблюдения и в отдельных областях частот наблюдается снижение шума, при этом на других углах и частотах шум, наоборот, увеличивается. Причем без спутного потока эффект усиления шума является доминирующим и не изменяется принципиально при нагреве струи. Поэтому целесообразность использования такого сопла для снижения шума самолета в метрике EPNL требует дополнительных исследований, в том числе с моделированием полетных условий.

Копьев В.Ф., Петров А.Г., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. «О возможности появления дипольного источника звука в безграничном течении с градиентом энтропии» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 25 (2024)

Рассмотрена динамика распределенного двумерного вихря (вихрь Ранкина) в случаях, когда на его границе существует скачок энтропии. Когда течение несжимаемое, а плотность вихря отличается от плотности внешней среды, получены характеристики собственных колебаний. Собственные моды зависят от отношения плотностей внешней среды и вихря. В классическом случае всюду постоянной плотности решение переходит в решение Кельвина, которое существует для всех n≥2. В случае появления скачка плотности на границе вихря возникает колебательное решение с n=1, которое при учете сжимаемости соответствует дипольному источнику звука.

Акиньшин Р.В., Воронцов В.И., Копьев В.Ф., Титарев В.А., Фараносов Г.А. «Расчетная оценка тонального шума несущего винта на режиме горизонтального полета» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 27 (2024)

Несущий винт является мощным источником тонального и широкополосного шума, который необходимо учитывать при оценке шума вертолета на местности. Если широкополосная компонента обычно измеряется в эксперименте или моделируется с помощью полуэмпирических подходов, то для оценки тональной составляющей шума можно использовать методы численного моделирования. При этом винт является сложной аэродинамической системой, и его обтекание характеризуется рядом особенностей, влияющих, в том числе, на генерацию шума. Эти особенности необходимо учитывать при моделировании шума винта численными методами. Применительно к данной задаче в акустическом отделении ЦАГИ развиваются вычислительные подходы двух типов: (1) Метод среднего уровня, основанный на моделировании обтекания одной вращающейся лопасти в компактной расчетной области. Методы подобного класса позволяют получить достаточно детальную картину обтекания лопасти и могут быть реализованы на современных рабочих станциях как инструмент инженерных исследований при условии, что отработана методика корректной интерпретации получаемых результатов, поскольку вихревая система винта в таком подходе не воспроизводится. (2) Метод высокого уровня, основанный на численном моделировании нестационарного обтекания полного винта. Такой подход позволяет получать прямую оценку тонального шума винта на различных режимах обтекания, но является достаточно затратным по требуемым вычислительным ресурсам по сравнению с методом типа (1).

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

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

Бычков О.П., Фараносов Г.А. «Применение метода собственного ортогонального разложения для анализа звукового поля аэроакустических источников» Акустический журнал, 70, № 6, с. 878-890 (2024)

Предложено использовать метод собственного ортогонального разложения в частотной области (SPOD) для идентификации мультипольной структуры аэроакустических источников по измерениям в дальнем звуковом поле. Метод протестирован на примерах с модельными точечными мультиполями, а также проверен в эксперименте применительно к анализу шума обтекания цилиндра и шума турбулентной струи.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Фараносов Г.А., Коробов А.А. «Валидация квадрупольной модели звукового излучения турбулентной струи на основе использования многомикрофонных акустических измерений» Акустический журнал, 70, № 5, с. 710-724 (2024)

Разработана низкоуровневая модель квадрупольных источников звука в турбулентной струе в рамках метода акустической аналогии. Для оценки параметров модели и ее валидации используются многомикрофонные акустические измерения звукового излучения струи. На основе измерений, проведенных в различных зонах звукового поля, сделаны оценки размера эффективной области локализации звуковых источников и определены границы зоны доминирования квадрупольного звукового излучения над псевдозвуковыми пульсациями. Предложенная модель может быть использована в практических оценках спектральных и корреляционных характеристик дальнего и ближнего звукового поля струи.

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Беляев И.В., Фараносов Г.А. «Экспериментальное исследование влияния геометрических модификаций основной опоры шасси на ее акустические характеристики» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 5, с. 11-27 (2024)

Представлены результаты параметрических экспериментальных исследований шума обтекания тематической модели основной стойки шасси в заглушенной камере УНУ АК-2. Отличительной особенностью модели является ее выполнение в виде трансформера, допускающего исследования шума отдельных элементов шасси в различных сочетаниях. По результатам испытаний, путем сравнения акустических характеристик различных конфигураций модели, выполнена оценка спектров излучения отдельных элементов и показано, в какой мере выполняется принцип аддитивности их вкладов в суммарный шум. В рамках реализуемых вариантов модели выбраны предпочтительные, с точки зрения суммарного шума, конфигурации.

Бритенков А.К., Захаров С.Б., Травин Р.В., Фарфель В.А. «Моделирование управляемого электрического эквивалента мощного гидроакустического излучателя со сложным импедансным спектром на основе гиратора» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 49 (2024)

Для испытаний на номинальной мощности и настройки систем возбуждения низкочастотных гидроакустических излучателей широко используются электрические эквиваленты. Пьезоэлектрические преобразователи при излучении звука с акустической мощность в сотни и тысячи Вт предполагают высокие значения напряжения, подаваемого от системы возбуждения на НЧИ, что накладывает специфические требования на расчет и изготовление электрических эквивалентов мощных излучателей. Кроме этого, зависимость резонансной частоты и сопротивления излучению от глубины постановки излучателя может потребоваться перестройка резонансной частоты рабочей полосы частот эквивалента. Таким образом, для настройки системы возбуждения целесообразно использование мощного электрического эквивалента с возможностью изменения параметров во время имитации излучения. В работе показано, что использование в схеме замещения гидроакустического излучателя электронного аналога индуктивности (гиратора) на основе операционного усилителя позволяет моделировать сложные импедансные спектры с возможностью управления параметрами эквивалента непосредственно во время имитации излучения.

Фатьянов А.Г. «Метод Зоммерфельда для расчета акустических волн от жесткого штампа» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 80 (2024)

На основе решения задачи дифракции на сегменте зеркала развит новый метод расчета акустических волн от вибрирующего жесткого штампа. Решение ищется с помощью минимизации целевого функционала. Данный метод построения решения допускает бесконечное количество математически корректных решений. И только одно из них будет давать физически верное решение. Для выбора единственного решения в настоящее время повсеместно используется поведение решения в окрестности точки разрыва краевых условий (условия на ребре). В работе, следуя Зоммерфельду, для выбора единственного физически верного решения в минимизируемом функционале выражения приводятся к безразмерному виду. В итоге задача сведена к решению СЛАУ. Это позволило создать метод расчета волновых акустических полей для произвольного радиуса жесткого штампа. Применительно к вибрационным задачам получено решение для невесомого штампа в явном виде (в спектральной области). Это позволило создать метод устойчивого вычисления вибрационных волновых полей на телесейсмические расстояния. Созданная параллельная программа позволяет проводить расчеты на персональных компьютерах. Приведены расчеты полного волнового поля для жесткого штампа. Проведено сравнение волновых полей для невесомого штампа и распределенной силы.

Жигулев С.В., Федоров А.В. «Исследование влияния ультразвукового акустического поля на отрыв пограничного слоя на профиле» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 21, № 6, с. 50-57 (1990)

Приводятся результаты теоретического и экспериментального исследования влияния ультразвукового акустического поля в диапазоне частот 40–70 кГц на ламинарный отрыв в окрестности передней кромки сверхкритического крыловогo профиля при значениях угла атаки 7,3–7,7°. Эксперимент проведен в дозвуковой малошумной трубе при скоростях набегающего потока 33–71 м/с, что соответствует диапазону чисел Рейнольдса(0,9–1,9)·10⁶. Основные измерения выполнены посредством локального бесконтактного однопучкового анемометра, регистрирующего одну компоненту скорости со знаком. В отсутствие акустического поля в этих условиях реализуется глобальный отрыв, занимающий 20% хорды профиля, а толщина сдвигового слоя сравнима с толщиной самого профиля. При наложении акустического поля размеры отрывной зоны существенно меняются, а при превышении интенсивностью ультразвукового поля порогового значения глобальный отрыв ликвидируется вовсе, так что толщина сдвигового слоя изменяется на порядок величины. Показано, что эффект носит явно выраженные гистерезисиый и резонансный характеры. Приводятся результаты оценочного расчета эффективных частот воздействия, выполненного на основе линейной теории устойчивости пограничного слоя, и дается сравнение с экспериментом.

Губайдуллин Д.А., Федоров Ю.В., Зарипов Р.Р. «Взаимодействие акустической волны с многослойной средой, содержащей слой вязкоупругой пузырьковой жидкости» Теплофизика высоких температур, 62, № 4, с. 637-640 (2024)

Рассмотрена задача об отражении и прохождении акустической волны через многослойную среду, содержащую слой вязкоупругой жидкости с покрытыми упругой оболочкой пузырьками газа. Для системы «вода–акриловая пластина–пузырьковая жидкость–акриловая пластина–вода» рассчитаны коэффициенты отражения и прохождения волны и представлено сопоставление с экспериментальными данными. Проиллюстрировано влияние упругости несущей жидкости и оболочки пузырьков на отражение и прохождение волны через многослойную среду.

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

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

Гренков С.А., Маршалов Д.А., Михайлов А.Г., Устинов А.Б., Федотов Л.В. «Аппаратно-программный анализ сигналов промежуточных частот на основе многофункциональной цифровой системы преобразования сигналов» Труды Института прикладной астрономии РАН № 68, с. 3-8 (2024)

В ИПА РАН создана новая многофункциональная цифровая система преобразования сигналов (МСПС), которой оснащаются все радиотелескопы комплекса «Квазар-КВО». Система размещена непосредственно на антенне радиотелескопа, что позволяет значительно сократить длину сигнальных трактов, а также избавиться от высокочастотных фидерных линий, в том числе подвижных частей, располагающихся между антенной и аппаратным помещением. Однако такое размещение системы приводит к тому, что в процессе радиоастрономических наблюдений контроль за работой МСПС и анализ преобразуемых ею сигналов возможны только в дистанционном режиме с помощью оператора, находящегося в аппаратном помещении. Для решения этой проблемы при проектировании в систему были заложены специальные аппаратно-программные инструменты, обеспечивающие широкие возможности по диагностике работы МСПС и анализу обрабатываемых ею сигналов. Следующим шагом стала разработка специального программного обеспечения центрального компьютера управления радиотелескопом, обеспечивающего поддержку реализованных инструментов анализа и диагностики, а также создание удобного и наглядного интерфейса для предоставления необходимой информации оператору. В статье дано описание программного обеспечения, предназначенного для реализации контрольных функций МСПС: измерения мощности сигнала в каждом канале, контроля спектров мощности и фазовых спектров, контроля фазочастотных характеристик каналов, групповой задержки сигнала в каждом канале, фазы гармоник сигнала фазовой калибровки. Эти функции предоставляют оператору все необходимые возможности для управления системой и анализа сигналов, поступающих на ее вход. Приведено описание средств анализа сигналов, заложенных в конфигурации программируемых логических интегральных схем в каналах МСПС. Рассмотрен интерфейс оператора для анализа сигналов промежуточных частот, а также состав и возможности разработанного для МСПС программного обеспечения, которое интегрировано в структуру стандартного программного обеспечения центрального компьютера управления радиотелескопом. Приводятся примеры и результаты использования предусмотренных в МСПС инструментов контроля и анализа сигналов в реальных радиоастрономических наблюдениях.

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

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

Маршалов Д.А., Гренков С.А., Кольцов Н.Е., Федотов Л.В. «Универсальная цифровая система обработки сигналов для радиотелескопов» Труды Института прикладной астрономии РАН № 71, с. 9-17 (2024)

Для радиоастрономических наблюдений в России используются радиотелескопы с антеннами разного диаметра, в том числе 32- и 13.2-метровые радиотелескопы РТ-32 и РТ-13 комплекса «Квазар-КВО». Эти радиотелескопы оснащены научной аппаратурой, используемой для проведения наблюдений: высокочувствительными радиоастрономическими приемными системами, рассчитанными на разные диапазоны частот и полосы промежуточных частот, системами преобразования, обработки и регистрации сигналов. Для работы в составе радиоинтерферометра со сверхдлинными базами для радиотелескопов РТ-32 разработаны и используются до сих пор узкополосные полуцифровые системы обработки сигналов Р1002М, для РТ-13 применяются широкополосные цифровые системы. Радиометрические и спектральные наблюдения выполняются с использованием специально разработанных цифровых систем регистрации. В ИПА РАН была разработана многофункциональная система преобразования сигналов на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и высокоскоростных аналого-цифровых преобразователей. Это позволило на ее основе создать универсальную цифровую систему обработки сигналов для радиотелескопов. Рабочий диапазон системы в 0–2 ГГц обеспечивает совместимость по диапазонам промежуточных частот, а наличие до 12 широкополосных каналов позволяет независимо обрабатывать сигналы, поступающие с выходов радиоастрономических приемных устройств. Возможность регистрации сигналов в широких полосах 512, 1024 или 2048 МГц повышает чувствительность радиотелескопа, а в случае использования антенн малого диаметра дает возможность сохранить приемлемое для наблюдений отношение сигнал/шум. Режим регистрации 16 независимо перестраиваемых узкополосных (0.5–32 МГц) частотных каналов внутри рабочей полосы частот обеспечивает сопряжение с существующими системами, дает возможность установки специальных настроек и может быть использован при организации наблюдений КА и ИСЗ. Стандартный формат данных и выходной интерфейс 10/40GE дают возможность сопряжения с любыми системами регистрации и буферизации данных. Созданная система способна работать в режимах радиометрической регистрации и спектральных наблюдений. Она подходит для любых радиотелескопов, независимо от размеров антенны и типа радиоприемного оборудования, способна заменить на радиотелескопе всю аппаратуру обработки сигналов и обеспечить их регистрацию данных большинства радиоастрономических наблюдений. Опытные образцы разработанной системы установлены на радиотелескопах РТ-13 и РТ-32 в обсерваториях «Светлое» и «Зеленчукская» и уже участвуют в различных радиоастрономических наблюдениях. В статье подведены итоги создания универсальной цифровой системы для радиотелескопов. Приведены параметры и варианты исполнения системы. Рассмотрены алгоритмы и конфигурация программируемых логических интегральных схем для всех режимов работы системы. Представлены некоторые результаты ее использования на радиотелескопах.

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

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

Фельдман Д.М. «Современник будущего» Земля и Вселенная, № 1, с. 73-97 (2024)

Александр Романович Беляев вошел в историю отечественной литературы как писатель-фантаст. Так его обычно характеризовали авторы многочисленных публикаций в советскую эпоху.

Фикс И.Ш., Фикс Г.Е. «Определение минимального числа компенсирующих монопольных источников, требуемых для подавления интегрального уровня излучения» Акустический журнал, 70, № 5, с. 795-800 (2024)

С использованием алгоритмов многомерной оптимизации, численно решена задача определения минимального числа компенсирующих монопольных источников, расположенных в свободном пространстве на двух сферических поверхностях, окружающих первичный источник, и обеспечивающих заданную величину подавления его интегрального уровня излучения.

Фикс И.Ш., Фикс Г.Е. «Определение минимального числа компенсирующих монопольных источников, требуемых для подавления интегрального уровня излучения» Акустический журнал, 70, № 5, с. 795-800 (2024)

С использованием алгоритмов многомерной оптимизации, численно решена задача определения минимального числа компенсирующих монопольных источников, расположенных в свободном пространстве на двух сферических поверхностях, окружающих первичный источник, и обеспечивающих заданную величину подавления его интегрального уровня излучения.

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

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

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

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

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.

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.

Карпович Е.А., Комбаев Т.Ш., Форштер Е.Б. «Каким может быть первый крылатый исследователь Красной планеты?» Земля и Вселенная, № 1, с. 56-69 (2024)

Марс - изрезанная разломами, вулканами и каньонами ледяная пустыня с тонкой атмосферой, почти не защищенная от ионизирующего космического излучения. Сформировавшись примерно в то же время, что и наша планета, Марс существенно отличается от Земли по размеру, климату, ландшафту, и во многих других аспектах.

Кузнецова Т.Г., Фролова О.В., Голубева И.Ю., Ляксо Е.Е. «Эмоции в вокализациях макак резус: к вопросу о возможности определения человеком» Акустический журнал, 70, № 5S, с. 74 (2024)

Вопрос о существовании базовых эмоций, сходстве их проявления у людей из разных культур, у человекообразных обезьян достаточно широко изучается. Единичными являются исследования вокализаций макак и возможности распознавания их эмоциональных состояний по голосу, что определило цель настоящего исследования. Проведен перцептивный эксперимент, направленный на распознавание людьми – специалистами в области акустики речи и без профессионального опыта, эмоциональных состояний “радость–нейтральное (спокойное)–печаль–гнев” по вокализациям макак. Специалистами, работающими с макаками резус, осуществлена запись, последующий отбор вокализаций, их аннотирование в соответствии с поведенческой ситуацией. Идеология исследования и выбор состояний базируется на подходе, используемом в методике “CEDM”. Обсуждаются результаты перцептивного эксперимента и перспективы дальнейшего развития темы.

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.