Ишмуратов Т.А., Давлетбаев А.Я. «Определение средней скорости звука в межтрубном пространстве механизированной скважины» Прикладная механика и техническая физика, 66, № 3, с. 122-134 (2025)

Представлен подход для оценки средней скорости звука в межтрубном пространстве механизированной скважины, которая в дальнейшем используется для определения границы раздела газ–жидкость (динамический уровень). Предложенный подход учитывает распределение и изменение компонентного состава газа, термобарические условия и наличие фазовых переходов. Основным этапом при решении задачи является определение распределения состава газа в области от устья скважины до границы раздела газ–жидкость. Подход основан на законах термодинамики равновесных процессов. Осуществлена апробация подхода более чем в 100 скважинах нескольких месторождений Западной Сибири. Сходимость результатов апробации аналитического подхода проверялась путем их сопоставления с промысловыми экспериментальными измерениями скорости звука методом эхометрирования DOI: 10.15372/PMTF202415521

Миронов М.А., Пятаков П.А., Савицкий О.А., Шуляпов С.А. «Осесимметричные волны в водоподобном цилиндре» Акустический журнал, 71, № 3, с. 339-346 (2025)

Получено дисперсионное уравнение для осесимметричных волн в упругом цилиндре для случая водоподобного материала (отсутствие сдвиговых волн). Показано, что при этом уравнение распадается на два независимых уравнения, соответствующих продольным и крутильным волнам. Рассмотрены особенности дисперсионных кривых для водоподобного цилиндра. Приведены результаты численного решения дисперсионного уравнения и экспериментальные данные, подтверждающие теоретические выводы.

Мороков Е.С., Левин В.М. «Принципы визуализации тонких цилиндрических рассеивателей в импульсной акустической микроскопии» Акустический журнал, 71, № 4, с. 534-543 (2025)

Одной из областей применения длиннофокусных высокочастотных ультразвуковых пучков является визуализация объемной микроструктуры материалов. Визуализация микроструктуры в акустической микроскопии в режиме на отражение обеспечивается за счет регистрации сигналов при отражении или рассеянии ультразвукового пучка на элементах внутренней структуры. Одними из элементов могут выступать акустически жесткие тонкие цилиндрические рассеиватели. Радиус тонких цилиндрических элементов существенно меньше размера фокального пятна зондирующего пучка, поэтому все тонкие элементы малого диаметра отображаются на акустических изображениях с одинаковым размером, равным диаметру фокального пятна. Для оценки размеров тонких цилиндрических элементов, видимых на изображениях, предлагается теоретических подход, описывающий формирование амплитуд выходных сигналов при взаимодействии фокусированного ультразвукового пучка с тонкими цилиндрическими элементами структуры. Аналитическое описание взаимодействия учитывает радиус элемента и чувствительности приемной акустической системы. Учитывая параметры излучателя/приемника и геометрию цилиндра, решается обратная задача по оценке размера рассеивателя в зависимости от принимаемого сигнала. Теоретический подход экспериментально подтверждается при визуализации тонких полимерных волокон с применением сканирующего импульсного акустического микроскопа и акустических линз на частотах 50 и 200 МГц, формирующих фокусированные пучки разной геометрии. По результатам сопоставления экспериментальных данных и теоретических расчетов делается вывод о применимости описанного аналитического подхода в рамках допущений и приближений для длиннофокусных пучков c малоугловой апертурой при оценках минимальных размеров цилиндрических рассеивателей видимых в акустической микроскопии.

Солонцов О.В., Росницкий П.Б., Чупова Д.Д., Гаврилов Л.Р., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Сравнение лучевого и дифракционного подходов к коррекции аберраций при транскраниальной фокусировке ультразвукового поля» Акустический журнал, 71, № 4, с. 544-553 (2025)

Теоретически оценены возможности использования лучевого и дифракционного методов коррекции аберраций, применяющихся в неинвазивной нейрохирургии для фокусировки ультразвука высокой интенсивности через кости черепа на различных глубинах в мозге человека. При анализе использовались данные компьютерной томографии головы с различными геометрическими характеристиками черепа в рамках анонимизированного набора из восьми пациентов. В качестве излучателя рассматривалась фазированная решетка с абсолютно плотным мозаичным заполнением поверхности 256 элементами, рабочей частотой 1 МГц, имеющая форму сферической чаши с радиусом кривизны и диаметром 200 мм. Компенсация аберраций лучевым методом проводилась путем расчета набега фаз вдоль лучей, исходящих из целевой точки к центрам элементов. В дифракционном методе при коррекции аберраций и расчете фокусировки ультразвука использовалась комбинация интеграла Рэлея и псевдоспектрального численного метода решения волнового уравнения в неоднородной среде, реализованного в программном пакете k-Wave. Показано, что наибольшие искажения поля наблюдаются для черепов с более выраженной вариацией толщины костной ткани. Дифракционный метод позволяет повысить эффективность фокусировки, а также проводить коррекцию на меньших глубинах по сравнению с лучевым методом.

Лебедев М.С., Тагильцев А.А., Чудновский В.М. «Количественная оценка кавитационных пузырьков на лазерном нагревательном элементе в камере малого объема» Подводные исследования и робототехника, 38, № 2, с. 53-58 (2025)

Исследованы акустические шумы, возникающие при термокавитации, инициированной в окрестности торца оптоволокна, погружённого в воду (лазерный нагревательный элемент) и зарегистрированные микрофоном, который установлен над поверхностью жидкости, заполняющей рабочую камеру малого объема. Звук, зарегистрированный микрофоном, включает цуги отдельных импульсов, идентифицированных как результат роста-схлопывания кавитационных пузырьков, возникающих в результате элементарного акта вскипания воды с недогревом. В отличие от регистрации кавитационного шума с помощью гидрофона, погруженного в экспериментальную камеру, способ контроля шума с помощью микрофона, находящегося вне области лазерного воздействия, является более простым и надежным и позволит обеспечить дистанционный контроль теплового воздействия на материал. В работе показано, что посредством микрофона, расположенного вблизи обрабатываемого торцом оптоволокна объема жидкости малого волнового размера, возможно в кавитационном шуме выделить наиболее энергонесущие импульсы и на основе их количественного анализа контролировать степень нагрева среды. Это позволит при проведении других видов лазерной обработки, например, кавитационной очистки, упрочнении, закалки или санации технических поверхностей, управлять энергетическими режимами работы лазера и на основе количественных показателей автоматизировать управление длительностью воздействия излучения.