научный журнал по физике Акустический журнал ISSN: 0320-7919

БОГРАЧЕВ К.М. — 2008 г.

Выполнено сравнение качества восстановления распределения температуры, получаемых при гипертермии, при использовании регуляризации и нерегуляризационного метода решения систем линейных уравнений (СЛУ), возникающих при формулировке некорректной обратной задачи пассивной акустической термотомографии. В качестве базисных функций использованы вейвлеты, что позволило получить компактное представление восстанавливаемого температурного пика. Показано, что при нагревании участков ткани, расположенных далеко от поверхности, нерегуляризационный метод (МНК) дает существенно меньшую систематическую погрешность восстановления температуры в точке фокуса. При этом случайная компонента погрешности восстановления возрастает. Нерегуляризационный метод восстановления может быть использован в комбинации с регуляризацией при контроле процесса гипертермии в онкологии для получения более полной информации о глубинной температуре.

ЗВЕРЕВ В.А., КОРОТИН П.И., СТРОМКОВ А.А. — 2008 г.

В натурном опыте в мелком море (на акватории Баренцева моря с глубинами 120 м) получен значительный выигрыш в отношении сигнала к шуму для сигнала, принятого от излучателя на удалении 12 км, при согласовании со средой по сигналу от того же излучателя на удалении 10.5 км. Для интерпретации данного факта выполнено численное моделирование размеров области фокусировки сигнала при временном обращении волн (ВОВ) для идеального волновода с мягким дном. Показано, что для узкополосных сигналов вдоль трассы на протяжении ±5 км от точки излучения обращаемого сигнала по всей глубине волновода наблюдается регулярная интерференционная картина, максимумы которой сравнимы с главным. При ширине спектра от 100 до 300 Гц наблюдается уже только главный максимум протяженностью порядка 100 м и на одной глубине.

КУДАШЕВ Е.Б. — 2008 г.

Рассмотрены задачи пространственной фильтрации турбулентных источников аэрогидродинамических шумов; актуальность этих исследований связана с проблемой прямых измерений частотно-волновых спектров турбулентных пульсаций давления. Выполнен анализ методов волновой фильтрации турбулентных пульсаций, основанных на использовании акустической решетки – периодической структуры с конечным числом элементарных прямоугольных приемников давления. Разработаны оригинальные анализаторы частотно-волнового спектра, позволяющие восстанавливать волновые спектры по результатам измерений. Исследованы фильтровые характеристики анализаторов пространственных волновых спектров; установлена связь между волновой характеристикой акустической решетки и волновым спектром амплитудного распределения по апертуре локальной чувствительности преобразователя.

АБАКУМОВА Н.К. — 2008 г.

Приведены результаты экспериментальных исследований звуковых полей в диапазоне частот 112–3200 Гц на трассе протяженностью 150 км для условий мелкого моря. Выполнен сравнительный анализ опытных данных с результатами расчета. Оценены величина потерь, обусловленных затуханием в дне, и параметры грунта применительно к модели дна в виде однородного жидкого поглощающего полупространства. Рассмотрена вертикальная интерференционная структура поля на частоте 112 Гц вблизи источника.

НАЗАРОВ В.Е., РАДОСТИН А.В. — 2008 г.

Проведено теоретическое исследование распространения однополярных импульсов деформации в твердотельных средах с произвольной степенной гистерезисной нелинейностью. Получены точные аналитические выражения, описывающие распространение и эволюцию первоначально синусоидального и треугольного импульсов в таких средах. Проводится численный и графический анализ полученных решений.

КОТСИС А.Д., РОУМЕЛИОТИС ДЖ. А. — 2008 г.

Рассматривается рассеяние плоской звуковой волны на проницаемом сплюснутом или вытянутом сфероиде. Расчет проводится двумя методами. В первом методе поле давления выражается через сфероидальные функции. Во втором методе – методе возмущений формы – поле выражается исключительно через сферические функции, а уравнение сфероидальной границы выписывается в сферических координатах. В специальном случае малых значений эксцентриситета h = d/(2a), (h 1), где d – расстояние между фокусами сфероида и 2a – длина оси вращения сфероида, получены аналитические выражения для поля давления и различных сечений рассеяния. В этом случае получены строгие замкнутые выражения для коэффициентов g(2) и g(4), фигурирующих в разложении S(h) = S(0)[1 + g(2)h2 + g(4)h4 + O(h6)] выражений для рассеянного поля и сечений рассеяния. Приведены численные результаты для различных значений параметров.

МАЛЕКИ М., ХАШЕМИНЕДЖАД С.М. — 2008 г.

Теория резонансного рассеяния используется для решения задачи рассеяния звука упругой, поперечно-изотропной, твердой сферой, подвешенной в акустически идеальной жидкой среде. Для учета анизотропии материала использовано разложение на нормальные моды совместно с методом решения с помощью степенных рядов Фробениуса. Представленная модель, сводящаяся к простому изотропному решению в случае очень слабой анизотропии, сначала применяется для исследования чувствительности различных резонансных видов колебаний к возмущениям элементов матрицы жесткости. При вычитании жесткого фона, спектр резонансов мишени получается из соответствующих форм-функций обратного рассеяния и последовательно прослеживается и обсуждается с применением графиков полярных траекторий Редже. Кроме того, вычисляются и обсуждаются форм-функции обратного рассеяния и резонансные спектры, а также дисперсионные кривые для некоторых поперечно-изотропных твердых шаров из материала с четко выраженной анизотропией. Определяются и исследуются различные типы распространения, связанные с поверхностными волнами Рэлея, “шепчущей галереи” и Шолте-Стоунли, возбуждаемыми в жидкости.

АЛЕКСЕЕНКО Н.В., БУРОВ В.А., РУМЯНЦЕВА О.Д. — 2008 г.

Впервые осуществлено численное восстановление модельных трехмерных рассеивателей различной силы и размера на основе монохроматического функционально-аналитического алгоритма Новикова. Алгоритм учитывает процессы многократного рассеяния и не имеет жестких ограничений на силу рассеивателей. Получаемая оценка рассеивателя приближается к истинному значению после ограничения ширины пространственного спектра рассеивателя областью с радиусом около 2k0. Помехоустойчивость алгоритма к случайным ошибкам в экспериментальных данных достаточно высока для практических целей диагностики. Однако требуемое количество вычислительных операций велико.

ЗВЕРЕВ В.А. — 2008 г.

Исследованы возможности устранения реверберации в речевом сигнале с помощью метода, основанного на определении параметров частотной характеристики реверберации по спектру логарифма модуля (кепстру) сигнала с реверберацией. Величины задержек реверберирующих сигналов, а для слабой реверберации и их амплитуды определяются по кепструму сигнала с реверберацией. Уровни реверберирующих сигналов для средней и сильной реверберации уточняются путем подбора множителя. При подборе множителя используется критерий, основанный на форме распределения амплитуд речевого сигнала. С помощью численного моделирования показано, что уровень реверберации удается снизить на 30 дБ.

АНОСОВ А.А., БАРАБАНЕНКОВ Ю.Н., БОГРАЧЕВ К.М., ГАРСКОВ Р.В., КАЗАНСКИЙ А.С., ШАРАКШАНЭ А.С. — 2008 г.

Проведен эксперимент, моделирующий нагрев биологического объекта. В качестве модельного объекта использовали говяжью печень. Контролировали глубинную температуру при нагреве-охлаждении печени с помощью линейки из трех акустотермометров и параллельно регистрировали тепловое электромагнитное излучение в ИК-диапазоне для контроля поверхностной температуры объекта. Результаты акустотермометрических измерений и ИК-тепловидения полностью коррелировали с динамикой нагрева-охлаждения. Одновременное использование и акустотермометров, и ИК-тепловидения позволяет повысить надежность получаемой информации.

КОНЬКОВ Л.Е., МАКАРОВ Д.В., УЛЕЙСКИЙ М.Ю. — 2008 г.

Рассмотрена задача о дальнем распространении звука в горизонтально неоднородном подводном звуковом канале. Показано, что вертикальные осцилляции неоднородности резонансным образом влияют на приосевые лучи и разрушают их устойчивость. Как следствие, приосевые лучи демонстрируют хаотическое поведение. Лучевой хаос проявляется как интенсификация взаимодействия между соседними модами с малыми номерами. В этом случае появляется большое количество сильно связанных мод и картина поля вблизи оси канала приобретает диффузионный вид. Вместе с тем, нами показано, что с понижением частоты сигнала осцилляции неоднородности по глубине начинают подавлять взаимодействие соседних мод и, тем самым, способствуют ослаблению хаоса, вплоть до полного его исчезновения. Таким образом, структура поля вблизи оси канала становится регулярной, что подтверждается численным моделированием.

ТЮТЕКИН В.В. — 2008 г.

В статье рассматриваются нормальные спирально-винтовые волны волновода, представляющего собой тонкую упругую оболочку, заполненную жидкостью. Получено дисперсионное уравнение для такого типа волн и приведены его решения для некоторых частных значений параметров задачи.

ЛЯШКОВ А.С., ТКАЧЕНКО Е.С., ЩУРОВ В.А. — 2008 г.

Представлены оценки среднего и дисперсии азимутального и полярного углов вектора потока энергии подводного динамического шума глубокого открытого океана в диапазоне частот 400–700 Гц при двух значениях скорости приводного ветра 6 и 12 м/с. Исследования проводились на глубине 500 м при помощи свободнодрейфующей комбинированной телеметрической системы. Оценки средних значений горизонтальных и вертикальных углов вектора потока энергии и их дисперсий приведены при различных конечных временах усреднения. Найдено конечное предельное время усреднения, равное 60 с. Установлено, что существует связь между направлением приводного ветра и направлением распространения горизонтального потока энергии динамического шума; предполагается, что механизм генерации горизонтальной компоненты вектора среднего потока энергии динамического шума связан с процессами рассеяния первичного поля шума на взволнованной поверхности океана.

ШВАЧКО Л.В. — 2008 г.

Приводятся результаты экспериментального исследования угловой и энергетической структуры звукового поля в первых двух зонах конвергенции в тропическом районе Тихого океана, расположенном к юго-западу от Гавайских островов. Опыт проводился при излучении непрерывного псевдошумового сигнала в третьоктавных полосах с центральными частотами 1.25 кГц и 3.15 кГц при расположении корреспондирующих точек под слоем скачка на глубине 250 м. Экспериментальные результаты сопоставлены с расчетами, проведенными в рамках лучевой модели. Несоответствия экспериментальных и расчетных результатов, наблюдаемые при входе в первую зону конвергенции, сравнены с аналогичными параметрами, полученными ранее для условий тропических зон Атлантического и Индийского океанов. Особенности детальной энергетической структуры поля сопоставлены с параметрами внутренних волн, регистрируемых во время проведения акустических измерений.

КОЖЕВНИКОВ Е.Н. — 2008 г.

Теоретически описана деформация планарно ориентированного нематического жидкого кристалла при воздействии осциллирующего потока Куэтта; рассмотрены амплитуды воздействия, превышающие порог потери устойчивости исходной структуры кристалла. Анализ эффекта строится методом возмущений на основе нелинейных уравнений нематодинамики. Определен вид и величина искажений НЖК-структуры в зависимости от частоты и амплитуды сдвига.

КАПУСТИНА О.А. — 2008 г.

В последние годы удалось существенно уточнить представления о природе и особенностях ориентационных явлений в жидких кристаллах, инициированных воздействием звука. В настоящем обзоре обобщены и обсуждаются основные результаты оригинальных теоретических и экспериментальных научных работ по фундаментальным аспектам этой проблемы.

КАПУСТИНА О.А. — 2008 г.

Систематизированы и обобщены результаты исследований по основным направлениям проблемы структурных превращений в слоях жидких кристаллов с гомеотропной и планарной макроструктурами в поле ультразвуковых продольных, поверхностных и сдвиговых волн.

ВАСИЛЬЕВ М.И., ЛЕБЕДЕВА Е.Л., ПИРОЗЕРСКИЙ А.Л., ЧАРНАЯ Е.В. — 2008 г.

Представлены результаты акустооптических измерений коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в галоидно-медных фотохромных стеклах в широком температурном (140–550 K) и частотном (190–790 МГц) диапазонах. В низкотемпературной области (T < 230 K) на частоте 629 МГц обнаружен широкий релаксационные пик, связанный, по-видимому, с движением ионов меди в сетке стекла. В высокотемпературной области, вплоть до 550 К, коэффициент затухания не зависит от температуры. Наличие температурного плато объясняется в рамках модели двухуровневых систем с малой асимметрией.

КОПЬЕВ В.Ф., ФАРАНОСОВ Г.А. — 2008 г.

Рассмотрена задача о генерации волны неустойчивости, развивающейся с кромки полуплоскости, разделяющей покоящуюся и движущуюся среды. Предполагается, что волна неустойчивости инициирована акустической волной, приходящей из области движущейся среды. Исследована возможность гашения волны неустойчивости с помощью акустической волны, падающей из области, где потока нет. Показано, что этого всегда можно добиться, подбирая амплитуду и фазу управляющего возмущения в зависимости от параметров волны неустойчивости.

ПЕТУХОВ Ю.В., ХИЛЬКО А.А. — 2008 г.

С использованием приближения ВКБ и предположения о достаточно узком пространственном спектре возбуждаемых вертикальной антенной мод, разработана квазиоптическая теория описания принципиальных закономерностей, проявляющихся при формировании, распространении и фокусировке многомодовых акустических пучков в океанических волноводах. Определены зависимости от параметров излучающей системы и волновода для горизонтальных расстояний, на которых формируются области рефракционной фокусировки у обычных пучков. Для распределения коэффициента возбуждения источников по апертуре антенны сформулированы условия, при выполнении которых в волноводе формируется пучок с минимальной расходимостью волнового фронта.