научный журнал по физике Акустический журнал ISSN: 0320-7919

ТЮТЕКИН В.В. — 2007 г.

Приводятся результаты теоретического исследования распространения квазирэлеевских волн вдоль плоской границы изотропного упругого полупространства, на которой закреплена нагрузка импедансного типа. Получено дисперсионное уравнение для этих волн с учетом того, что импедансная нагрузка имеет нормальную и тангенциальную компоненты. Выполнен общий анализ существования таких волн в зависимости от величины и характера каждой из этих компонент. Рассмотрены конкретные примеры расчета скоростей квазирэлеевских волн – для модели поверхностной и объемной “трещиноватости” среды, слоя жидкости в упругой среде, а также для нагрузки, имеющей резонансный характер.

КУЗЬКИН В.М., ПЕРЕСЁЛКОВ С.А. — 2007 г.

Представлены результаты теоретического анализа влияния анизотропного поля фоновых внутренних волн на локализацию интерференционной картины в мелком море. В широком диапазоне частот рассмотрена пространственно-временная изменчивость интерференционного инварианта и “размытость” направления наблюдения интерференционных полос. По отношению к невозмущенному волноводу проанализирована устойчивость интерференционной картины, формируемой как наложением полей различных групп мод, так и отдельными группами мод. Численные расчеты проведены для продольной и поперечной ориентаций акустической трассы относительно направления распространения внутренних волн.

БУРОВ В.А., СЕРГЕЕВ С.Н., ШМЕЛЕВ А.А. — 2007 г.

Работа посвящена изучению возможности восстановления типичных годовых изменений гидрологии различных регионов Мирового океана акустическими методами. Моделируется влияние локальных сезонных изменений гидрологии на принимаемое системой вертикальных антенн поле при приемлемом количестве таких систем. Последнее достигается использованием мозаичного базиса, который значительно упрощает решение прямой задачи, построение матрицы возмущений и последующее решение обратной задачи, а также описанием вертикальной структуры гидрологии в базисе Карунэна–Лоэва. Использовано представление поля в приближении “вертикальные моды – горизонтальные лучи”.

ВИРОВЛЯНСКИЙ А.Л., КАЗАРОВА А.Ю., ЛЮБАВИН Л.Я. — 2007 г.

Получена приближенная формула, позволяющая выразить вариации времени прихода лучей через усредненные по трассе характеристики температурных неоднородностей. С помощью этой формулы удается существенно уменьшить недоопределенность обратной задачи, возникающую при восстановлении климатических изменений средней температуры океана по данным акустических измерений. Эффективность обсуждаемого подхода подтверждена результатами численного моделирования.

ВАДОВ Р.А. — 2007 г.

При проведении опытов по дальнему распространению взрывных сигналов неоднократно наблюдалось зашумление классических четверок. Шумовой фон появлялся, плавно нарастая перед приходом к приемнику первого сигнала четверки, и спадал, исчезая полностью, после прихода последнего сигнала этой же четверки. Рассматриваются результаты одного из опытов, проведенных в зимних условиях в северо-западной глубоководной части Тихого океана. На материалах этого опыта иллюстрируется обсуждаемое явление и показывается, что зашумленность четверки сигналов является проявлением бистатической реверберации, обусловленной рассеянием звука на взволнованной поверхности океана в направлении приемника, находящегося на значительном удалении от источника. Предлагается методика расчета временных соотношений между прямым сигналом и сигналом поверхностной реверберации, легко реализуемая на практике. Проводятся расчеты временной структуры сигнала бистатической поверхностной реверберации, поясняющие наблюдаемые особенности этого явления.

ПЕТРОНЮК Ю.С., САРНАЦКИЙ В.М. — 2007 г.

МАКАРОВ Д.В., УЛЕЙСКИЙ М.Ю. — 2007 г.

Рассмотрена задача о распространении звука в пространственно-неоднородном подводном звуковом канале. Исследуется эффект высвечивания – хаотической раскачки водных лучей, в результате которой эти лучи достигают дна и быстро затухают. С помощью отображения Пуанкаре и карт высвечивания продемонстрирована связь высвечивания со свойствами фазового пространства системы лучевых уравнений. Выявлено, что максимальное высвечивание наблюдается при резонансе между колебаниями луча в волноводе и вертикальными осцилляциями неоднородности – так называемом вертикальном резонансе. Построена качественная теория вертикального резонанса. Показано, что высвечивание лучей приводит к значительному сокращению времени затягивания звукового сигнала.

БАДИ М., КАЦНЕЛЬСОН Б.Г., ЛИНЧ ДЖ. — 2007 г.

В работе представлен обзор основных результатов по теории и наблюдению акустических эффектов, обусловленных горизонтальной рефракцией в мелком море. Основное внимание уделяется влиянию интенсивных внутренних волн на распространение широкополосных сигналов. Представлены теоретические расчеты и экспериментальные данные, свидетельствующие, по мнению авторов, об экспериментальном наблюдении проявлений 3D акустических эффектов, главным образом в эксперименте SWARM95

ПЕРЕСЁЛКОВ С.А., ПЕТНИКОВ В.Г. — 2007 г.

В рамках численного эксперимента исследованы особенности донной низкочастотной реверберации в случайно-неоднородном мелком море при использовании вертикальных излучающих антенн, фокусирующих акустическое поле на различных расстояниях от морского дна. Предполагалось, что основным источником флуктуаций скорости звука в среде являются фоновые внутренние волны. Для фокусировки поля использовалось обращение волнового фронта акустических волн от пробного источника, помещенного в точку фокусировки. Показано, что уровень реверберации во многом определяется присутствием внутренних волн и может изменяться на 5–20 дБ при удалении точки фокусировки от морского дна на расстояние H/2, где H – глубина волновода.

ВИНОГРАДОВ А.В., КОВЕРДА В.П., РЕШЕТНИКОВ А.В., СКОКОВ В.Н. — 2007 г.

Экспериментально исследована динамика акустической кавитации воды и глицерина. Определены спектры мощности и функции распределения флуктуаций. В переходных режимах вблизи ультразвукового излучателя формируются структуры пузырьков, имеющие вид фрактальных кластеров. Спектры мощности имеют 1/f вид, а функции распределения локальных флуктуаций отличаются от гауссовских и проявляют свойства масштабной инвариантности.

ТИМАНИН Е.М. — 2007 г.

Приводятся результаты разработки модели формирования динамической жесткости биологических тканей, регистрируемой в экспериментах по вдавливанию в ткани перпендикулярно поверхности круглого плоского колеблющегося диска при наличии контакта с поверхностью не только диска, но и неподвижного корпуса измерительного устройства. Записаны аналитические выражения в виде квадратур для динамической жесткости тканей в модели полупространства, на поверхности которого заданы смещения. Выполнены численные расчеты и установлено соответствие эксперименту эффектов, связанных с фиксацией поверхности тканей корпусом измерительного устройства.

КОЖЕВНИКОВ Е.Н. — 2007 г.

Теоретически описана пространственно-периодическая структура, возникающая в планарно-ориентированном слое нематического жидкого кристалла (НЖК) при воздействии осциллирующего потока Пуазейля. Анализ эффекта строится на основе уравнений гидродинамики НЖК, из которых выделена самосогласованная система уравнений для возмущений гидродинамических переменных. Показано, что вид структуры и пороговые параметры эффекта зависят от частоты и толщины слоя через скэйлинговую комбинацию h2. Анализируется зависимость конфигурации возникающих искажений от величины вязкости 3.

ЗВЕРЕВ В.А., ИВАНОВА Г.К. — 2007 г.

Приводится расчет акустического поля в океане, не имеющем флуктуаций, методом геометрической акустики с учетом водных лучей для звукового канала глубиной 4 км канонической формы и расстояний 500 и 2000 км. Акустическое поле находится как сумма полей отдельных лучей, приходящих в данную точку, с учетом их амплитуд и фаз. Получено, что акустическое поле вдоль вертикали состоит из ряда каустик, разделенных областями с квазислучайным распределением поля, амплитуда в которых много меньше, чем в каустиках. Число каустик на фиксированном расстоянии равно разности чисел точек заворота лучей на границах углов выхода. С увеличением расстояния от источника число каустик возрастает пропорционально расстоянию.

МАКСИМОВ Г.А., ОРТЕГА Е., ПОДЪЯЧЕВ Е.В. — 2007 г.

Исследуется затухание волн Стоунли и высших лэмбовских мод, распространяющихся вдоль шероховатой поверхности скважины, заполненной жидкостью. Эта задача является обобщением задачи о затухании волны Рэлея на шероховатой поверхности пустой скважины [10]. Использованная в работе методика нахождения коэффициента затухания основана на приближении малых по сравнению с длиной волны высот шероховатостей и методе среднего поля. Получено выражение для парциальных коэффициентов затухания собственных мод за счет их рассеяния на шероховатостях стенок скважины как в те же, так и в другие собственные моды, а также в объемные продольные и поперечные волны. Приведен анализ частотных зависимостей парциальных коэффициентов затухания волн Стоунли и высших мод от соотношения между корреляционной длиной шероховатостей и радиусом скважины при различных корреляционных функциях неровностей.

БОРОВИКОВ В.А., ПОПОВ А.Л., ЧЕЛЮБЕЕВ Д.А. — 2007 г.

Рассматривается звуковое поле, возбуждаемое изгибными колебаниями тонкой упругой пластины и возмущения этого поля, вызванные наличием однородного круглого включения с иными упругими свойствами. Ввиду резкого отличия плотности воздуха по сравнению с плотностью металла эту задачу можно с достаточной для практических приложений точностью решать в два этапа – сначала рассматривать колебания пластины в вакууме и затем искать звуковое поле, возбужденное найденным на первом этапе полем вертикальных смещений пластины. Основным результатом работы являются выражения для асимптотики в дальней зоне звукового поля, возбужденного каждой из компонент Фурье Fm(r)cos m изгибной волны, рассеянной на включении.

МИКРЮКОВ А.В., ПОПОВ О.Е. — 2007 г.

Выявлена значительная индивидуальная изменчивость энергии четверки сигналов двукратного отражения от дна при пересечении акустической трассой фронтальной зоны Гольфстрима. На экспериментальных кривых наблюдается локальное увеличение энергии отдельных сигналов, отраженных от дна, более чем в два раза. Как показали результаты численного моделирования, местоположение и величина наблюдаемых максимумов энергии оказываются весьма чувствительными к положению границ фронтальной зоны, ее горизонтальной и вертикальной протяженности, величине горизонтальных градиентов. Делается вывод о возможности использования наблюдаемого явления в качестве индикатора положения фронтальной зоны, а также для оценки ее параметров.

ИВОЧКИН А.Ю., КАРАБУТОВ А.А., ЛЯМШЕВ М.Л., ПЕЛИВАНОВ И.М., РОХАТГИ У., СУБУДХИ М. — 2007 г.

Предложен оптико-акустический метод диагностики остаточных напряжений в металлах. В теоретической части метода использованы соотношения акустоупругости, устанавливающие линейную связь между двуосными остаточными напряжениями и относительным изменением скорости продольных ультразвуковых волн в металлах. Экспериментальная методика основана на лазерном термооптическом возбуждении наносекундных ультразвуковых импульсов на поверхности исследуемых образцов и их регистрации с высоким временным разрешением. Получены распределения относительного изменения скоростей продольных акустических волн, вызванного наличием в образцах остаточных напряжений.

АНДРЕЕВ В.Г., БУРЛАКОВА Т.А. — 2007 г.

Описана методика и приведены результаты измерений сдвигового модуля упругости резиноподобного полимера по деформации плоского упругого слоя. При сдвиговых деформациях, не превышающих 0.5 толщины слоя, сдвиговый модуль постоянен и имеет значение, согласующееся с результатами измерений по вдавливанию жесткого шарика. При деформациях, превышающих 0.5 толщины слоя, зависимость напряжения от деформации становится нелинейной. Коэффициент сдвиговой вязкости определялся по форме сдвиговых волн, возбуждаемых сфокусированным ультразвуком в однородном полимере.

БОБРОВНИЦКИЙ Ю.И. — 2007 г.

Вводится понятие об условно лучшем поглотителе как о теле, которое, среди всех пассивных тел той же геометрии, поглощает максимальную мощность падающего поля при условии, что мощность рассеянного им звука фиксирована. Путем решения вариационной задачи найдены поверхностные импедансы условно лучшего поглотителя, определены предельные возможности пассивных рассеивателей и поглотителей звука. Построена область всех допустимых значений мощности поглощения и рассеяния произвольного пассивного тела. Для границ области выписаны аналитические формулы. Исследованы некоторые свойства условно лучших поглотителей, приведены иллюстративные примеры.

КОУЗОВ Д.П. — 2007 г.