научный журнал по физике Акустический журнал ISSN: 0320-7919

2014

ЛАПИН А.Д. — 2014 г.

Рассмотрена задача о рассеянии изгибной волны от двух цепочек из механических резонаторов, характеризуемых эффективной проводимостью. Эта проводимость реактивная для резонаторов первой (нижней) цепочки и комплексная для резонаторов второй (верхней) цепочки. Пространственные периоды обеих решеток одинаковы. На верхнюю цепочку наклонно падает плоская гармоническая изгибная волна, рассеянное поле от цепочек получено в виде суперпозиции однородных и неоднородных брэгговских спектров. Интенсивное рассеяние волны происходит только при взаимной компенсации реактивных компонент эффективной проводимости резонаторов и комплексной проводимости излучения. Пара цепочек с периодами, не превышающими половину длины изгибной волны, является эффективным изолятором изгибной волны. В полупространстве за первой цепочкой нулевая спектральная компонента рассеянного поля полностью компенсирует падающую изгибную волну резонансной частоты. Пусть вторая цепочка расположена в одной из пучностей смещения суммарного поля падающей волны и нулевого рассеянного спектра. Тогда при равенстве активных компонент эффективной проводимости резонаторов второй решетки и комплексной проводимости излучения падающая изгибная волна полностью поглощается этими резонаторами.

ГУРБАТОВ С.Н., ДЕМИН И.Ю., РУДЕНКО О.В. — 2014 г.

Выписано интегро-дифференциальное уравнение, содержащее члены, ответственные за нелинейное поглощение, вязко-теплопроводную диссипацию и релаксационные процессы в среде. Получено общее интегральное выражение для расчета потерь энергии волны с произвольными характеристиками – интенсивностью, профилем (частотным спектром) и ядром, описывающим внутреннюю динамику среды. Показано, что для слабых волн общий интеграл приводит к известным результатам линейного приближения. Построены профили стационарных решений как для экспоненциального релаксационного ядра, так и для других форм ядер. Рассчитаны потери энергии на фронте слабых ударных волн. Получены общие интегральные формулы для потерь энергии интенсивного шума, определяемых формой ядра, структурой корреляционной функции шума и средним от квадрата производной реализации случайного процесса.

ЗАГОРСКИЙ Л.С., ШКУРАТНИК В.Л. — 2014 г.

Рассмотрен метод решения обратной задачи нахождения двухмерного вертикального профильного сейсмического скоростного разреза продольных и поперечных волн в массиве по регистрируемым на поверхности волнам поляризации Рэлея. Приведен алгоритм метода, основанный на применении теории возмущений и почти-периодических функций, а также алгебраических многочленов Б.М. Левитана. Возможности метода иллюстрируются результатами сравнения с геологическими данными, полученными в районах Северного Кавказа с помощью активной сейсмики. Сформулированы условия устойчивости вычисления и приводится пример, основанный на данных микросейсм, полученных ОИФЗ РАН на участке в Северной Осетии.

ГОРШКОВ А.Б., ШАМАЕВ В.Г., ШАМАЕВ Н.В. — 2014 г.

Сообщается о создании интернет-ресурса “Акустика. Сигнальная информация” по русскоязычным источникам. Публикуемые документы размещены по рубрикам. Имеется авторский указатель и указатель источников, из которых выбраны документы. В каждом номере в pdf-формате приводится полный текст выпуска. Аргументом в пользу создания ресурса “Сигнальная информация” служит отсутствие оперативной информации о научных исследованиях в русскоязычном мире. На примере одного из ведущих физических журналов делается вывод о том, что мы рискуем потерять наше научное наследие, которое сосредоточено не только в русскоязычных печатных изданиях, но и в отечественных научных школах, которые тоже переживают не лучшие времена.

КУЗЬКИН В.М., КУЦОВ М.В., ПЕРЕСЁЛКОВ С.А. — 2014 г.

Получены выражения для частотных смещений интерференционных максимумов, регистрируемых в разнесенных точках наблюдения, которые обусловлены двумерным случайным анизотропным возмущением океанической среды. Показана взаимосвязь между частотными смещениями максимумов поля в точках наблюдения и изменениями разности фазы между интерферирующими нормальными волнами. Рассмотрены применения частотных смещений для решения прямых задач распространения волн.

ЛОБАНОВ С.В., ЛОБАНОВА Е.Г., ХОХЛОВА В.А. — 2014 г.

Развита численная модель описания распространения одномерных встречных волн в нелинейной среде с произвольным степенным законом поглощения и соответствующим законом дисперсии. Модель основана на решении обобщенных одномерных уравнений Навье–Стокса с поглощением в виде оператора свертки по времени в уравнении состояния. Разработанный алгоритм позволяет описывать взаимодействие волн при наличии ударных фронтов в средах типа биологических тканей. Моделирование проводилось с использованием конечно-разностных методов на смещенных сетках; поглощение и дисперсия скорости звука учитывались с помощью причинной функции памяти. На основе развитой модели проведены численные расчеты, демонстрирующие эффекты поглощения и дисперсии при нелинейном распространении импульсов различной формы, а также их отражения от импедансных акустических границ.

МАНУЛЬЧЕВ Д.C., РУТЕНКО А.Н. — 2014 г.

Приведены результаты натурных и численных исследований особенностей распространения низкочастотных импульсных и тональных сейсмоакустических сигналов на трассах, пересекающих м. Шульца. Измерения были проведены с помощью цифровых радиогидроакустических буев, импульсного пневмоизлучателя, свешиваемого с борта катера и резонансного сейсмоизлучателя электромагнитного типа, установленного на берегу в б. Витязь Японского моря.

КОБЕЛЕВ Ю.А. — 2014 г.

Дано решение задачи о рассеянии плоской звуковой волны безграничной и регулярной сеткой, в узлах которой находятся сферические частицы с монопольным типом колебаний. Получены выражения для амплитуд колебаний частиц, коэффициентов отражения и прохождения звука через сетку, справедливых вплоть до соприкосновения частиц. Показано, что в случае плотных сеток, когда длина звуковой волны много больше расстояния между соседними узлами, коэффициент отражения звука от сетки близок к единице в широком диапазоне частот. В предельном случае несжимаемой среды амплитуда колебаний частиц равна нулю, в отличие от частиц, распределенных в объеме, и одиночной частицы.

АЛЕРОЕВА Х.Т., КЮРКЧАН А.Г., МАНЕНКОВ С.А. — 2014 г.

При помощи метода продолженных граничных условий решена акустическая задача дифракции поля точечного источника на осесимметричном экране, на поверхности которого выполнены обобщенные импедансные краевые условия. Рассмотрены импедансные граничные условия двух типов, которые в случае равенства импеданса нулю переходят соответственно в условия Дирихле или Неймана. В работе рассмотрены как стационарная, так и нестационарная задачи дифракции. Получены численные результаты для экранов параболической и сферической формы.

АГЕЕВ В.М., ЧУДНОВСКИЙ Л.С. — 2014 г.

На основе линейной теории речеобразования и данных психоакустических измерений рассчитываются амплитудно-частотные характеристики фильтров первичного анализа речевых сигналов, которые имеют небольшую добротность и высокую крутизну спадания в области высоких частот. Разрешение по частоте синусоидального сигнала системы фильтров составляет 40–200 Гц. Разрешение по частотам модуляций амплитудно-модулированного и частотно-модулированного сигналов составляет 3–6 Гц. Указанные особенности расчетных фильтров близки к амплитудно-частотным характеристикам биологических слуховых систем на уровне 8-го нерва.

ЕФИМЦОВ Б.М., ЛАЗАРЕВ Л.А. — 2014 г.

Шум в салон самолета от внешних источников проникает через бортовую конструкцию несколькими путями. Среди них можно выделить прямой путь через слои рыхло-волокнистого материала и косвенный - через места крепления панели интерьера к поперечным ребрам (шпангоутам). Аналитический метод расчета колебаний ортогонально подкрепленной оболочки, разработанный ранее авторами, позволяет корректно рассчитать колебания шпангоутов. Это дает возможность аналитически определять прохождение шума в салон через места крепления панели интерьера. В работе представлена первая часть решения этой задачи, т.е. представлены соотношения и примеры расчета колебаний шпангоутов при точечном возбуждении оболочки и при возбуждении пульсациями давления турбулентного пограничного слоя.

КЛЕЩЁВ А.А. — 2014 г.

На основе динамической теории упругости с использованием потенциалов Дебая найдены резонансы упругих сфероидальных тел (вытянутых и сжатых) как сплошных, так и в форме оболочек. Помимо аналитических решений приведены результаты расчетов на компьютерах угловых характеристик и сечений рассеяния упругих сфероидальных тел.

ГОРБАЦЕВИЧ Ф.Ф., КОВАЛЕВСКИЙ М.В., ТРИШИНА О.М. — 2014 г.

При изучении упругих свойств анизотропных твердых сред необходимо определять пространственную ориентацию элементов упругой симметрии. Особенно это актуально для случайно-неоднородных, упруго-анизотропных сред, таких как горные породы. На основе применения метода акустополярископии показана возможность определения направленности элементов симметрии образцов глубинных пород, извлеченных из скважины Оутокумпу, Финляндия. Получены показатели анизотропии образцов, вычисленные по величинам скорости продольных и поперечных волн. Выявлены дополнительные неупругие эффекты, имеющие широкое распространение в горных породах.

МАХОНИН Г.М. — 2014 г.

Рассматривается задача реконструкции формы гидролокационных объектов в условиях, когда известные методы, например метод Боярского, неприменимы или неэффективны. Предложен вариант метода реконструкции формы объекта по функции от гауссовой кривизны поверхности. При этом показано, что основную информацию об этой функции несет начальный участок эхосигнала и что результаты реконструкции формы зависят от корреляционной длительности зондирующих сигналов. При применении сверхширокополосных зондирующих сигналов этот метод принципиально пригоден для реконструкции формы заиленных объектов. Формально метод применим только для выпуклых поверхностей, но может быть распространен на более сложные поверхности при некоторых условиях.

ВОЛОДИН И.А., ЧЕБОТАРЕВА И.Я. — 2014 г.

Предложен и описан на основе современных методов математической физики сложный многоэтапный сценарий генерации сейсмической эмиссии в зонах техногенных разрушений и отдельных тектонических элементов. Показано, что основой механизма генерации является амплитудная неустойчивость возбужденных в результате энергетического воздействия на среду сейсмических огибающих высокочастотных акустических колебаний элементов геологической среды. Действие указанных механизмов иллюстрируется экспериментальными результатами мониторинга процесса гидроразрыва пласта методом эмиссионной сейсмической томографии.

КОМКИН А.И., МИРОНОВ М.А., ЮДИН С.И. — 2014 г.

Проведена оценка собственной частоты резонатора Гельмгольца на стенке прямоугольного канала. Особое внимание уделено определению присоединенной длины горла резонатора со стороны канала. Проанализирована зависимость присоединенной длины горла и собственной частоты резонатора Гельмгольца от конфигурации канала. Проведено сравнение полученных теоретических результатов с данными численных расчетов методом конечных элементов.

БУГАЕВ А.С., ГАББАСОВА К.Р., ПИРОЗЕРСКИЙ А.Л., ЧАРНАЯ Е.В. — 2014 г.

Анализируются температурные зависимости модуля упругости в мультиферроиках-магнитоэлектриках, в которых магнитное и сегнетоэлектрическое упорядочения возникают в результате двух последовательных фазовых переходов. Получены аналитические выражения для модуля упругости в области фазовых переходов в упорядоченные состояния при учете либо стрикционных, либо биквадратичных вкладов в магнитоупругое и электроупругое взаимодействия. Найдена явная зависимость модуля упругости в мультиферроидной фазе от константы магнитоэлектрической связи. Показано, что характерные аномалии упругих свойств в мультиферроиках допускают интерпретацию в рамках теории Ландау без учета флуктуаций. При рассмотрении учитывались изменения фазовых диаграмм за счет магнито- и электроупругих взаимодействий.

2014

ГРИГОРЬЕВ В.А., КАЦНЕЛЬСОН Б.Г. — 2014 г.

Проводится теоретический анализ и численное моделирование флуктуаций низкочастотных сигналов, распространяющихся в мелком море в присутствии нелинейных внутренних волн, движущихся примерно вдоль акустической трассы. Причиной флуктуаций считается взаимодействие мод. Показано, что в спектрах флуктуаций имеются характерные частоты, пропорциональные скорости движения солитонов вдоль трассы. Проведены расчеты звукового поля при использовании одномодовых и многомодовых источников, проанализирован частотно-модовый состав поля, ответственный за максимальные и минимальные флуктуации. Анализируется т.н. доминирующая частота флуктуаций, введенная авторами ранее и соответствующая флуктуациям с максимальной амплитудой в данном частотном диапазоне и для данного набора мод. Результаты расчетов сопоставлены с оценками, полученными авторами ранее в рамках лучевой теории.