научный журнал по физике Акустический журнал ISSN: 0320-7919

КАЛЁНОВ Е.Н. — 2015 г.

Исследована потенциальная точность измерения угловых координат источника сигнала при наличии мешающих источников и точность измерения этих координат методом, основанным на формировании пространственного спектра сигнала c использованием оптимальной пространственной фильтрации. Для линейной эквидистантной антенной решетки получены аналитические выражения, определяющие зависимость рассматриваемых точностей измерения угловых координат от параметров антенны, углового расстояния до мешающего источника и спектральных плотностей мощности сигнала, шума и мешающего источника.

ГАВРИЛОВ Л.Р., ИЛЬИН С.А., РОСНИЦКИЙ П.Б., САПОЖНИКОВ О.А., ХОХЛОВА В.А., ЮЛДАШЕВ П.В. — 2015 г.

Представлен аналитический подход для расчета и анализа качества трехмерных акустических полей многоэлементных фазированных решеток, использующихся в устройствах неинвазивной ультразвуковой хирургии. При вычислении поля решетки использовалось аналитическое решение для дальнего поля каждого из ее элементов. Указанный метод позволяет рассчитывать поля многоэлементных фазированных решеток намного быстрее, чем традиционный метод прямого численного интегрирования, при сохранении высокой точности результатов. На основе развитого подхода рассчитано излучение типичных фазированных решеток и проанализировано качество их динамической фокусировки. Рассмотрены возникающие при этом нежелательные эффекты, состоящие в уменьшении амплитуды в основном максимуме и появлении побочных решеточных максимумов. Проведено сравнение качества динамической фокусировки акустических полей двух практически интересных решеток с квазислучайным расположением элементов, состоящих из 256 и 1024 элементов, а также регулярной решетки из 256 элементов. Исследовано влияние размеров элементов решетки и их расположения на размеры областей, в которых возможно осуществление динамической фокусировки без возникновения сильных побочных максимумов и значительного уменьшения амплитуды давления в основном фокусе.

ШАМАЕВ А.С., ШУМИЛОВА В.В. — 2015 г.

Рассматривается задача о прохождении плоской звуковой волны через плоский слой композита конечной толщины. Предполагается, что композит состоит из взаимно чередующихся слоев упругого и вязкоупругого изотропных материалов, причем все слои композита либо параллельны, либо перпендикулярны фронту падающей волны. Кроме того, толщина каждого отдельного слоя композита считается много меньше как длины акустической волны, так и толщины композита. Для исследования поставленной задачи применяется усредненная модель композита, с помощью которой находятся коэффициенты отражения и прозрачности, а также изменение уровня интенсивности звука при прохождении его через слой композита.

БУРДУКОВСКАЯ В.Г., ПЕТУХОВ Ю.В., ХИЛЬКО А.И. — 2015 г.

С целью однозначного определения направления на источник тонального излучения выполнен сравнительный анализ направленных свойств достаточно протяженных линейной и кольцевой горизонтальных антенн в мелком море. В качестве модели мелкого моря, в которой реализуется многомодовый режим распространения акустических сигналов, используется изоскоростной волновод с однородным жидким дном.

БОРИСОВ С.В., ГРИЦЕНКО В.А., КОВЗЕЛЬ Д.Г., РУТЕНКО А.Н. — 2015 г.

Приводится описание и технические характеристики автономной гидроакустической станции, разработанной в ТОИ ДВО РАН для стационарных измерений вариаций акустического давления в частотном диапазоне 2–15000 Гц на шельфе у дна. Для организации мониторинга параметров сейсморазведочных импульсных сигналов и индустриальных акустических шумов в реальном времени станция дополнительно оснащается цифровым УКВ–ЧМ радиотелеметрическим каналом. По нему на береговой пост передаются акустические данные, измеренные в полосе частот 2–2000 Гц, а также спутниковым радиотелеметрическим каналом “Иридиум”. С его помощью осуществляется управление работой УКВ–ЧМ радиопередатчика и передаются результаты специального анализа акустических данных, полученных на последовательных временных интервалах, равных одной минуте.

КОВРИГИН Д.А., НИКИТЕНКОВА С.П. — 2015 г.

На базе простейшей математической модели, построенной исходя из геометрических представлений о центральных и нецентральных взаимодействиях между материальными частицами в одномерной ангармонической цепочке, изучаются нелинейные резонансные взаимодействия квазигармонических волн в так называемом гармоническом приближении. Исследование проводится стандартными асимптотическими методами нелинейной динамики. В первом приближении выявляются резонансные тройки волн, которые формируются при характерном типе квадратичной нелинейности системы благодаря выполнению условий фазового синхронизма. Установлено, что резонансные триады могут быть только трех различных типов, причем каждая резонансная тройка может состоять только из одной продольной и пары поперечных мод колебаний. В общем случае в цепочке реализуется нетривиальное взаимодействие различных резонансных триплетов трех разных типов и спектральных масштабов. Каскадные процессы обмена энергией между модами колебаний характеризуются не только сложной хаотической динамикой, присущей гамильтоновым неинтегрируемым динамическим системам, но и наличием многоволновых стационарных движений, устойчивых по Ляпунову. В идеальных кристаллических структурах такие стационарные когерентные волновые ансамбли могут существенным образом повлиять на свойства теплоемкости и иные феноменологические параметры системы, особенно при низких температурах. В этом состоит актуальность их теоретического и экспериментального изучения.

БУРОВ В.А., КРЮКОВ Р.В., РУМЯНЦЕВА О.Д., ШМЕЛЁВ А.А. — 2015 г.

В целях исследования практических возможностей акустической нелинейной томографии описываются процессы генерации волн, вызванные нелинейным взаимодействием чисто третьего порядка и двукратным взаимодействием второго порядка. Дается классификация возникающих нелинейных вторичных источников и нелинейно рассеянных полей на основе характера их происхождения.

МАШОШИН А.И., СМИРНОВ И.П., ХИЛЬКО А.А., ХИЛЬКО А.И., ШАФРАНЮК А.В. — 2015 г.

Анализируется структура силы цели в океанических волноводах. Обсуждается роль силы цели как одного из ключевых параметров для проектирования и оценки эффективности перспективных систем подводного наблюдения.

ПОЧКИН Я.С., ХАЛЕЦКИЙ Ю.Д. — 2015 г.

Приведены результаты экспериментального исследования акустических характеристик вентилятора авиадвигателя, в конструкции которого лопатки спрямляющего аппарата наклонены в окружном направлении. Получено, что конфигурация спрямляющего аппарата с наклоном лопаток по вращению рабочего колеса приводит к снижению шума вентилятора относительно конфигурации с прямыми лопатками спрямляющего аппарата, а конфигурация спрямляющего аппарата с наклоном лопаток против вращения рабочего колеса – к его повышению.

МАЛЕХАНОВ А.И., САЗОНТОВ А.Г. — 2015 г.

Изложено современное состояние вопроса по согласованной (со средой распространения) пространственной обработке гидроакустических сигналов с позиции теории оценивания параметров сигнала в адаптивных антенных решетках. Основное внимание уделено методам решения задачи локализации источника в океаническом волноводе при наличии эффектов рассогласования различной природы, вызванных несоответствием между принятым звуковым полем и его расчетной моделью. Обсуждены различные подходы к повышению устойчивости алгоритмов оценивания координат источника, позволяющие повысить их эффективность в натурных условиях.

БОРИСЁНОК В.А. — 2015 г.

Рассмотрены три модели образования источника сонолюминесценции: модель безударного сжатия, модель ударной волны и поляризационная модель. Проведено тестирование каждой из них на результатах экспериментов по определению размеров излучающей области и углового распределения излучения; формы и длительности импульса излучения; влияния типа жидкости, состава газа, поверхностно-активных веществ, акустической частоты и температуры жидкости на интенсивность излучения; характеристик ударной волны в жидкости; спектров излучения. Показано, что наиболее удовлетворительно всю совокупность экспериментальных данных качественно объясняет поляризационная модель. Предложены методы верификации этой модели. Приведен обзор работ по исследованию возможности реализации реакции термоядерного синтеза в кавитационных системах.

БУРОВ В.А., СЕРГЕЕВ С.Н., ШУРУП А.С., ЩЕРБИНА А.В. — 2015 г.

Рассматривается возможность применения методов модовой томографии для восстановления характеристик дна мелкого моря на примере совместной реконструкции рельефа дна и скорости звука в дне. Показано, что различие во влиянии неоднородности рельефа и скорости звука в дне на дисперсионные зависимости мод позволяет осуществить совместное восстановление этих характеристик в единой томографической схеме. Рассматриваемый подход основан на применении ранее разработанного полосчатого базиса, удобного для описания параметров как водного слоя (профиля скорости звука, течений), так и характеристик дна (рельефа и скорости звука в дне). Приведены результаты численного моделирования процесса восстановления рельефа мягкого дна, а также совместного восстановления рельефа и неоднородостей скорости звука в дне в предложенной схеме.

БЕЛЯЕВ Р.В., ЕРЁМИН Е.В., МАНСФЕЛЬД А.Д., ТИМАНИН Е.М. — 2015 г.

Приведены теоретические соотношения, лежащие в основе дистанционных измерений сдвиговой упругости биологических тканей ультразвуковым доплеровским методом, а также описание реализующего этот подход аппаратно-программного комплекса и результаты экспериментов его средствами на фантоме биоткани и на печени человека in vivo.

БЕЛЯЕВ И.В., ЗАЙЦЕВ М.Ю., КАЗАНСКИЙ П.Н., КОПЬEВ В.А., КОПЬEВ В.Ф., МОРАЛЁВ И.А. — 2015 г.

Проведено экспериментальное исследование влияния плазменных актуаторов высокочастотного диэлектрического барьерного разряда на шум обтекания кругового цилиндра. Показано, что применение плазменных актуаторов позволяет снизить вихревой шум цилиндра в диапазоне скоростей, характерных для аэроакустических приложений.

АРЕФЬЕВ И.М., КАРПОВА Г.В., КОБЕЛЕВ Н.С., ПЛАТОНОВ В.Б., ПОЛУНИН В.М., РЯБЦЕВ К.С., ШАБАНОВА И.А. — 2015 г.

Упругие колебания воздушных пузырьков, оторвавшихся от воздушной полости в процессе сдавливания ее пондеромоторными силами магнитного поля в магнитной жидкости, сопровождаются появлением переменной составляющей магнитного поля. Частота переменной составляющей соответствует частоте радиальных колебаний воздушных пузырьков, что используется в настоящей работе для определения их размеров. На шести образцах магнитной жидкости с различной вязкостью получен обширный массив данных, с использованием которого построены гистограммы распределения пузырьков по радиусам. Эффект появления переменной составляющей магнитного поля, вызванной пульсирующими в намагниченной магнитной жидкости пузырьками, может быть использован для создания принципиально нового способа дозированной подачи малых порций газа в реактор и при изучении процесса кипения магнитной жидкости.

АРТЕЛЬНЫЙ В.В., АРТЕЛЬНЫЙ П.В., ВИРОВЛЯНСКИЙ А.Л., КАЗАРОВА А.Ю., КОРОТИН П.И. — 2015 г.

Предложен и апробирован в натурном эксперименте метод использования излучающей вертикальной решетки для фокусировки поля в заданный интервал глубин в вертикальном сечении подводного звукового канала на дистанции наблюдения. Амплитудно-фазовое распределение сигналов на элементах решетки находится путем решения вариационной задачи о максимизации отношения средних интенсивностей звукового поля внутри и вне выбранного участка сечения. Введение дополнительного ограничения на диапазон допустимых углов скольжения возбуждаемых волн позволило получить решение в виде волнового пучка, распространяющегося без отражений от дна. Такие решения вариационной задачи могут быть использованы для осуществления фокусировки поля в отсутствие информации о параметрах грунта.

БУРДУКОВСКАЯ В.Г., ПЕТУХОВ Ю.В. — 2015 г.

Рассмотрены закономерности формирования пространственной интерференционной структуры акустического поля, возбуждаемого в приповерхностном канале вертикальной антенной, состоящей из синфазно излучающих тональный сигнал точечных источников. Установлено, что при увеличении апертуры антенны до определенного оптимального размера в канале формируется лишь один каустический пучок. При дальнейшем увеличении апертуры антенны наблюдается поочередное формирование определенного количества следующих за ним каустических пучков.

КОПЬЕВ В.Ф., МИРОНОВ М.А., ЯКОВЕЦ М.А. — 2015 г.

При протекании воздуха через трубку с гофрированной внутренней поверхностью генерируется тональный (мультитональный), т.е. когерентный акустический сигнал. Главные процессы, приводящие к генерации, – это вынужденное возбуждение активной среды в резонаторе (трубке) и обратная связь, приводящая к нелинейному усилению одной или нескольких гармоник резонатора за счет процессов нелинейной конкуренции волн. Среда в трубке становится активной за счет процессов, происходящих при обтекании потоком гофрированной стенки. Основная цель настоящей работы – качественно объяснить на простом примере возможность генерации мультитонального звука и основные известные экспериментальные факты.

КАПУСТИНА О.А. — 2015 г.

Впервые представлено экспериментальное обоснование адекватности модели, описывающей надпороговую динамику системы акустических линейных доменов, которые возникают в планарном слое нематического жидкого кристалла под воздействием осциллирующего гидродинамического потока, индуцированного колебаниями сдвига на частотах звукового диапазона. Определены значения периода доменов на пороге эффекта и при его превышении вплоть до значений амплитуд колебаний, отвечающих ориентационной турбулизации среды в слоях толщиной 10–80 мкм на частотах 0.1–20 Гц. Установлена зависимость периода доменов от амплитуды и частоты колебаний при различных значениях толщины слоя.

ВИРОВЛЯНСКИЙ А.Л., КАЗАРОВА А.Ю., КЕНИГСБЕРГЕР Г.В., КОЛОДИЕВ О.В., КОРОТИН П.И., ЛЮБАВИН Л.Я., МОИСЕЕНКОВ В.И., ОРЛОВ Д.А., ПОТАПОВ О.А., ТУРЧИН В.И. — 2015 г.

Представлены результаты выполненного в Сухумской бухте эксперимента по оценке глубины широкополосного источника и его расстояния до вертикальной приемной антенной решетки, установленной вблизи берега. Координаты источника восстанавливались по данным акустических измерений. Решение поставленной задачи усложнялось отсутствием надежной информации о рельефе дна и параметрах грунта. Показано, что даже в таких условиях для оценки координат источника могут быть применены согласованные со средой методы обработки сигналов. Для этого при решении обратной задачи в качестве входных параметров использовались компоненты сигналов, распространяющихся без отражений от дна.