<<  >>

Акустический журнал, 1999, 45, выпуск 6

   

Алексеев Г.В., Панасюк А.С. «О задаче активного гашения звука в трехмерном волноводе» с. 723-729

Рассматривается нелинейная обратная задача активного гашения звука в трехмерном волноводе заключающаяся в нахождении координат, комплексных амплитуд интенсивностей точечных источников вторичной антенны и их числа из условия минимизации акустической мощности, излучаемой источником в дальнюю зону. Для ее решения предлагается численный алгоритм, основанный на методе перебора координат искомых источников в узлах некоторой трехмерной сетки и регуляризованном алгоритме квадратичной минимизации относительно их интенсивностей. Обсуждаются результаты численных экспериментов по решению рассматриваемой задачи в широком диапазоне изменения основных параметров волновода.

Акустический журнал, 45, 6, с. 723-729 (1999) | Рубрика: 10.09

 

Аредов A.А., Фурдуев А.В. «Модель флуктуации уровня ветрового шума в океане (расчет и эксперимент)» с. 730-734

Описана физическая модель возникновения флуктуации уровня подводного шума ветрового происхождения в океане. Показано, что спектр огибающей шума состоит из нескольких областей, для каждой из которых может быть определен свой физический механизм возникновения флуктуации. Так, для флуктуации низких частот существенны гидрометеорологические изменения и гидрофизические неоднородности, для средних частот – ветровые порывы и шквалы, для верхних частот – эффекты рассеяния звука на поверхностных волнах. Построена компьютерная модель расчета флуктуации уровня шума ветрового происхождения в лучевом приближении, основанная на вычислении и последующей свертке функций чувствительности гидрофона к поверхностным источникам (зависящей от комплекса условий в районе и глубины погружения звукоприемника), с известной движущейся над гидрофоном мозаикой скоростей ветровых порывов, определяющих, в свою очередь, пространственное распределение мощности поверхностных источников шума. Приведен пример расчета флуктуации для конкретного эксперимента. Результат расчета хорошо совпадает с экспериментом.

Акустический журнал, 45, 6, с. 730-734 (1999) | Рубрика: 07.15

 

Барбашов Е.Д., Гликман Б.Ф., Казаков А.А. «Экспериментальное и теоретическое определение акустических характеристик потока в цилиндрической трубе» с. 735-741

Представлены результаты экспериментальных исследований акустических характеристик турбулентного потока в цилиндрическом канале. Опыты проведены для трубы одного диаметра, но при различных числах Рейнольдса потока и различных соотношениях между приведенным сопротивлением дроссельной шайбы на конце и волновым сопротивлением потока. Предложена математическая модель, позволяющая рассчитать акустические характеристики турбулентного течения в трубе. Сопоставлены результаты расчетов и данные экспериментов, хорошо согласующиеся между собой.

Акустический журнал, 45, 6, с. 735-741 (1999) | Рубрика: 08.11

 

Бограчев К.М., Пасечник В.И. «Оценки точности восстановления температуры в пассивной термоакустической томографии» с. 742-752

С помощью численного моделирования оценены возможные характеристики пассивного термоакустического томографа, предназначенного для восстановления двумерного распределения температуры в глубине объекта по его собственному тепловому акустическому излучению в мегагерцовом диапазоне частот. Для решения обратной задачи использованы две разновидности метода регуляризации по Тихонову – глобальная и локальная. Последняя учитывает физические особенности распределения температуры внутри тела человека. Показано, что при среднеквадратичной ошибке единичного измерения 0,1 К усредненная полная среднеквадратичная погрешность восстановления температуры ‹dTR› составляет ≈0.3 К. Использование локальной регуляризации позволяет снизить ‹dTR› в ряде случаев еще примерно на 10–15%. Величина (‹dTR›) слабо зависит от ошибки единичного измерения, и ее основная часть (≈90%) определяется не точностью физического измерительного устройства, а используемыми алгоритмами решения обратной задачи. Погрешность ‹dTR› сравнительно слабо зависит от количества отсчетов NH термодинамической температуры, которые надо определить в исследуемой области объекта, а также от числа измерений NS > NH. Необходимое для решения практических медицинских задач максимальное пространственное разрешение достигает около 6 мм при размере исследованной области ≈10 × 10 см2, NH = 225, энергетическом коэффициенте поглощения γ= 0.2 см–1. Это пространственное разрешение определяется в первую очередь теплофизическими свойствами тканей тела человека.

Акустический журнал, 45, 6, с. 742-752 (1999) | Рубрика: 06.18

 

Булатов И.Г., Романов В.Н. «Воздействие поля турбулентных пульсаций давления на объемные акустические решетки» с. 753-758

Получены выражения для определения отклика различных типов объемных дискретных решеток на воздействие поля турбулентных пульсаций давления. Показано, что размещение преобразователей решетки в слоях с различными вязкоупругими параметрами, а также введение между преобразователями амплитудно-фазового распределения позволяют подавить только отдельные компоненты псевдозвукового поля турбулентных давлений, не улучшая фильтрующих свойств объемной решетки в целом по сравнению с плоской решеткой, расположенной на максимальной глубине.

Акустический журнал, 45, 6, с. 753-758 (1999) | Рубрика: 04.01

 

Буров В.А., Прудникова И.П. «Итерационный алгоритм решения обратной граничной задачи рассеяния ультразвука на полости в изотропном твердом теле» с. 759-766

Рассмотрено решение обратной граничной задачи рассеяния методом итеративной регуляризации. Рассмотрены вопросы выбора параметров регуляризации и результаты численного моделирования решения задачи по алгоритму, представленному в [1–3]. Особое внимание уделено определению формы объекта по данным с ошибкой; для обработки таких данных в алгоритме предусмотрены дополнительные возможности регуляризации. Представлен более тонкий метод определения формы объекта, заданной в виде зависимости r(φ), требующий, однако, более точного начального приближения, в качестве которого может быть использован результат итерационной оценки.

Акустический журнал, 45, 6, с. 759-766 (1999) | Рубрика: 04.12

 

Вдовичева Н.К., Турчин В.И., Фикс И.Ш. «Реконструкция диаграммы направленности протяженного источника шума по его ближнему полю» с. 767-774

Рассмотрены методы и возможности реконструкции углового распределения мощности шума протяженного источника в дальней зоне по результатам измерения его ближнего поля антенной решеткой. Исследования выполнены для неподвижного и движущегося в неоднородной среде источника при априорно известной корреляционной матрице внешней помехи. Для реконструкции углового распределения использованы методы статистического оценивания параметров на основе функции правдоподобия. Приведены результаты анализа и численных расчетов ковариаций оценок.

Акустический журнал, 45, 6, с. 767-774 (1999) | Рубрика: 12.06

 

Воловов B.И., Говоров А.И. «О характеристиках неровностей на вершине горы Ампер по данным гидролокатора бокового обзора» с. 775-780

Приводятся данные обследования вершины горы Ампер с помощью гидролокатора бокового обзора. Выявлены квазирегулярные структуры неровностей дна типа гряд. Проводится сравнение полученных результатов с известными данными и с заключениями о возможном происхождении особенностей рельефа горы как следствия ее вулканической деятельности на разных этапах геологической активности, а также выхода вершины на поверхность в результате колебаний уровня Мирового океана. Оценены размеры промежуточных форм рельефа дна на вершине горы.

Акустический журнал, 45, 6, с. 775-780 (1999) | Рубрика: 07.16

 

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «О флуктуациях обратно рассеянного поля в случайной слоистой среде» с. 781-788

В рамках точного волнового подхода в пространственно-временном представлении рассматривается одномерная стохастическая задача рассеяния звуковых импульсов на случайной слоистой среде. На основе объединения методов, развитых авторами ранее применительно к исследованию нестационарных детерминированных и стационарных стохастических волновых задач, выполнено численное моделирование поведения статистических характеристик обратно рассеянного флуктуирующей средой поля для нескольких видов падающих импульсов и сигналов. Обсуждены важнейшие параметры, возникающие в задаче, и установлены основные особенности, характеризующие нестационарный процесс рассеяния, что иллюстрируется соответствующими результатами численных расчетов.

Акустический журнал, 45, 6, с. 781-788 (1999) | Рубрика: 04.17

 

Гулин Э.П. «Совместные корреляционные моменты акустического поля, рассеянного на взволнованной водной поверхности с высокими неровностями» с. 789-798

В приближении пологих неровностей рассчитаны совместные пространственно-временной, частотно-пространственный и частотно-временной корреляционные моменты акустического поля, рассеянного на взволнованной водной поверхности с высокими (в масштабе длины звуковой волны) неровностями. Получено общее выражение для частотно-пространственно-временного корреляционного момента рассеянного поля точечного источника излучения. Проанализированы особенности совместных корреляционных моментов для различных моделей частотно-углового спектра гравитационных поверхностных волн.

Акустический журнал, 45, 6, с. 789-798 (1999) | Рубрика: 07.04

 

Зайцев В.Ю., Назаров В.Е., Таланов В.И. «Экспериментальное исследование само воздействия сейсмоакустических волн» с. 799-806

Представлены результаты натурных экспериментальных исследований самовоздействия сейсмоакустической волны, возбуждаемой в грунте за счет трансформации звуковой волны, излучаемой в воду гидроакустическим преобразователем. Эффект обусловлен нечетной упругой нелинейностью среды и проявляется в зависимости скорости распространения волны от ее амплитуды. Для объяснения полученных результатов предлагается нелинейное уравнение состояния среды и ее реологическая модель, а также обсуждается их возможная связь со структурными особенностями среды. Полученные результаты представляют интерес для развития новых методов мониторинга состояния земных пород.

Акустический журнал, 45, 6, с. 799-806 (1999) | Рубрика: 07.14

 

Зверев В.А., Литвак Н.В. «Численное моделирование случайных акустических полей» с. 807-815

Рассмотрен простой метод численного моделирования отдельных реализаций случайных когерентных акустических полей на основе усредненных значений интенсивностей их угловых спектров. Метод позволяет имитировать сложную интерференционную картину, не вычисляя ее деталей. С помощью критерия согласия Колмогорова показано, что отдельные реализации поля, полученные путем строгого расчета при учете интерференции и предлагаемым методом, могут рассматриваться как реализации, принадлежащие к одному статистическому ансамблю. На конкретном примере показано, что предлагаемый метод моделирования в сочетании с процедурой, близкой к нелинейному параметрическому оцениванию, существенно расширяет возможности выбора физической модели явления на основе результатов натурного эксперимента.

Акустический журнал, 45, 6, с. 807-815 (1999) | Рубрики: 04.12 04.17

 

Катиньоль Д., Сапожников О.А. «О применимости интеграла Рэлея к расчету поля вогнутого фокусирующего излучателя» с. 816-824

Теоретически и экспериментально исследовано акустическое поле фокусирующего излучателя, имеющего форму сферической чаши. Особое внимание уделено дифракционным эффектам, связанным с вогнутостью поверхности и наличием выступов на краю излучателя. В геометрическом приближении указанные эффекты связаны с многократным переотражением волн от самой излучающей поверхности и рассеянием этих волн на краю. Теоретически показано, что в случае слабой фокусировки интеграл Рэлея довольно точно описывает акустическое поле вдали от излучающей поверхности, однако вблизи поверхности имеется существенная погрешность. При больших углах фокусировки заметное отклонение от истинного поля проявляется и вдали от излучателя. Эти дифракционные эффекты хорошо описываются при учете однократного отражения волн от вогнутой поверхности. Для оценки краевых эффектов экспериментально исследовано поле вогнутого пьезокерамического излучателя радиусом кривизны 100 мм и радиусом апертуры 50 мм, работающего на частоте 1 МГц. На периметре излучателя закреплялись толстые металлические кольца различной формы, обеспечивающие различные краевые условия. Показано, что указанные условия практически не влияют на приосевое акустическое поле. Проведенное исследование позволяет сделать вывод о возможности применения интеграла Рэлея при расчетах полей реальных вогнутых излучателей даже при больших углах фокусировки.

Акустический журнал, 45, 6, с. 816-824 (1999) | Рубрика: 05.11

 

Клюев М.С., Клюев С.П., Краснобородько В.В. «О погрешностях акустического измерения уровня жидкости и методах их снижения» с. 825-831

Для различных акустических методов измерения уровня жидкости изучается зависимость скорости локационного импульса от различных: возмущающих факторов среды (вариаций температуры, давления, плотности, наличия паров в воздухе, капель на струне, веса струны и др.) и потенциальная точность определения его прихода на фоне шума. Для дальнейшего увеличения точности струнного метода за счет устранения дисперсии и использования сложных локационных сигналов предлагается вместо поперечных использовать бездисперсионные крутильные волны в плоской струне. При этом отражение локационного импульса на границе с жидкостью происходит вследствие разности моментов инерции струны в воздухе и жидкости за счет присоединенного момента инерции жидкости. Проводится сопоставление чувствительностей к температурным вариациям различных методов измерения уровня жидкости.

Акустический журнал, 45, 6, с. 825-831 (1999) | Рубрика: 04.14

 

Краснослободцев А.В., Ляхов Г.А., Шипилов К.Ф. «Тепловое самовоздействие звуковых пучков – биологические приложения» с. 832-843

Обсуждены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов теплового самовоздействия мощных акустических пучков в жидкостях с большой вязкостью. Представлена теория самофокусировки и самопросветления звука в жидкости, обусловленных тепловым механизмом нелинейности и определены условия наблюдения этих эффектов. Описаны основные эксперименты по самовоздействию звука. Проанализированы варианты наиболее перспективных приложений описанных нелинейных акустических эффектов.

Акустический журнал, 45, 6, с. 832-843 (1999) | Рубрика: 05.15

 

Ларичев В.А., Максимов Г.А. «Распространение акустического импульса в среде с двумя релаксационными процессами. Анализ точного решения» с. 844-856

С использованием теоремы Эфроса об обобщенной свертке получено новое аналитическое представление функции Грина акустического импульса, распространяющегося в среде с двумя релаксационными процессами. Это представление включает три части, которые описывают соответственно акустический предвестник, а также высокочастотную и низкочастотную составляющие тела импульса. Высокочастотная часть тела импульса может быть записана в инвариантной форме, справедливой для любого спектра времен релаксации (СВР). Низкочастотная часть тела импульса имеет значительно более сложную зависимость от параметров СВР. Выполнен анализ этой зависимости и получены аналитические выражения для ее расчета. Справедливость этих выражений подтверждена путем их сравнения с результатами прямого численного расчета.

Акустический журнал, 45, 6, с. 844-856 (1999) | Рубрики: 04.01 06.06

 

Гостев В.С., Швачко Р.Ф. «Некоторые кинематические модели объемной предреверберации в глубоком океане» с. 857-860

Вводится расширенное понятие предреверберации как более раннего, чем следует из классических представлений, прихода акустических сигналов, предваряющих основные зональные приходы во временной (собственно предреверберация) и в пространственной (размытие границ зон конвергенции) областях. Для объяснения экспериментально наблюдаемых эффектов объемной предреверберации используется модель рассеяния звука на тонкоструктурных и турбулентных неоднородностях показателя преломления в каустических зонах. Для расчетных оценок времен предреверберации разработаны кинематические модели, использующие билинейный профиль скорости звука.

Акустический журнал, 45, 6, с. 857-860 (1999) | Рубрика: 07.09

 

Петухов Ю.В. «Условие эффективной работы антенны темного поля» с. 861-864

Аналитически исследованы алгоритмы обработки сигналов, принимаемых линейной акустической антенной, основанные на адаптивном и теневом методах. Получено условие, выполнение которого необходимо для того, чтобы основанная на теневом методе фильтрация сигналов обладала определенными преимуществами.

Акустический журнал, 45, 6, с. 861-864 (1999) | Рубрика: 04.12