<<  >>

Акустический журнал, 2010, 56, выпуск 4

   

Авдеев И.С. «Применение метода граничных элементов в решении задач о рассеянии звука упругим некруговым цилиндром» с. 435-440

Предложено полуаналитическое решение задачи о рассеянии плоских звуковых волн упругим цилиндром с некруговым сечением. Задача решается аналитико-численным методом граничных элементов в рамках механики идеальной жидкости и линейной теории упругости.

Акустический журнал, 56, 4, с. 435-440 (2010) | Рубрика: 04.04

 

Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Курин В.В. «О детектировании импульсного сигнала в фокальной области сходящегося волнового фронта» с. 441-446

Экспериментально исследованы дифракционные эффекты, проявляющиеся при нелинейных преобразованиях в неоднородных акустических полях. Рассмотрен случай сходящегося сферического волнового фронта, распространяющегося в однородной нелинейной среде, детектирование акустического поля в фокусе и прием продетектированного сигнала в области начальной апертуры волнового фронта. В качестве фокусирующего устройства в экспериментах использовался сферический пьезокерамический концентратор. На экспериментальной установке, где был реализован импульсный режим работы концентратора в воде, были зарегистрированы сигналы "нелинейного рассеяния". Исследованы амплитудная зависимость продетектированного в фокальной области сигнала и его форма от направления рассеяния, а также от расстояния между фокусом и точкой приема.

Акустический журнал, 56, 4, с. 441-446 (2010) | Рубрика: 05.12

 

Канаков В.А., Селивановский Д.А. «О совместных проявлениях сонолюминесценции и субгармоники в акустическом поле» с. 447-451

Изучена динамика сонолюминесценции и амплитуд акустических сигналов субгармоники в воде для накачки с частотой f = 472 кГц. Оказалось, что полученные зависимости практически симбатны. Выяснено также, что сонолюминесценция и субгармоника возникают (или исчезают) практически одновременно.

Акустический журнал, 56, 4, с. 447-451 (2010) | Рубрика: 06.05

 

Руденко О.В. «К 40-летию уравнения Хохлова–Заболотской» с. 452-462

"Юбилею" этого уравнения была посвящена специальная сессия 158-го Съезда Акустического общества Америки, состоявшегося в октябре 2009 года. Реакция Акустического журнала на эту юбилейную дату тоже вполне уместна, тем более что главными действующими лицами в получении и использовании этого уравнения в период с середины 1960-х до середины 1980-х годов были отечественные ученые. Предлагаемая заметка содержит изложение непростой истории вывода этого уравнения и связанных с ним математических моделей. Рассказывается о предшествующих и независимо выполненных работах в области аэродинамики и теории нелинейных волн. Кратко поясняются основные задачи и физические явления, описываемые этими математическими моделями.

Акустический журнал, 56, 4, с. 452-462 (2010) | Рубрики: 05.02 15.03

 

Юлдашев П.В., Крутянский Л.М., Хохлова В.А., Брысев А.П., Бункин Ф.В. «Искажение поля сфокусированного ультразвукового пучка конечной амплитуды за случайным фазовым слоем» с. 463-471

Экспериментально и численно исследовано поле спектральных компонент сфокусированного ультразвукового пучка конечной амплитуды в воде за слоем, вносящим постоянный по величине и случайно распределенный в плоскости фазовый сдвиг. На основе полученных фокальных распределений поля и предложенного критерия определена степень сохранения фокусировки первых шести гармоник пучка, излучаемого на частоте 1,1 МГц. Рассмотрено несколько положений слоя по дальности от излучателя. Показано, что фокусировка высших гармоник может быть менее подвержена разрушению фазовым слоем, чем фокусировка волны основной частоты. Приведено сравнение расчета и эксперимента для двух частных случаев: 90-градусного и 180-градусного фазового слоя. Для последнего случая продемонстрировано избирательное разрушение фокусировки нечетных гармоник.

Акустический журнал, 56, 4, с. 463-471 (2010) | Рубрики: 05.06 05.11

 

Дмитриев В.Ф., Носков А.Н. «Теоретическое и экспериментальное исследование резонаторов на квазиповерхностных акустических волнах» с. 472-478

На основе модифицированных уравнений для связанных мод развита теория для устройств, использующих квазиповерхностные акустические волны. Проведено сопоставление результатов расчета с результатами эксперимента. Выполнено экспериментальное исследование долговременной стабильности резонаторов на квазиповерхностных акустических волнах.

Акустический журнал, 56, 4, с. 472-478 (2010) | Рубрика: 06.13

 

Бычков В.Б., Демидов В.С., Демидова Е.В., Ишханов Б.С., Краснов Н.К., Лукьяшин В.Е. «Угловое распределение акустического излучения, создаваемого в воде пучком ускоренных протонов» с. 479-482

Приведены результаты экспериментальных исследований гидроакустического поля источника, создаваемого пучком протонов, ускоренных до энергии 200 МэВ. Получено угловое распределение амплитуды сигнала, возникающего в наиболее интенсивно излучающей области источника, локализующейся в конце ионизационного пробега протонов. Выполнено моделирование физических процессов, сопровождающих прохождение протонов в водной среде. Результаты модельных вычислений согласуются с экспериментальными данными.

Акустический журнал, 56, 4, с. 479-482 (2010) | Рубрика: 04.11

 

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Экспериментальный анализ изгибных волн на речном льду» с. 483-490

Обсуждаются результаты натурного эксперимента по регистрации виброакустических сигналов на речном льду, возбуждаемых импульсным источником. На осциллограммах сигналов представлены воздушно-акустические, донно-сейсмические и изгибные волны на льду в виде отдельных волновых цугов, разделенных по времени прихода. По экспериментальным данным выполнены измерения групповой скорости и декремента затухания изгибных волн, а также скорости донно-сейсмических волн. Теоретическая оценка групповой скорости изгибных волн, проведенная в рамках модели жидкость–тонкая пластина, согласуется с экспериментально измеренной величиной.

Акустический журнал, 56, 4, с. 483-490 (2010) | Рубрика: 07.14

 

Суханов Д.Я., Барышева К.В. «Трансмиссионное некогерентное ультразвуковое видение плоских объектов» с. 491-496

По результатам измерений амплитуды ультразвуковой волны при трансмиссионном ультразвуковом зондировании, предложен метод получения ультразвукового изображения плоского объекта с пространственно переменной прозрачностью. Рассмотрен случай, когда дифракция волн существенно влияет на амплитуду поля за объектом, при этом не производится измерение фазы. Даже при отсутствии фазовой информации предложенный метод позволяет восстановить изображение маски прозрачности плоского объекта. Предложенный математический аппарат может быть также использован при радиоволновом зондировании. Численное моделирование и обработка экспериментальных данных показали сравнимость предложенного метода и метода синтезирования апертуры, использующего информацию о фазе.

Акустический журнал, 56, 4, с. 491-496 (2010) | Рубрика: 06.17

 

Федотовский В.С., Верещагина Т.Н. «Резонансная дисперсия продольных волн в дисперсных композитах» с. 497-504

Рассматриваются колебания и продольные волны в композите, образованном вязкоупругой матрицей и твердыми включениями. Описание колебательно-волновых процессов в длинноволновом приближении проводится на основе комплексной динамической плотности, учитывающей инерционно-упруго-вязкое взаимодействие матрицы и включений-осцилляторов при их поступательных колебаниях. Представлены резонансные зависимости для динамической плотности и трансляционной вязкости композита при умеренной объемной концентрация включении. Полученные формулы конкретизированы для композитов со сферическими и цилиндрическими включениями и приведено их сопоставление с известными экспериментальными результатами.

Акустический журнал, 56, 4, с. 497-504 (2010) | Рубрика: 04.16

 

Кузькин В.М., Пересёлков С.А. «Методы регистрации частотных смещений интерференционной структуры звукового поля в океанических волноводах» с. 505-515

Рассмотрена эффективность применения корреляционного метода для измерения частотных смещений максимумов интерференционной структуры звукового поля, вызванных возмущением профили скорости звука. Он основан на отслеживании перемещения в частотной области максимума взаимокорреляционной функции спектров сигналов источника. Моделью возмущения являются сезонные изменения гидрологии. Проанализирована помехоустойчивость метода. Проведен сравнительный анализ корреляционного метода с другими известными способами индикации частотных смещений интерференционных максимумов.

Акустический журнал, 56, 4, с. 505-515 (2010) | Рубрика: 07.01

 

Буров В.А., Вечерин С.Н., Морозов С.А., Румянцева О.Д. «Моделирование точного решения обратной задачи акустического рассеяния функциональными методами» с. 516-536

Анализируется взаимосвязь между различными функциональными алгоритмами решения обратной задачи рассеяния. Показано, что алгоритм Роуза не обладает свойством единственности решения, однако может служить в качестве составной части для повышения помехоустойчивости в алгоритмах реконструкции, обеспечивающих однозначное восстановление характеристик рассеивателя. Проиллюстрирована возможность однозначного восстановления рефракционно-поглощающих рассеивателей модифицированным алгоритмом Роуза, включающим в себя уравнение Сохоцкого. Представляются результаты численного моделирования алгоритма Новикова–Гриневича–Манакова, эффективного для восстановления двумерных акустических рефракционно-поглощающих рассеивателей практически произвольной формы и силы. Алгоритм строго учитывает эффекты многократного рассеяния. Он перспективен для прикладных задач томографического типа и обладает достаточно высокой помехоустойчивостью.

Акустический журнал, 56, 4, с. 516-536 (2010) | Рубрика: 12.04

 

Коренбаум В.И., Нужденко А.В., Тагильцев А.А., Костив А.Е. «Исследование прохождения сложных звуковых сигналов в дыхательной системе человека» с. 537-544

Путем просветного зондирования легких человека сложными акустическими сигналами в полосе частот от 100 до 1000 Гц впервые удалось явно подтвердить наличие двух одновременно существующих механизмов прохождения звуковых колебаний из полости рта на поверхность грудной клетки, отличающихся результирующей скоростью распространения. Численные значения задержек времени распространения позволяют связать первый из этих механизмов с комбинированным воздушно-структурным прохождением, а второй – с чисто структурным.

Акустический журнал, 56, 4, с. 537-544 (2010) | Рубрика: 13.04

 

Малинина Е.С., Андреева И.Г. «Роль спектральных компонентов передаточных функций головы к оценке виртуального движения источника звука в вертикальной плоскости» с. 545-553

Психофизическое исследование по оценке стимулов, имитирующих движение источника звука между точками пространства с координатами от –45 до 45° элевации (азимут 0°), выполнено с участием слушателей 57–73 лет методом имитации движения, основанным на использовании реальной передаточной функции головы и реконструкции спектральных компонентов, характерных для этой функции. Точность опознания слушателями направления движения возрастала в следующей последовательности способов имитации: движение имитировалось смещением спектрального минимума в отрезках широкополосного шума в диапазоне 5–12 кГц (ширина минимума составляла 1 кГц и была постоянна); изменением ширины спектрального минимума е диапазоне 6–12 кГц; изменением ширины спектрального максимума в диапазоне 4–8 кГц; изменением ширины спектрального минимума и максимума; смещением спектрального минимума и изменением ширины спектрального максимума; смещением спектрального минимума и изменением ширины и мощности спектрального максимума. Для последнего стимула средняя вероятность правильных ответов (90±5%) достоверно не отличалась от таковой для стимула, синтезированного на основе реальной передаточной функции (94±3%), которая использовалась в качестве образца при реконструкции спектральных компонентов.

Акустический журнал, 56, 4, с. 545-553 (2010) | Рубрика: 13.06

 

Ерофеев В.И., Никитина Е.А. «Самосогласованная динамическая задача оценки поврежденности материала акустическим методом» с. 554-557

Предложен подход, позволяющий сформулировать самосогласованную задачу, включающую в себя уравнения динамики материала и уравнения его поврежденности. Показано, что поврежденность материала привносит частотно-зависимое затухание и дисперсию фазовой скорости ультразвуковой акустической волны, что позволяет оценивать поврежденность акустическим методом Приложенное поле деформаций, в свою очередь, приводит к накоплению поврежденности. Получено кинетическое уравнение, анализ которого показывает, что нарастание поврежденности имеет экспоненциальный характер. Произведена оценка параметров системы, при которых накопление повреждении можно считать линейным.

Акустический журнал, 56, 4, с. 554-557 (2010) | Рубрика: 04.12

 

Потапов А.И., Павлов И.С., Лисина С.А. «Идентификация нанокристаллических сред методами акустической спектроскопии» с. 558-567

Рассмотрена задача параметрической идентификации двумерной нанокристаллической среды с гексагональной упаковкой частиц круглой формы. Выведены дифференциальные уравнения, описывающие распространение акустических и ротационных волн в такой среде. Показано, как по измерениям скоростей распространения волн и виду дисперсионных зависимостей можно оценить параметры макроструктуры и модули упругости нанокристаллической среды.

Акустический журнал, 56, 4, с. 558-567 (2010) | Рубрика: 06.11

 

«Дмитрий Валерианович Баженов 10.02.1927–9.12.2009» с. 568-569

9 декабря 2009 г. скончался известный специалист в области акустики, автор многих статей и Акустическом журнале и в других ведущих журналах в России и за рубежом, Дмитрий Валерианович Баженов.

Акустический журнал, 56, 4, с. 568-569 (2010) | Рубрика: 03

 

«Александр Иванович Потапов 27.09.1949–09.02.2010» с. 570-571

9 февраля 2010 года на 61-м году жизни скоропостижно скончался член Российского акустического общества и Европейского общества механиков, профессор кафедры "Прикладная математика" Нижегородского Государственного Технического Университега им. Р.Е. Алексеева, доктор физико-математических наук Потапов Александр Иванович.

Акустический журнал, 56, 4, с. 570-571 (2010) | Рубрика: 03

 

«Игорь Алексеевич Урусовский (к 80-летию со дня рождения)» с. 572-576

10 мая 2010 г. исполнилось 80 лет доктору физико-математических наук, главному научному сотруднику Акустического института им. академика Н.Н. Андреева, научному редактору нашего журнала Игорю Алексеевичу Урусовскому. Он автор 74-х печатных работ, том числе 4-х изобретений.

Акустический журнал, 56, 4, с. 572-576 (2010) | Рубрика: 03

 

Cui Hanyin, Zhang Bixing, Ji Shunxin «Propagation characteristics of guided waves in a rod surrounded by an infinite solid medium» pp. 412-421

The dispersion and excitation characteristics of the guided waves in a rod surrounded by an infinite solid medium (cladding) are investigated. First, the bisection technique is employed to find all the roots of the dispersion function on the basis of theoretical analysis and to obtain the complex phase and group velocity dispersion curves of the guided modes. Second, according to their different dispersion characteristics, the guided modes are divided into two categories: normal modes and Stoneley modes. And it is concluded that the normal modes merely exist in the "hard cladding" model in which the cladding’s shear velocity is larger than the rod’s; while the Stoneley modes in cylindrical interface are highly dispersive and merely exist in the model whose acoustical parameters satisfied the existence condition of the Stoneley waves. Third, the seldom discussed issue, the excitation mechanisms of the guided waves, excited by three source models: symmetric point source, axial and radial force sources, are simulated respectively. Attention is paid on the dominant mode which has better excitation sensitivity and the suitable excitation frequency range. Moreover, the propagation characteristics of the Stoneley modes, ignored in previous references, are analyzed and compared with those of the normal modes.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 412-421 (2010) | Рубрики: 04.05 04.09

 

Tyutekin V.V., Syresin D.E., Zharnikov T.V. «The effect of a surface impedance load on the behavior of quasi-Rayleigh waves near a cylindrical cavity» pp. 422-428

The effect of a surface impedance load on the properties of axisymmetric quasi-Rayleigh waves propagating along the boundaries of a cylindrical cavity is investigated. By solving the problem by means of the impedance method, a dispersion equation for these waves is obtained. It is shown that the equation can be represented as the condition that the determinant of the sum of impedance matrices of the load and the medium is zero. Analysis of this equation allows one to investigate the effect of the surface load on the behavior of quasi-Rayleigh waves and on their critical frequencies. The conditions that should be met by the impedance load for quasi-Rayleigh waves to be absent near the cavity or for one or two such waves to exist are determined. The choice of the load is specified for the propagating quasi-Rayleigh wave to possess preset dispersion properties. The conclusions drawn on the basis of this study are illustrated by several examples of load models that can be implemented in practice.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 422-428 (2010) | Рубрики: 04.05 06.13 06.15

 

Rudenko O.V., Shvartsburg A.B. «Nonlinear and linear wave phenomena in narrow pipes» pp. 429-434

Phenomena arising in the course of wave propagation in narrow pipes are considered. For nonlinear waves described by the generalized Webster equation, a simplified nonlinear equation is obtained that allows for low-frequency geometric dispersion causing an asymmetric distortion of the periodic wave profile, which qualitatively resembles the distortion of a nonlinear wave in a diffracted beam. Tunneling of a wave through a pipe constriction is investigated. Possible applications of the phenomenon are discussed, and its relation to the problems of quantum mechanics because of the similarity of the basic equations of the Klein–Gordon and Schrödinger types is pointed out. The importance of studying the tunneling of nonlinear waves and broadband signals is indicated.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 429-434 (2010) | Рубрики: 04.09 05.02 06.07

 

Korobov A.I., Brazhkin Yu.A., Sovetskaya E.S. «Characteristic features of elastic wave propagation in a one-dimensional model of an unconsolidated medium» pp. 446-452

The characteristic features of elastic wave propagation in a one-dimensional model of a discrete inhomogeneous unconsolidated medium are investigated. The model is represented by a linear chain of 80 uncoupled steel spheres with a diameter of 6.5 mm. Nonlinear effects that may arise in such systems are reviewed. The experimental setup is described. Results of studying the dispersion of elastic waves in the system and the dependence of the elastic wave velocity on the wave amplitude under increasing compression are presented. The results are analyzed using the Hertz contact theory.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 446-452 (2010) | Рубрики: 05.14 06.15 09.01

 

Nazarov V.E., Kolpakov A.B., Radostin A.V. «Propagation of weak ultrasonic pulses in an intense low-frequency wave field in a granite resonator» pp. 453-456

Results of an experimental study of nonlinear attenuation and carrier frequency phase delay of weak ultrasonic pulses under the effect of an intense low-frequency wave in a bar resonator made from Karelian granite are presented. The effects observed in the experiment are analytically described in terms of the phenomenological equation of state containing hysteretic and dissipative nonlinearities. A frequency dependence of nonlinearity is revealed, and the effective values of nonlinear parameters of granite are estimated for the frequency range from 150 kHz to 1 MHz.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 453-456 (2010) | Рубрики: 04.08 05.13 09.01

 

Maximov G.A. «Generalization of Biot’s equations with allowance for shear relaxation of a fluid» pp. 493-500

On the basis of the generalized variational principle for dissipative continuum mechanics, a system of generalized Biot’s equations is derived to describe the wave propagation in a two-phase porous permeable medium in the presence of shear relaxation in the pore-filling fluid. It was shown that the inclusion of shear viscoelasticity of the fluid leads to the appearance of two transverse modes in addition to two longitudinal modes described by the Biot theory. One of the transverse modes is an acoustic mode, whereas the other is a diffusion mode characterized by the linear frequency dependence of phase velocity and attenuation coefficient in the low-frequency region.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 493-500 (2010) | Рубрика: 06.03

 

Shabalina E.D., Shirgina N.V., Shanin A.V. «High-frequency modes in a two-dimensional rectangular room with windows» pp. 525-536

We examine a two-dimensional model problem of architectural acoustics on sound propagation in a rectangular room with windows. It is supposed that the walls are ideally flat and hard; the windows absorb all energy that falls upon them. We search for the modes of such a room having minimal attenuation indices, which have the expressed structure of billiard trajectories. The main attenuation mechanism for such modes is diffraction at the edges of the windows. We construct estimates for the attenuation indices of the given modes based on the solution to the Weinstein problem. We formulate diffraction problems similar to the statement of the Weinstein problem that describe the attenuation of billiard modes in complex situations.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 525-536 (2010) | Рубрика: 11.02

 

Ali M.G.S. «Reflectivity function reconstruction using adaptive lattice deconvolution technique» pp. 537-540

Deconvolution of ultrasonic echo signals improves resolution and quality of ultrasonic images. The problem of reconstructing the reflectivity of a biological tissue is examined by adaptive lattice deconvolution of the echo ultrasound signals. The simulation of the signal formation process in an ultrasonic-echo scan line in noisy conditions is estimated. The reflectivity of a biological tissue is estimated as cross-correlation coefficients between forward and backward predication errors in each stage of the adaptive lattice filter.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 537-540 (2010) | Рубрики: 12.05 14.03

 

Hesham M., Hassanein M. «On the use of discrete wavelet transform for solving integral equations of acoustic scattering» pp. 560-567

In this paper, the discrete wavelet transform (DWT) is used to solve the dense system of equations which arises from integral equation of acoustic scattering. The DWT using appropriate wavelet family for acquiring larger sparsification of the system matrix is used to obtain a sparse approximation to the transformed matrix that is used in place of the original matrix in an iterative solver. Alternatively DWT is also used to design sparse preconditioners for an iterative method. Also, DWT-based preconditioners are constructed to accelerate iterative Krylov subspace methods. Convergence rates and number of operations are discussed for each case.

Acoustical Physics, 56, 4, pp. 560-567 (2010) | Рубрики: 04.04 12.01