<<  >>

Акустический журнал, 2011, 57, выпуск 5

   

Бобровницкий Ю.И. «Волна рэлеевского типа на плоской границе двух однородных жидких полупространств» с. 579-581

Показано, что на плоской границе двух однородных жидких полубесконечных сред, из которых одна является обычной жидкостью, другая – дважды отрицательной, т.е. жидкостью с отрицательной плотностью и отрицательной сжимаемостью, может существовать распространяющаяся без затухания волна рэлеевского типа, амплитуда которой экспоненциально убывает при удалении в обе стороны от границы. В пространстве параметров сред определена область ее существования, исследованы основные свойства. Уникальной особенностью найденной волны является сколь угодно малая скорость распространения, не зависящая от частоты, и концентрация энергии в сколь угодно тонком слое вблизи границы. Библ. 6.

Акустический журнал, 57, 5, с. 579-581 (2011) | Рубрики: 04.10 06.13

 

Гусев В.А. «Метод растянутых характеристик в нелинейной геометрической акустике» с. 582-590

Развит асимптотический "метод растянутых характеристик для решения нелинейных уравнений типа римановых волн " применительно к расчету лучевой картины интенсивных пространственно-модулированных волн в слабо неоднородных средах. Метод позволяет избежать сингулярности, связанной с фокусами начального волнового фронта, вычислить вызванное неоднородностью среды смещение фокусов, и, таким образом, рассчитать лучевую картину и интенсивность акустического поля. Достоинством метода является запись точного нелинейного уравнения переноса для поля вдоль луча и построение его общего решения для неоднородности произвольного вида. Показано, что метод применим для расчета пространственной структуры интенсивных сфокусированных волн и ограниченных волновых пучков вне фокальной области в приближении нелинейной геометрической акустики. Библ. 19.

Акустический журнал, 57, 5, с. 582-590 (2011) | Рубрика: 05.02

 

Лапин А.Д. «Отражение рэлеевской волны решеткой механических резонаторов» с. 591-594

Рассмотрена задача о рассеянии рэлеевской волны системой из N цепочек одинаковых близко расположенных друг от друга механических резонаторов. Расстояние между цепочками равно половине длины рэлеевской волны при частоте ω, равной или близкой собственной частоте цепочки резонаторов при учете присоединенной упругости. Рассчитан коэффициент отражения рэлеевской волны от этой дифракционной решетки. Библ. 13.

Акустический журнал, 57, 5, с. 591-594 (2011) | Рубрика: 06.13

 

«Редакционный комментарий к статье R.F. Pannatoni» с. 595

В Акустическом журнале за 2011 год, № 1, опубликована статья: "Coupled Mode Theory for Irregular Acoustic Waveguides with Loss" (автор – Ronald F. Pannatoni). Редакционная коллегия информирует читателей о том, что было принято решение публиковать эту статью в порядке дискуссии, вместе с выдержками из отзывов трех независимых рецензентов. В процессе подготовки статьи к печати, материал, составляющий основу дискуссии, был утрачен. Редакция приносит свои извинения читателям и публикует утраченные сведения в настоящем выпуске Акустического журнала.

Акустический журнал, 57, 5, с. 595 (2011) | Рубрики: 04.01 04.09 15.04

 

Назаров В.Е., Радостин А.В. «Амплитудная модуляция звука звуком в водонасыщенном речном песке» с. 596-599

Представлены описание и результаты лабораторного эксперимента по наблюдению амплитудной модуляции слабой непрерывной высокочастотной волны под действием последовательности сильных низкочастотных импульсов в статически нагруженной зернистой среде – водонасыщенном речном песке. Приведены характерные осциллограммы принимаемых акустических сигналов, свидетельствующие о проявлении диссипативной нелинейности речного песка, при этом наблюдался как эффект затухания звука на звуке, так и эффект "усиления" звука звуком. Отмечается, что в первом случае это связано с увеличением диссипации среды под действием мощного низкочастотного импульса, а во втором – с ее уменьшением. Библ. 5.

Акустический журнал, 57, 5, с. 596-599 (2011) | Рубрика: 07.13

 

Голубев Е.В., Гуревич С.Ю., Петров Ю.В. «К теории возбуждения волн Лэмба в металлах импульсным лазерным излучением» с. 600-606

Решена задача импульсного оптико-акустического преобразования для ферромагнитных металлических пластин. Обнаружено влияние температурной зависимости температурного коэффициента линейного расширения на спектр волн Лэмба, возбуждаемых импульсным лазером. Библ. 16.

Акустический журнал, 57, 5, с. 600-606 (2011) | Рубрики: 04.11 04.15

 

Камарена Ф., Маков Ю. Н. «Влияние ультразвукового "предозвучивания" растворов на структурирование следа высохших микрокапель» с. 607-612

Исследовано влияние предварительного ультразвукового озвучивания раствора на кинетику и конечный результат высыхания (испарения) микрокапли этого раствора на подложке. Представлены результаты экспериментов с каплями солевого (NaCl) раствора альбумина и щелочного раствора NaOH. Показано, что морфология остаточного следа высохшей микрокапли предварительно озвученного раствора заметно изменяется по сравнению со следом микрокапли неозвученного раствора. Разобраны основные причины выявленных эффектов. Библ. 24.

Акустический журнал, 57, 5, с. 607-612 (2011) | Рубрика: 06.11

 

Капустина О.А. «О релаксационном механизме генерации акустических потоков в нематических жидких кристаллах» с. 613-617

Экспериментально обоснован подход, учитывающий вклад процессов структурной релаксации нематических жидких кристаллов в ультразвуковом поле в механизм генерации стационарных акустических потоков в тонком слое вещества при бинарном воздействии в мегагерцовом диапазоне. По результатам измерений скорости потока в плоском капилляре с гомеотропными граничными условиями при одновременном воздействии когерентных волн сжатия и сдвига на нематических жидких кристаллах проверена новая модель релаксации. Она постулирует существование двух независимых акустических механизмов его генерации: конвективного и релаксационного. Показано, что описание явления, адекватное экспериментальным данным, в этой области частот можно получить только в рамках подхода, который учитывает не только конвективные, но и нелинейные релаксационные напряжения в среде. Выявлены параметры, определяющие "сферы" влияния различных механизмов. Библ. 19.

Акустический журнал, 57, 5, с. 613-617 (2011) | Рубрика: 06.02

 

Пирозерский А.Л., Чарная Е.В., Латышева Е.Н., Недбай А.И., Кумзеров Ю.А., Бугаев А.С. «Акустические исследования плавления и кристаллизации индий-галлиевого сплава в пористом стекле» с. 618-622

Проведены измерения температурных зависимостей скорости продольных ультразвуковых волн в нанокомпозите на основе пористого стекла, заполненного галлий-индиевым сплавом. Для полных и частичных циклов охлаждение–нагрев выявлены акустические аномалии, обусловленные кристаллизацией и плавлением сплава в нанопорах. Обнаружена двухступенчатая петля температурного гистерезиса между кривыми изменения скорости при охлаждении и нагреве, существование которой связывается с образованием в порах двух видов смесей, с α- и β-Ga. Наблюдалась стабилизация β-Ga в нанопорах. Показано, что условия ограниченной геометрии приводят к смещению областей плавления обоих видов смесей к низким температурам по сравнению с областями сосуществования жидкой и твердой фаз в объемном сплаве. Библ. 15.

Акустический журнал, 57, 5, с. 618-622 (2011) | Рубрика: 06.20

 

Вадов Р.А. «Особенности формирования структуры звукового поля точечного источника в черноморском подводном звуковом канале» с. 623-632

Рассматриваются уникальные (свойственные только Черному морю) особенности подводного звукового канала (ПЗК). Изменения скорости звука на глубинах 50–250 м, формирующие нижнюю границу Черноморского ПЗК, принципиально отличаются от соответствующих участков профиля c(z) в других регионах Мирового океана. При заглублении с 40–50 м (на 5–10 м ниже горизонта расположения оси канала) до 200–250 м градиент скорости звука монотонно уменьшается с 0.08–0.22 1/с до 0.02 1/с (а не увеличивается, как в большинстве регионов Мирового океана). Оконечная часть взрывного сигнала, принятого в Черноморском ПЗК на расстоянии 200 и более км от источника, представляет собой квазигармонический сигнал с плавно меняющейся частотой. Более того, оконечная часть сигнала имеет явно блочную структуру, хорошо согласующуюся с блочной структурой спектра элементарного взрывного сигнала. На усеченной "τ–R"-диаграмме отсутствует характерный для большинства регионов Мирового океана резкий излом. При сравнительно небольших глубинах Черного моря наблюдается довольно быстрый рост полной длительности многолучевого сигнала с расстоянием. Проводится сравнительный анализ экспериментальных материалов, полученных с разницей в семь лет практически на одной и той же трассе дальнего распространения взрывных сигналов. Выясняются основные причины межгодичной изменчивости условий канального распространения звука в Черном море. Библ. 17.

Акустический журнал, 57, 5, с. 623-632 (2011) | Рубрика: 07.01

 

Григорьева Н.С., Фридман Г.М. «Интерферирующие моды и осевая волна в подводном звуковом канале» с. 633-641

Эксперименты по дальнему распространению низкочастотного звука, проведенные с середины 1980-х годов, указывают на сложный характер распространения в подводном звуковом канале, когда источник и приемник расположены вблизи оси волновода. На графиках акустической интенсивности, как функции времени распространения и глубины гидрофона, за ранними приходами, которые хорошо описываются формулами геометрической акустики, следует всплеск энергии, распространяющейся вдоль оси. Этот всплеск энергии невозможно описать, используя геометрическую акустику, из-за расположенных вблизи оси волновода каустик с каустическими клювами. В окрестности таких каустик имеют место очень сложные интерференционные процессы. С увеличением расстояния от источника размеры окрестностей интерференции возрастают и начинают перекрываться, порождая своеобразную "осевую волну". Для произвольного двумерного подводного звукового канала осевая волна может быть представлена в виде суммы первых нормальных мод и остатка. Вывод основан на использовании двух представлений акустического поля. Первое из них включает сумму лучевых слагаемых и осевую волну. Второе представление состоит из лучевых слагаемых, суммы первых нормальных мод и остатка. Численные результаты получены для канонического профиля скорости звука на частоте 200 Гц для расстояний (1600–1650) км. Библ. 25.

Акустический журнал, 57, 5, с. 633-641 (2011) | Рубрика: 07.01

 

Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Трофимов А.Т., Трусова О.И., Тихомиров М.М., Хилько А.А., Малеханов А.И., Коваленко В.В., Хилько А.И. «Высокочастотное акустическое наблюдение неоднородностей в мелком море с неровным дном в присутствии сильной реверберации» с. 642-648

Приведены результаты экспериментальных исследований высокочастотного подводного акустического наблюдения малоразмерного объекта в шельфовой зоне океана, основанного на возбуждении и приеме вертикальными и горизонтальными решетками сложномодулированных импульсов в присутствии сильных реверберационных помех. При реконструкции параметров наблюдаемых объектов за счет согласованной со средой пространственной, временн~1ой и доплеровской фильтрации достигнуто ослабление реверберационных помех на 35–40 дБ. Библ. 25.

Акустический журнал, 57, 5, с. 642-648 (2011) | Рубрика: 07.02

 

Кузькин В.М., Луньков А.А. «Частотные смещения максимумов звукового поля в океанических волноводах» с. 649-654

Описаны частотные смещения максимумов звукового поля в океанических волноводах, вызванные временной изменчивостью среды. Получено условие, при котором временные спектры частотных смещений интерференционных максимумов и флуктуаций дисперсионной характеристики волновода пропорциональны. Библ. 11.

Акустический журнал, 57, 5, с. 649-654 (2011) | Рубрика: 07.01

 

Луньков А.А., Петников В.Г. «Флуктуации фазы сфокусированных низкочастотных звуковых полей в мелком море» с. 655-664

В рамках численных экспериментов исследованы флуктуации фазы низкочастотного акустического поля при его фокусировке на океанском шельфе. При моделировании фокусировки звука на расстоянии в несколько километров использовалось обращение волнового фронта акустических волн. В качестве возмущений среды рассматривались высокочастотные (>1 ц/ч) фоновые внутренние волны и поверхностное ветровое волнение. Показано, что для сфокусированного звукового поля на частотах в несколько сотен герц фазовые флуктуации не превышают±π и могут быть измерены на фоне типичных для мелкого моря акустических шумов. Величина флуктуаций может быть уменьшена примерно в два раза за счет оптимального выбора модового состава. При таких флуктуациях оказывается возможным измерять относительные вариации длины стационарной акустической трассы с точностью не хуже 1 м при скорости ветра не более 10 м/с и типичной интенсивности фоновых внутренних волн. Библ. 14.

Акустический журнал, 57, 5, с. 655-664 (2011) | Рубрика: 07.02

 

Буров В.А., Касаткина Е.Е., Побережская А.Ю., Богатырев А.В., Румянцева О.Д. «Особенности расчета процессов рассеяния на контрастных и сильно поглощающих двух- и трехмерных неоднородностях» с. 665-680

Рассматривается прямая задача рассеяния для рефракционно-поглощающих рассеивателей различной формы и силы. Строгое решение двумерной и трехмерной задачи и его численная реализация получаются на основе уравнений типа уравнения Липпмана–Швингера в координатном пространстве и в фурье-сопряженном к нему пространстве пространственных частот. Обращается внимание на выбор параметров дискретизации задачи, принципиально важных для обеспечения адекватности численного моделирования. Используются приемы ограничения носителя функции Грина и введения полосы "отчуждения". Приводятся результаты численного расчета волновых полей и вторичных источников для различных рассеивателей. Иллюстрируются и обсуждаются основные закономерности, связанные с эффектами перерассеяния звуковых волн. Библ. 25.

Акустический журнал, 57, 5, с. 665-680 (2011) | Рубрика: 04.04

 

Глебова Г.М., Аверьянов А.В., Кузнецов Г.Н. «Экспериментальное исследование характеристик направленности векторно-скалярной антенны» с. 681-694

Анализируются пространственные спектры векторно-скалярной антенны при обработке сигналов методами, имеющими разную разрешающую способность. Используемый метод представления сигналов позволил применить ранее развитый аппарат обнаружения и оценки параметров источников сигналов как при расчете теоретических характеристик обнаружения источников сигналов, так и при реализации алгоритмов обработки сигналов. Проведено сравнение разрешающей способности векторно-скалярной и скалярной антенн с одинаковой апертурой. Эксперименты проводились в стационарных условиях и в режиме буксировки. В режиме буксировки точность определения местоположения источника контролировалась с использованием приемников GPS. Экспериментально показано, что отношение сигнал/помеха на выходе приемной системы в три раз выше при использовании векторно-скалярной антенны, чем скалярной. Уровень бокового фона оказался в три раз меньше при работе с векторно-скалярной антенной, чем скалярной, даже в режиме буксировки. Результаты измерений подтверждены теоретическими расчетами. Библ. 18.

Акустический журнал, 57, 5, с. 681-694 (2011) | Рубрика: 04.14

 

Макаров И.С. «Алгоритм быстрого вычисления передаточной функции для неоднородной акустической трубы» с. 695-708

Построен алгоритм быстрого вычисления передаточной функции для неоднородной акустической трубы с потерями и разветвлениями. В его основе лежат выведенные аналитические соотношения между площадями поперечных сечений такой трубы и коэффициентами соответствующей авторегрессионной модели с подвижным средним. Сопоставление передаточных функций, вычисленных с помощью выведенных соотношений, с результатами стандартного метода длинной линии демонстрирует точность и эффективность построенного алгоритма. Библ. 31.

Акустический журнал, 57, 5, с. 695-708 (2011) | Рубрика: 04.09

 

Салин М.Б., Соков Е.М., Суворов А.С. «Расчет бистатической силы цели сложных многорезонансных оболочек методом конечных элементов» с. 709-716

Разработан и апробирован метод расчета бистатической силы цели сложных упругих конструкций с характерными линейными размерами от 1 до 10 длин волн. Предложенный метод базируется на конечно-элементном подходе к моделированию механоакустических свойств исследуемого объекта, дополненном алгоритмами генерации падающей плоской волны и вычисления дальнего поля с использованием функции Грина свободного пространства. Приведены результаты исследования точности разработанной схемы на телах простой формы с известным аналитическим решением. В частности, получено отклонение от теоретической величины менее 3 дБ в главном лепестке диаграммы направленности силы цели. Выполнено сравнение результатов расчета и эксперимента на примере тонкостенной подкрепленной оболочечной конструкции. Библ. 24.

Акустический журнал, 57, 5, с. 709-716 (2011) | Рубрика: 04.12

 

«Андрей Сергеевич Химунин (24.07.1931–02.10.2010)» с. 717-718

2 октября 2010 года ушел из жизни Андрей Сергеевич Химунин, доктор физико-математических наук, действительный член Академии медико-технических наук РФ.

Акустический журнал, 57, 5, с. 717-718 (2011) | Рубрика: 03

 

Коузов Д.П., Филиппенко Г.В. «О работе в 2010 году Санкт-Петербургского семинара по вычислительной и теоретической акустике Научного совета РАН по акустике» с. 719-720

В 2010 году семинар продолжал регулярную работу. Было проведено 15 заседаний семинара. Приводятся краткие резюме заслушанных докладов.

Акустический журнал, 57, 5, с. 719-720 (2011) | Рубрика: 01

 

Cui Zhiwen, Liu Jinxia, Yao Guijin, Wang Kexie «Electroseismic waves excited by vertical magnetic dipole in borenole» pp. 610-614

Acoustic and electromagnetic fields are coupled in a fluid saturated porous medium due to seismoelectric effect. Seismoelectric well logging method has been proposed to detect deep target formation utilizing such effect. Because of uncoupling of SH waves with P-SV waves, a simple and forthright way to get shear waves information is possible, especially for soft or slow formation whose shear wave velocity is lower than the velocity of borehole fluid. We consider the wave fields excited by a vertical magnetic dipole (VMD) source. Two methods are used to simulate, one is the coupled method based on Pride model and the other is the uncoupled method. For two methods, the frequency wavenumber domain representations of the acoustic field and associated seismoelectric field are formulated. The full waveforms of acoustic waves and electromagnetic wave induced SH waves excited by VMD source in the time domain propagation in borehole are simulated and analyzed.

Acoustical Physics, 57, 5, pp. 610-614 (2011) | Рубрика: 09.04

 

Dong Li-ming, Ni Chen-yin, Shen Zhong-hua, Ni Xiao-wu «Numerical simulation of evaluation of surface breaking cracks by array-lasers generated narrow-band SAW» pp. 730-736

Most of the factors limiting the extensive application of laser-based ultrasonic for nondestructive evaluation of surface breaking crack are its poor sensitivity, low efficiency relative to conventional contact ultrasonic methods and limit on the dimension of the cracks. For this reason, a new technique that multiplepulse narrow-band ultrasound generated by laser arrays has been proposed. It is found that crack detection dependent on spectrum of narrow-band ultrasound generated by laser arrays can be operated with low amplitude requirements. In this paper, the narrow-band ultrasound generated by pulse laser arrays interacting with surface breaking cracks has been simulated in detail by the finite element method (FEM) according to the thermoelastic theory. The pulsed array lasers were assumed to be transient heat source, and the surface acoustic wave (SAW) which propagating on the top of the plate was computed based on thermoelastic theory. Then the frequency spectrums of both reflected waves by crack and transmission ones through crack were compared with the direct waves. Results demonstrate that multiple-frequency components of the narrow-band ultrasound were varied with change of the depth of surface breaking cracks significantly, which provides the possibility for precise evaluation of surface breaking cracks.

Acoustical Physics, 57, 5, pp. 730-736 (2011) | Рубрики: 06.13 06.17 06.23