<<  >>

Акустический журнал, 2014, 60, выпуск 4

   

Попов М.М., Кирпичникова Н.Я. «О проблемах применения параболического уравнения к дифракции на вытянутых телах» с. 339-346

Статья является продолжением работы авторов, посвященной осесимметрической задаче коротковолновой дифракции на вытянутых телах вращения. В ней кратко излагается подход, основанный на двухмасштабном асимптотическом разложении в методе параболического уравнения Леонтовича–Фока, и возникающие при этом проблемы. В случае сильно вытянутого тела (например, для эллипсоида вращения, большая полуось которого более чем в 30 раз превосходит малую) соответствующее параболическое уравнение и все последующие рекуррентные уравнения становятся сингулярными. В неосесимметрическом случае проблемы возникают в связи со специфическим поведением геодезических линий на поверхности рассеивателя. DOI: 10.7868/S0320791914040145

Акустический журнал, 60, 4, с. 339-346 (2014) | Рубрика: 04.03

 

Бобровницкий Ю.И. «Акустический метаматериал с необычными волновыми свойствами» с. 347-355

Предложено несколько вариантов конструкции нового акустического метаматериала с необычными волновыми свойствами, исследована дисперсия нормальных волн. Одним из вариантов является полосовой фильтр, в полосе пропускания которого фазовая скорость нормальной волны отрицательна. В другом варианте имеется две полосы пропускания: в одной полосе фазовая скорость положительна, в другой – отрицательна. Как следствие, в нем могут наблюдаться необычные физические явления, в частности двойное лучепреломление особого вида и комбинированный эффект Доплера. В длинноволновом диапазоне, где метаматериал ведет себя как непрерывная среда, выведены соответственные уравнения в частных производных. Отмечены существенные отличия от обычного волнового уравнения. DOI: 10.7868/S0320791914040017

Акустический журнал, 60, 4, с. 347-355 (2014) | Рубрики: 06.03 06.15

 

Лобанова Е.Г., Лобанов С.В., Хохлова В.А. «Распространение встречных волн с разрывами в нелинейной среде типа биологической ткани» с. 356-367

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. DOI: 10.7868/S0320791914040078

Акустический журнал, 60, 4, с. 356-367 (2014) | Рубрика: 05.03

 

Руденко О.В. «Нелинейные интегро-дифференциальные модели для интенсивных волн в средах типа биотканей и геоструктур со сложной внутренней динамикой релаксационного типа» с. 368-375

Изложена универсальная схема конструирования нелинейных интегро-дифференциальных моделей для описания интенсивных волн в средах со сложной внутренней динамикой релаксационного типа. Приведены примеры таких сред. Описаны различные формы ядер. Указаны случаи, в которых модели могут быть упрощены путем их сведения к дифференциальным или дифференциально-разностным уравнениям с частными производными. Получены интегральные соотношения для количества движения и энергии, переносимых волной. Найдены точные решения. Использован метод отображений для получения приближенных решений и анализа решений в виде разностных соотношений. DOI: 10.7868/S0320791914040169

Акустический журнал, 60, 4, с. 368-375 (2014) | Рубрики: 05.03 06.06 13.02

 

Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. «Пространственная интерференция нормальных волн в океанических волноводах» с. 376-383

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. DOI: 10.7868/S0320791914040066

Акустический журнал, 60, 4, с. 376-383 (2014) | Рубрика: 07.01

 

Рутенко А.Н., Манульчев Д.C. «Распространение низкочастотных волн через мыс Шульца» с. 384-394

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. DOI: 10.7868/S0320791914040170

Акустический журнал, 60, 4, с. 384-394 (2014) | Рубрика: 07.14

 

Наугольных К.А. «Нелинейные звуковые волны при схлопывании вихревого диполя» с. 395-397

Излучение звука вихревым диполем уменьшает энергию диполя и меняет распределение вихревой скорости. Происходит относительное смещение компонентов диполя. Ранее такой процесс акустической неустойчивости вихря рассматривался применительно к случаю слабого акустического излучения, описываемого волновым уравнением. Особенности акустической неустойчивости при излучении сильно нелинейного звука вихрем рассматриваются в настоящей работе. DOI: 10.7868/S032079191404011X

Акустический журнал, 60, 4, с. 395-397 (2014) | Рубрика: 05.11

 

Марапулец Ю.В., Тристанов А.Б., Шевцов Б.М. «Анализ структуры сигналов акустической эмиссии звукового диапазона методом разреженной аппроксимации» с. 398-406

Предложен новый подход для частотно-временного анализа акустической эмиссии звукового диапазона частот, основанный на методе разреженной аппроксимации. С учетом характеристик геоакустических сигналов построен базисный словарь, основанный на функциях Берлаге. Показано, что применение разработанного метода при анализе реальных данных позволяет выявлять внутреннюю структуру геоакустических импульсов, обусловленную особенностями их источников. Полученные результаты могут быть использованы для диагностики деформационных процессов в природных средах. DOI: 10.7868/S032079191404008X

Акустический журнал, 60, 4, с. 398-406 (2014) | Рубрики: 08.15 12.01 14.04

 

Чудновский Л.С., Агеев В.М. «Расчет избирательных фильтров устройства первичного анализа речевых сигналов» с. 407-412

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. DOI: 10.7868/S0320791914040030

Акустический журнал, 60, 4, с. 407-412 (2014) | Рубрика: 13.05

 

Салин М.Б., Досаев А.С., Коньков А.И., Салин Б.М. «Численное моделирование брэгговского рассеяния звука на поверхностном волнении при различных значениях параметра Рэлея» с. 413-425

Описываются методы численного моделирования спектральных характеристик акустического сигнала, рассеянного на многомасштабном поверхностном волнении. Они включают алгоритмы расчета рассеянного поля по методу Кирхгофа и с помощью интегрального уравнения, а также алгоритмы генерации взволнованной поверхности с учетом нелинейных гидродинамических эффектов. Акцент сделан на исследовании спектра брэгговского рассеяния, вызванного поверхностными волнами, частота которых на несколько октав превышает основную низкочастотную компоненту волнения. Оценивается уширение спектра сигнала, рассеянного в обратном направлении. Рассматривается возможность расширения области применения метода расчета, полученного из условия малых возмущений, на случаи, когда параметр Рэлея ≥1. DOI: 10.7868/S0320791914040182

Акустический журнал, 60, 4, с. 413-425 (2014) | Рубрики: 04.04 07.10

 

Преснов Д.А., Жостков Р.А., Гусев В.А., Шуруп А.С. «Дисперсионные зависимости упругих волн в покрытом льдом мелком море» с. 426-436

Исследованы дисперсионные зависимости акустических волн, распространяющихся в условиях, близких к условиям мелкого моря, покрытого льдом. Получено дисперсионное уравнение для слоистой среды, состоящей из упругого слоя (лед), жидкого слоя (морская толща) и упругого однородного полупространства (дно). Обсуждены возможности оценки некоторых параметров рассматриваемой слоистой структуры на основе анализа дисперсионных кривых. Результаты численных расчетов сопоставлены с данными натурного эксперимента по регистрации сейсмоакустических сигналов в условиях ледовой обстановки. DOI: 10.7868/S0320791914040157

Акустический журнал, 60, 4, с. 426-436 (2014) | Рубрика: 07.14

 

Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин С.В. «Обнаружение новых акустических сигналов от головы человека» с. 437-442

С помощью пьзопреобразователей продольных акустических колебаний обнаружены новые акустические сигналы, генерируемые головой человека, которые хорошо проявляются при их съеме с височных областей, несколько хуже – при съеме со лба. Они имеют вид импульсов длительностью около 4 мс, следующих с изменяющимся периодом от 60 до 120 мс. Уровень сигналов примерно на два порядка превышает уровень тепловых акустических флуктуаций. Сигналы возникают при релаксации испытуемого, когда он находится в покое с закрытыми глазами и мотивирован на засыпание. Они имеют частоты следования, близкие к частотам альфа-ритма, однако точного согласования с сигналами альфа-ритма на длительных (порядка минуты) интервалах не наблюдается. Сигналы, снимаемые с разных висков, как правило, не имеют строгой синхронизации. Подобие некоторых параметров этих сигналов параметрам сигналов ЭЭГ позволяет назвать их акустоэнцефалографическими сигналами. DOI: 10.7868/S0320791914040108

Акустический журнал, 60, 4, с. 437-442 (2014) | Рубрика: 13.01

 

Буров В.А., Зотов Д.И., Румянцева О.Д. «Восстановление пространственных распределений скорости звука и поглощения в мягких биотканях по модельным данным ультразвукового томографирования» с. 443-456

Для восстановления пространственных распределений акустических характеристик мягких биологических тканей – скорости звука и коэффициента поглощения – используется двухшаговый алгоритм. Знание этих распределений актуально для целей ранней диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований в биотканях, прежде всего, – в молочной железе. На первом шаге оцениваются крупномасштабные распределения, которые на втором шаге уточняются с высоким разрешением. Представляются результаты восстановления на основе модельных исходных данных. Иллюстрируется принципиальная необходимость предварительного восстановления крупномасштабных распределений и последующего учета их на втором шаге. Привлечение для обработки технологии CUDA позволяет получать итоговые изображения форматом 1024×1024 отсчетов всего за несколько минут. DOI: 10.7868/S0320791914040029

Акустический журнал, 60, 4, с. 443-456 (2014) | Рубрики: 12.06 13.03

 

Zhang Peizhen, Wang Shuozhong «Fast prediction of scattered sound field based on Fourier diffraction theory under second-order born approximation» pp. 379-386

The directional pattern of sound waves scattered from an object insonified by a plane wave can be efficiently predicted using the Fourier diffraction theorem (FDT). This is achieved by sampling a circle in the discrete Fourier transform of the object/medium distribution. However, the FDT-based approach under the first-order Born approximation is only applicable to weak scattering. To improve the prediction accuracy and expand the method’s scope of applications, we introduce a second-order correction term to the solution, which is obtained by taking the first-order scattered waves as secondary incident sources, and calculate the “scattering” in the same way as in the first-order FDT-based approach. Adding the resulting correction term to the directional pattern based on the first-order Born approximation, the second-order prediction is obtained. Numerical results show that the proposed method can provide improved directional patterns of the scattered waves, and the range of applicability is significantly expanded.

Acoustical Physics, 60, 4, pp. 379-386 (2014) | Рубрика: 04.06

 

Jhanwar D., Sharma K.K., Modani S.G. «Generalized fractional S-transform and its application to discriminate environmental background acoustic noise signals» pp. 466-473

We propose a modification of S-transform (ST) by changing the kernel of Fourier transform (FT) with that of fractional Fourier transform (FRFT) and call it generalized fractional ST (GFST). The FRFT is a generalization of FT and it has been shown more useful than the FT for signals with changing frequencies such as chirp signals. The proposed GFST is applied to analyze and classify different environmental background sound mixed with speech signal in the form of additive noise. The simulation results demonstrate that Euclidean distance between the feature vectors computed from generalized fractional ST corresponding to different background noise is increased as compared to ST for the same set of feature vectors and signals.

Acoustical Physics, 60, 4, pp. 466-473 (2014) | Рубрики: 10.01 12.02

 

Min Qi, He Wan-Quan, Wang Quan-Biao, Tian Jia-Jin, Zhang Qing-You «A study of stepped acoustic resonator with transfer matrix method» pp. 492-498

Transfer matrix method was applied in the study of stepped acoustic resonators. Transfer matrix method was more competent in comparison with analytic method to investigate the acoustic properties of stepped acoustic resonator, especially multi-step acoustic resonator. With the help of the numerical solution, the resonance frequencies, the phase angles and the radiation impedances of stepped acoustic resonators which consisted of one to five sub-tubes were studied theoretically and experimentally. The numerical solutions were in excellent agreement with the experimental results.

Acoustical Physics, 60, 4, pp. 492-498 (2014) | Рубрики: 04.09 14.01