<<  >>

Акустический журнал, 2017, 63, выпуск 2

   

Андронов И.В. «Высокочастотная дифракция на узком гиперболоиде вращения» с. 129-136

Рассмотрена задача высокочастотной дифракции плоской акустической волны, падающей под малым углом к оси узкого гиперболоида вращения. Методом параболического уравнения в сфероидальных координатах построен старший член асимптотики поля в пограничном слое у поверхности в виде интеграла, содержащего функции Уиттекера. Обсуждены некоторые трудности его вычисления. Приведены результаты для поля на поверхности идеально жесткого гиперболоида, которые воспроизводят ожидаемые эффекты высокочастотной дифракции. Ключевые слова: дифракция, узкий гиперболоид, высокочастотная асимптотика, метод параболического уравнения. DOI: 10.7868/S0320791917010014

Акустический журнал, 63, 2, с. 129-136 (2017) | Рубрика: 04.06

 

Бобровницкий Ю.И., Морозов К.Д., Томилина Т.М. «Импедансный подход к проектированию эффективных поглотителей колебательной энергии» с. 137-144

Введенное ранее авторами понятие о наилучшем поглотителе звука, имеющем предельно достижимую эффективность поглощения энергии падающего звукового поля, распространено на произвольные линейные упругие среды и конструкции. Найдены аналитические соотношения для входных импедансных характеристик, которыми должен обладать наилучший поглотитель колебательной энергии. Реализация этих соотношений положена в основу предлагаемого импедансного метода проектирования эффективных поглотителей вибраций и шума. Изложены результаты лабораторного эксперимента, в котором подтверждена справедливость полученных теоретических соотношений и построен простейший наилучший поглотитель колебаний. Приведен также расчет параметров и эффективности динамического гасителя колебаний как наилучшего поглотителя. Ключевые слова: демпфирование упругих колебаний, наилучший поглотитель, импедансный критерий эффективности поглощения, динамический гаситель колебаний.

Акустический журнал, 63, 2, с. 137-144 (2017) | Рубрики: 04.15 10.07

 

Бочкарев А.В., Землянухин А.И., Могилевич Л.И. «Уединенные волны в неоднородной цилиндрической оболочке, взаимодействующей с упругой средой» с. 145-151

Выведено новое обобщенное неинтегрируемое уравнение шестого порядка, моделирующее осесимметричное распространение продольных волн в неоднородной цилиндрической оболочке, взаимодействующей с нелинейно-упругой средой. Для этого уравнения построены точные солитоноподобные решения как при совместном учете геометрической и физической нелинейностей, так и при их учете по отдельности. Ключевые слова: неоднородная цилиндрическая оболочка, уединенные волны, точные решения, нелинейные уравнения в частных производных. DOI: 10.7868/S0320791917020022

Акустический журнал, 63, 2, с. 145-151 (2017) | Рубрики: 04.01 05.09

 

Кокшайский А.И., Коробов А.И., Ширгина Н.В. «Диагностика упругих свойств плоской границы двух шероховатых сред поверхностными акустическими волнами» с. 152-157

Приводятся результаты экспериментальных исследований нелинейных упругих свойств плоской границы двух сред: подложки из оптически полированного стекла и плоских образцов с различной степенью шероховатости. Исследования нелинейных упругих свойств границы двух сред проводились с помощью поверхностных акустических волн (ПАВ) спектральным методом. Исследовано влияние внешнего давления, приложенного к границе, на эффективность генерации второй гармоники ПАВ. По измеренным амплитудам первой и второй гармоник поверхностной акустической волны, прошедшей вдоль границы, был рассчитан нелинейный акустический параметр второго порядка в зависимости от внешнего давления, приложенного к образцу при фиксированном значении амплитуды зондирующей волны. Обнаружено, что нелинейный параметр ПАВ немонотонно зависит от давления на границе. Проведен анализ полученных результатов на основе теории упругой контактной нелинейности и сделан вывод, что эти результаты могут быть использованы в неразрушающем контроле для диагностики шероховатости и волнистости поверхности плоских твердых тел. Ключевые слова: диагностика шероховатой границы, поверхностные акустические волны, генерация упругих гармоник, неклассическая нелинейность, нелинейный акустический параметр, контакт Герца. DOI: 10.7868/S0320791917010038

Акустический журнал, 63, 2, с. 152-157 (2017) | Рубрики: 05.14 06.13 06.23

 

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «Особенности энергетической структуры акустических полей в океане с двумерными случайными неоднородностями» с. 158-164

Работа посвящена аналитическому изучению и численному моделированию распространения среднечастотного акустического сигнала в среде двумерно-неоднородного случайного мелкого моря. Исследование выполнено методом поперечных сечений (локальных мод). Представлены оригинальные теоретические оценки поведения средней интенсивности акустического поля, показано, что на разных расстояниях особенности поведения потерь при распространении определяется интенсивностью флуктуаций, их горизонтальным масштабом и зависит от исходных регулярных параметров, таких как частота излучения и величина потерь звука в дне. Аналитически установлено, что для рассматриваемых параметров волновода и частоты звука межмодовое взаимодействие имеет локальный характер и оказывает слабое влияние на статистику. Установлено, что конкретный вид пространственного спектра неоднородностей скорости звука для статистических закономерностей интенсивности поля не имеет значения при наблюдении в диапазоне дистанций мелкого моря, представляющих практический интерес. Ключевые слова: случайно-неоднородное мелкое море, флуктуации акустического поля, статистические характеристики. DOI: 10.7868/S0320791917020058

Акустический журнал, 63, 2, с. 158-164 (2017) | Рубрики: 07.02 07.04 07.21

 

Исаев А.Е., Николаенко А.С., Черников И.В. «Подавление реверберационных искажений сигнала приемника с использованием передаточной функции бассейна» с. 165-174

Рассматривается метод подавления реверберационных искажений сигнала гидроакустического приемника при градуировке приемника в лабораторном бассейне. Метод основан на использовании передаточной функции бассейна – комплексного частотно-зависимого коэффициента, устанавливающего для точки приема соотношение между звуковыми давлениями в реверберационном звуковом поле бассейна и в свободном звуковом поле. Рассмотрена процедура экспериментального получения передаточной функции бассейна. Приведены примеры подавления реверберационных искажений при приеме шумового и импульсного звука. Ключевые слова: гидроакустический приемник, градуировка в бассейне, реверберационные искажения сигнала, шумовой и импульсный подводный звук, передаточная функция бассейна. DOI: 10.7868/S0320791917020071

Акустический журнал, 63, 2, с. 165-174 (2017) | Рубрики: 07.20 07.22

 

Каевицер В.И., Захаров А.И., Смольянинов И.В. «Исследование фазовых характеристик эхо-сигналов при вертикальном зондировании воды сигналами с линейной частотной модуляцией» с. 175-179

Исследованы фазовые характеристики эхо-сигналов при вертикальном акустическом зондировании водной среды узконаправленным излучением. Экспериментально показана возможность измерения зависимости фазы эхо-сигналов от запаздывания при зондирующем сигнале с линейной частотной модуляцией. Обоснована возможность дистанционного определения изменений скорости звука в воде. Ключевые слова: дистанционное акустическое зондирование, классификация зондируемых сред, эхолоты, линейная частотная модуляция, цифровая обработка эхо-сигналов, фазовый анализ эхо-сигналов. DOI: 10.7868/S0320791917010026

Акустический журнал, 63, 2, с. 175-179 (2017) | Рубрики: 07.16 12.01

 

Луньков А.А., Петников В.Г., Черноусов А.Д. «Затухание звука на океанском шельфе на небольших расстояниях от источника в присутствии поверхностного волнения» с. 180-186

С использованием численного моделирования проанализировано влияние поверхностного волнения на затухание низкочастотных акустических волн на мелководном океанском шельфе. Акцент сделан на потери при распространении на небольших (менее чем 50 глубин водного слоя) расстояниях от источника звука. Указанное влияние рассмотрено для мягкого и жесткого дна, когда скорость звука в дне соответственно меньше или больше скорости звука в морской воде. Показано, что для корректного прогноза потерь на малой дистанции при наличии шероховатой верхней границы необходимо учитывать взаимодействие и распространяющихся, и “вытекающих” мод. В случае жесткого дна по сравнению с низкоскоростным влияние поверхностного волнения на затухание оказывается наиболее выраженным. Ключевые слова: акустика мелкого моря, распространение звука в случайно-неоднородных средах, ветровое волнение, потери при распространении. DOI: 10.7868/S0320791917010087

Акустический журнал, 63, 2, с. 180-186 (2017) | Рубрики: 07.02 07.04

 

Мельников Н.П., Елистратов В.П. «Мезомасштабная пространственная изменчивость кавитационных порогов морской воды» с. 187-195

Приводится пространственная изменчивость кавитационных порогов и некоторых гидрологических и гидрохимических параметров морской воды в межфронтальной зоне субарктического фронта Тихого океана, в проливе Дрейка и в экваториальной части Тихого океана, измеренных в приповерхностном слое до глубины 70 м. Ключевые слова: порог кавитации, кавитационная прочность морской воды. DOI: 10.7868/S0320791917010099

Акустический журнал, 63, 2, с. 187-195 (2017) | Рубрики: 06.05 07.16

 

Малышкин Г.С. «Сравнительная эффективность классических и быстрых проекционных алгоритмов при разрешении слабых гидроакустических сигналов» с. 196-208

Определены соотношения по оптимизации выборочной оценки корреляционной матрицы классических (исходных и модифицированных) и быстрых проекционных алгоритмов в сложной помеховой ситуации. Проведены модельные исследования по сравнению разрешающей способности классических оптимизированных алгоритмов с характеристиками двух вариантов быстрых проекционных алгоритмов. Сравнение алгоритмов проведено по критерию уменьшения времени и сокращения угловой зоны потери контакта со слабой целью при пересечении ею трассы сильного мешающего сигнала. Определены соотношения по наиболее экономной реализации быстрого алгоритма. Ключевые слова: классические и быстрые проекционные алгоритмы, оптимизация корреляционной матрицы, модельные исследования, количественные оценки результатов. DOI: 10.7868/S0320791917020095

Акустический журнал, 63, 2, с. 196-208 (2017) | Рубрика: 12.02

 

Костин В.Н., Филатенков Д.Ю., Чекасина Ю.А., Василенко О.Н., Сербин Е.Д. «Особенности возбуждения и регистрации магнитоакустической эмиссии в ферромагнитных объектах» с. 209-216

Исследовано влияние условий возбуждения и регистрации на параметры магнитоакустической эмиссии (МАЭ) ферромагнетиков. Для большой группы различающихся по физическим свойствам и размерам образцов металлических ферромагнетиков зависимость амплитуды магнитоакустической эмиссии от частоты перемагничивающего поля имеет сходный немонотонный характер. Во всех исследованных случаях максимум амплитуды соответствует частоте поля 3–5 Гц. Уменьшение амплитуды МАЭ при дальнейшем увеличении частоты переменного поля связано с действием вихревых токов. Показано, что новым параметром структуроскопии ферромагнетиков может быть величина поля, соответствующего максимуму МАЭ, которая при заданной временной зависимости перемагничивающего поля может быть определена по временному сдвигу на осциллограмме. Ключевые слова: магнитоакустическая эмиссия, амплитуда, частота перемагничивания, вихревые токи, поле максимума магнитоакустической эмиссии. DOI: 10.7868/S0320791917010051

Акустический журнал, 63, 2, с. 209-216 (2017) | Рубрика: 06.16

 

Sharma Gaurav, Kumar Sushil, Singh Vivek «Design of Si-SiO2 phoxonic crystal having defect layer for simultaneous sensing of biodiesel in a binary mixture of diesel through optical and acoustic waves» pp. 158-167

The potentiality of a phoxonic crystal for sensing of biodiesel in a binary mixture of diesel and biodiesel is theoretically investigated. Using the transfer matrix method, the transmission of acoustic and optical waves through a periodic one-dimensional crystal of Si-SiO2 layers is studied. A pass band is created in the band gap region by introducing a cavity in the considered one-dimensional crystal structure. This pass band can also be considered as a defect mode, and it is found that its position is highly dependent on mole concentration of binary mixture of biodiesel and diesel present in the cavity. The sensitivity of the sensor for a binary mixture of biodiesel and diesel in the cavity with various mole concentrations is estimated. Simulated results provide a valuable guidance for designing a phoxonic crystal sensor consisting of a defect layer.

Acoustical Physics, 63, 2, pp. 158-167 (2017) | Рубрика: 06.03

 

Guan Shane, Southall Brandon L., Vignola Joseph F., Judge John A., Turo Diego «Sonar inter-ping noise field characterization during cetacean behavioral response studies off Southern California» pp. 204-215

The potential negative effects of sound, particularly active sonar, on marine mammals has received considerable attention in the past decade. Numerous behavioral response studies are ongoing around the world to examine such direct exposures. However, detailed aspects of the acoustic field (beyond simply exposure level) in the vicinity of sonar operations both during real operations and experimental exposures have not been regularly measured. For instance, while exposures are typically repeated and intermittent, there is likely a gradual decay of the intense sonar ping due to reverberation that has not been well described. However, it is expected that the sound field between successive sonar pings would exceed natural ambient noise within the sonar frequency band if there were no sonar activity. Such elevated sound field between the pings may provide cues to nearby marine mammals on source distances, thus influencing potential behavioral response. Therefore, a good understanding of the noise field in these contexts is important to address marine mammal behavioral response to MFAS exposure. Here we investigate characteristics of the sound field during a behavioral response study off California using drifting acoustic recording buoys. Acoustic data were collected before, during, and after playbacks of simulated mid-frequency active sonar (MFAS). An incremental computational method was developed to quantify the inter-ping sound field during MFAS transmissions. Additionally, comparisons were made between inter-ping sound field and natural background in three distinctive frequency bands: low-frequency (<3 kHz), MFA-frequency (3-4.5 kHz), and high-frequency (>4.5 kHz) bands. Results indicate significantly elevated sound pressure levels (SPLs) in the inter-ping interval of the MFA-frequency band compared to natural background levels before and after playbacks. No difference was observed between inter-ping SPLs and natural background levels in the low- and high-frequency bands. In addition, the duration of elevated inter-ping sound field depends on the MFAS source distance. At a distance of 900–1300 m from the source, inter-ping sound field at the exposure frequency is observed to remain 5 dB above natural background levels for approximately 15 s, or 65%, of the entire inter-ping interval. However, at a distance of 2000 m, the 5 dB elevation of the inter-ping SPLs lasted for just 7 s, or 30% of the inter-ping interval. The prolonged elevation of sound field beyond the brief sonar ping at such large distances is most likely due to volume reverberation of the marine environment, although multipath propagation may also contribute to this.

Acoustical Physics, 63, 2, pp. 204-215 (2017) | Рубрика: 13.01

 

Li Jiake, Chen Xiaodong, Wang Yi, Shi Yifeng, Yu Daoyin «Generalized sidelobe canceler beamforming applied to medical ultrasound imaging» pp. 229-236

A generalized sidelobe canceler (GSC) approach is proposed for medical ultrasound imaging. The approach uses a set of adaptive weights instead of traditional non-adaptive weights, thus suppressing the interference and noise signal of echo data. In order to verify the validity of the proposed approach, Field II is applied to obtain the echo data of synthetic aperture (SA) for 13 scattering points and circular cysts. The performance of GSC is compared with SA using boxcar weights and Hamming weights, and is quantified by the full width at half maximum (FWHM) and peak signal-to-noise ratio (PSNR). Imaging of scattering point utilizing SA, SA (hamming), GSC provides FWHMs of 1.13411, 1.68910, 0.36195 mm and PSNRs of 60.65, 57.51, 66.72 dB, respectively. The simulation results of circular cyst also show that GSC can perform better lateral resolution than non-adaptive beamformers. Finally, an experiment is conducted on the basis of actual echo data of an ultrasound system, the imaging result after SA, SA (hamming), GSC provides PWHMs of 2.55778, 3.66776, 1.01346 mm at z=75.6 mm, and 2.65430, 3.76428, 1.27889 mm at z =77.3 mm, respectively.

Acoustical Physics, 63, 2, pp. 229-236 (2017) | Рубрика: 13.04