Ватульян А.О., Юров В.О. «Исследование дисперсионных свойств неоднородного пьезоэлектрического волновода при наличии затухания» с. 339-348

Исследованы дисперсионные соотношения неоднородного по толщине пьезоэлектрического слоя с затуханием. В рамках концепции комплексных модулей задача сведена к изучению матричного дифференциального уравнения первого порядка с комплексными коэффициентами. Аналитически и численно изучены некоторые закономерности строения дисперсионных соотношений. Осуществлен асимптотический анализ в низкочастотной области. DOI: 10.7868/S0320791917040153

Еремин Ю.А., Свешников А.Г. «Обобщение оптической теоремы для произвольного мультиполя в присутствии прозрачного полупространства» с. 349-355

Оптическая теорема обобщается на случай возбуждения локальной неоднородности, внедренной в прозрачную подложку, мультиполем произвольного порядка. Показано, что для вычисления обобщенного сечения экстинкции достаточно вычислять производные от рассеянного поля в одной единственной точке, добавляя константу и определенный интеграл. Кроме общенаучного интереса, это обобщение дает возможность вычислять сечение поглощения посредством вычитания сечения рассеяния из сечения экстинкции. Последнее обстоятельство представляется важным, так как рассеянное поле в дальней зоне не содержит интегралов Зоммерфельда. Кроме того, сделанное обобщение позволяет тестировать компьютерные модули для случая рассмотрения неоднородности без потерь. DOI: 10.7868/S0320791917040049

Комкин А.И., Миронов М.А., Быков А.И. «Поглощение звука резонатором Гельмгольца» с. 356-363

Рассмотрены характеристики поглощения резонатора Гельмгольца, размещенного на торцевой стенке круглого канала. Экспериментально исследована зависимость коэффициента поглощения резонатора от диаметра его горла и глубины полости резонатора. На основе полученных экспериментальных данных проведена верификация существующей линейной аналитической модели резонатора Гельмгольца, по результатам которой определена диссипативная присоединенная длина горла резонатора, обеспечивающая соответствие экспериментальных и расчетных данных. Получены зависимости поглощения звука резонатором Гельмгольца от его геометрических параметров. DOI: 10.7868/S0320791917030078

Антонов С.Н. «Акустооптический дефлектор на кристалле парателлурита с использованием широкополосного клеевого акустического контакта» с. 364-370

Изучено широкополосное акустическое согласование пьезоэлектрического преобразователя из кристалла ниобата лития с акустооптическим кристаллом TeO₂. Преобразователь акустически присоединен к кристаллу методом клеевого контакта. Разработана экспериментальная методика создания пьезопреобразователя с акустическим согласующим слоем из пленки олова. Определены условия оптимального технологического режима при нанесении согласующего слоя. Результаты исследования использованы при создании широкополосного высокоэффективного дефлектора с центральной частотой ультразвука 37 МГц, частотной полосой сканирования более 30 МГц и эффективностью дифракции около 90% на длине волны 1.06 мкм. DOI: 10.7868/S0320791917030017

Полунин В.М., Ряполов П.А., Платонов В.Б., Шельдешова Е.В., Карпова Г.В., Арефьев И.М. «Упругость магнитной жидкости в сильном магнитном поле» с. 371-379

Проведены комплексные измерения упруго-магнитных параметров магнитной жидкости, удерживаемой магнитной левитацией в горизонтально расположенной трубке в сильном магнитном поле: частоты и коэффициента затухания колебаний, коэффициентов статической, пондеромоторной и динамической упругости, смещения жидкости при наложении гидростатического давления, кривой намагничивания, а также напряженности и градиента напряженности магнитного поля. Расчеты, проведенные с использованием модели пондеромоторной упругости с введенной поправкой на сопротивление движущейся вязкой жидкости и на основе результатов смещения столбика жидкости для двух образцов магнитной жидкости, находятся в хорошем соответствии с экспериментальной кривой намагничивания. Описанная методика представляет интерес для исследования магнитофореза и агрегирования наночастиц в магнитных коллоидах. DOI: 10.7868/S0320791917040116

Вировлянский А.Л., Макарова Ю.М. «Минимальный размер фокального пятна при фокусировке поля в волноводе с помощью вертикальной антенны» с. 380-388

Рассмотрена задача об использовании вертикальной антенной решетки для фокусировки монохроматического поля в окрестность заданной точки подводного звукового канала. Обсуждается решение задачи, полученное с ограничением на начальные углы скольжения излучаемых волн. Ограничение введено для повышения устойчивости решения к влиянию случайных возмущений поля скорости звука. При этом излученное поле представляет собой волновой пучок, распространяющийся вдоль опорного луча, соединяющего центр антенны и точку фокусировки. В приближении геометрической оптики получены аналитические оценки минимально возможных размеров фокального пятна. Получен упрощенный вариант формулы для вертикального масштаба пятна, который удобен для грубых экспресс-оценок и сопоставления фокусирующих свойств волноводов с разными профилями скорости звука. DOI: 10.7868/S0320791917030121

Григорьев В.А., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Звуковое поле в мелководном волноводе арктического типа с дном, содержащим газонасыщенный осадочный слой» с. 389-405

Проанализированы возможности модового описания звукового поля в мелководном волноводе арктического типа с дном, содержащим газонасыщенный осадочный жидкий слой, лежащий на упругом полупространстве (вечной мерзлоте). Установлено, что моды, включая квазимоды, вычисленные при использовании разрезов Пекериса, дают наилучшее описание поля в водном слое на коротких расстояниях от источника звука порядка 1–10 глубин волновода. Расчеты потерь при распространении в волноводе для толщины осадочного слоя сравнимой или большей, чем длина звуковой волны в осадках, показали, что морское дно ведет себя как однородное жидкое полупространство. Потери при распространении резко возрастают при приближении скорости звука в осадках к скорости звука в воде. Предложена методика оценки скорости звука в осадочном слое, основанная на анализе кривых затухания составляющих звуковых полей, отвечающих различной сумме волноводных мод. DOI: 10.7868/S0320791917040050

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. «Спектрограмма и локализация источника звука в мелком море» с. 406-418

Изложен подход к обнаружению источника звука, оценкам радиальной скорости и удаленности от приемника, основанный на двукратном преобразовании Фурье интерференционной картины, формируемой во время движения. Получаемая спектрограмма содержит локализованные области спектральной плотности однотипных мод. Оценены размеры области локализации и распределение спектральной плотности. Обсужден вопрос о разрешении движущихся источников звука. Приведены результаты натурного эксперимента и рассмотрена помехоустойчивость подхода локализации источника с использованием одиночного приемника. DOI: 10.7868/S0320791917040086

Денисов С.Л., Корольков А.И. «Исследование эффективности экранирования шума с помощью метода последовательностей максимальной длины в приложении к задачам авиационной акустики» с. 419-435

С помощью метода последовательностей максимальной длины проводится изучение явления дифракции акустических волн в приложении к задаче экранирования шума. В качестве экранов используются прямоугольные пластины и модель самолета интегральной компоновки. При исследовании экранирования шума моделью самолета используется теорема взаимности. Проводится сравнение экспериментальных результатов с расчетами, выполненными в рамках геометрической теории дифракции (ГТД). На основе расчетов осуществляется идентификация вкладов от различных областей экранирующей поверхности в полное акустическое поле. Для модели самолета вычисляется зависящий от частоты коэффициент экранирования. DOI: 10.7868/S0320791917040025

Римская-Корсакова Л.К. «Проявления периферического кодирования в эффекте повышения громкости и особенностях распознавания интенсивности импульсов, предъявляемых до и после импульсных помех» с. 436-448

Для нахождения возможных причин среднеуровневого повышения громкости импульсов и увеличения отношения Вебера во время распознавания интенсивности импульсов при маскировке проведено сравнение комплементарных распределений спайковой активности ансамбля волокон слухового нерва, таких как распределение моментов появления спайков во времени, распределение межспайковых интервалов, автокорреляционная функция. Свойства распределений обнаруживались в постстимульной гистограмме, гистограмме распределения межспайковых интервалов и автокорреляционной гистограмме, полученных из реакции ансамбля модельных волокон слухового нерва в ответ на одно предъявление звукового комплекса “импульсная помеха–полезный импульс”. Были использованы две конфигурации комплексов: в одной варьировали пиковую амплитуду импульса и фиксировали амплитуду помехи, в другой фиксировали амплитуду импульса и варьировали амплитуду помехи. Помеха могла опережать импульс или следовать за ним. Длительности помехи и импульса, а также интервал между ними составляли соответственно 10, 10 и 50 мс. Центральные частоты помехи и импульса были равны 4 кГц и соответствовали характеристическим частотам модельных волокон. Профили всех вычисленных гистограмм имели по два максимума. Величины и положение максимумов на постстимульной гистограмме соответствовали амплитудам и взаимному временному положению помехи и импульса. Максимум, возникший в ответ на действие импульса, мог быть основой для формирования громкости последнего (“явной громкости”). Однако положения максимумов на двух других гистограммах не зависели от положений импульсов и помех в комплексах. Первый максимум приходился на короткие интервалы и объединял интервалы, соответствующие длительностям помехи и импульса. Второй максимум приходился на интервалы, соответствующие задержке импульса относительно помехи, его величина была пропорциональной той амплитуде помехи или импульса, которая в комплексе была наименьшей. Увеличение амплитуд импульсов или помех вызывали нелинейные изменения двух максимумов и отношения между ними. Величина первого максимума в распределении межспайковых интервалов могла быть основой для формирования громкости замаскированного импульса (“неявной громкости”), а величина второго максимума – основой для формирования выраженности (силы) высоты периодичности комплекса. Слуховой эффект среднеуровневого повышения громкости импульса мог быть обусловлен изменениями неявной громкости импульса, вызванными изменениями интенсивности импульсов или помех. Причиной увеличения отношения Вебера могло быть конкурентное взаимодействие таких субъективных качеств, как явная и неявная громкости импульса, сила высоты периодичности комплекса. DOI: 10.7868/S032079191704013X

Шамаев В.Г., Горшков А.Б. «Открытая система информационного обеспечения акустики» с. 449-458

Обсуждаются проблемы, связанные с отсутствием в Российской Федерации единого центра сбора и предоставления информации по русскоязычным научным публикациям. Предлагается технологическая схема, полезная при создании такого центра. Описывается кластер этого центра на примере акустической тематики, уже реализованный на кафедре акустики физического факультета МГУ им.М.В. Ломоносова. Соответствующий портал “Акустика” (http://akdata.ru) находится в открытом доступе в Интернете. Входные точки портала: полнотекстовый архив “Акустического журнала”, “Сигнальная информация” по акустике и “Информационно-поисковая система ‘Акустика’. Русскоязычные источники”. Описывается работа с системой. Приводятся наукометрические данные, полученные из анализа информационного содержания системы, по журналам, рубрикам, авторам. Проведена проверка закона Брэдфорда “рассеяния научных публикаций” на примере акустической тематики. Дан список авторов, демонстрирующий публикационную активность в области акустики. DOI: 10.7868/S0320791917040141

Серебряный А.Н. «Леонид Максимович Бреховских – 100 лет со дня рождения» с. 459-460

DOI: 10.7868/S0320791917040013

Huo Shao-Yong, Chen Jiu-Jiu, Song Guang-Huang, Han Xu «Asymmetric propagation of the first order antisymmetric lamb wave in a tapered plate based on time domain analysis» pp. 393-401

The asymmetric propagation of the first order antisymmetric (A₁) Lamb wave in a tapered plate respectively carved with sharp bottom corner and round bottom corner is theoretically investigated. Through numerical simulation of A₁ Lamb wave in time domain, we find that when the thickness of the waveguide abruptly decreases to below the cut-off thickness, about half of the A₁ mode is converted into the fundamental symmetrical S₀ and antisymmetrical A₀ modes to pass through the defected region. Furthermore, the transmitted modes A₀ and S₀ are completely apart from each other and can be quantitatively evaluated. Conversely, when the thickness change is very smooth, most of the energy of A₁ Lamb wave is reflected back. It is the unique mode conversion behavior that leads to great transmission difference value of A₁ Lamb wave along the opposite directions. Finally, the influence of geometrical parameters on the transmission coefficient is also studied. The higher efficiency and proper working frequency range can be realized by adjusting the slope angle, height h₁ and h₂. The simple asymmetric systems will be potentially significant in applications of ultrasound diagnosis and therapy.

Naserabadi M.J.Ranjbar, Sodagar S. «Ultrasonic high frequency lamb waves for evaluation of plate structures» pp. 402-409

The potentials of high frequency Lamb wave modes are investigated in the inspection of plate-like structures. The wave propagation characteristics of higher order wave modes and the corresponding sensitivity and detectability are studied. Finite element simulations are carried out using infinite elements to model the ultrasonic wedge transducer and the inspection system. Experimental pulse-echo measurements are conducted to verify the influence of different modes characteristics predicted from the finite element simulations. The experimental measurements show a good agreement with the obtained numerical results for the fundamental modes, S₀ and A₀, and the higher order modes, S₁ and A₁, at 4 MHz mm of frequency–thickness.

Ding S.S., Jin S.J., Luo Z.B., Chen J., Lin L. «Researches on the ultrasonic scattering attenuation of carbon fibre reinforced plastics with 2D real morphology void model» pp. 490-495

In order to investigate the ultrasonic propagation in carbon fibre reinforced plastics with complex void morphology, the effective mathematical model needs to be established. The current models are oversimplified on void morphology, leading to the significant inconsistency of theoretical calculation with experimental results. In view of the problem, a real morphology void model (RMVM) was established with the idea of image-based modeling. The void morphology was extracted by digital image processing technology, and the material properties were assigned subsequently. As a result of the complex and random void morphology in RMVMs, a non-unique corresponding relationship was verified between porosity and ultrasonic attenuation coefficient. In the scatterplot of simulation, about 66 percent of points were plotted within the 10% error band of fitting line, while almost all the data located at the 20% error zone. The simulation results showed good consistency with experiments, and it proved the validity of RMVM. The investigation provides a novel model to explore the ultrasonic scattering mechanism for the composite materials containing random voids.