<<  

Акустический журнал, 2017, 63, выпуск 5

   

Захаров Д.Д. «Низкочастотные асимптотики комплексных дисперсионных кривых для волн Лэмба в слоистых упругих пластинах» с. 463-473

Предложен итерационно-асимптотический метод расчета комплексных дисперсионных кривых для изотропно-слоистых пластин. На первом этапе в явном виде выводится дисперсионное уравнение и его предельный вид в статике. Исследуются предельные переходы к совпадающим материалам или к исчезающе малым толщинам слоев. Подробно анализируется частный случай материалов с совпадающими модулями сдвига. Определяется асимптотика статических корней при большом значении модуля корня, оценивается погрешность асимптотики и предлагается итерационный метод расчета точных значений корней. Далее выводится длинноволновая асимптотика дисперсионных ветвей и доказывается, что всякая комплексная дисперсионная кривая имеет протяженный пологий участок. Асимптотика тем точнее, чем ниже частота и чем выше значение номера кривой. Точные значения волновых чисел на дисперсионной кривой также находятся с помощью итерационной процедуры. Приводятся примеры расчета дисперсионных кривых.

Акустический журнал, 63, 5, с. 463-473 (2017) | Рубрика: 04.05

 

Адамашвили Г.Т. «Векторный солитон самоиндуцированной прозрачности обобщенной волны Лява» с. 474-480

Построена теория акустической самоиндуцированной прозрачности двухкомпонентного векторного солитона для обобщенной волны Лява. Трехслойная система содержит резонансный переходный слой с парамагнитными примесными атомами или квантовымы точками. Показано, что в этих условиях может формироваться векторный солитон обобщенной волны Лява осциллирующий на суммарной и разностной частотах в окрестности частоты несущей волны. Приводятся явные аналитические выражения для параметров нелинейной поверхностной акустической волны, которые зависят от упругих свойств соприкасающихся сред, резонансного переходного слоя и поперечной структуры волны. Численные расчеты проводятся для трехслойной системы Al2O3/ZnO/SiO2. Показано существенное различие между двухкомпонентным векторным и однокомпонентным солитонами.

Акустический журнал, 63, 5, с. 474-480 (2017) | Рубрики: 04.05 05.10

 

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В., Ахматгалиев В.А. «Генерация высших акустических гармоник на плоской шероховатой границе двух твердых тел» с. 481-488

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния статического давления, приложенного к плоской шероховатой границе двух твердых тел, на ее нелинейные упругие свойства. Исследования проведены спектральным методом по эффективности генерации высших акустических гармоник, возникающих при отражении от границы и прохождении через нее продольной упругой волны конечной амплитуды. Была обнаружена немонотонная зависимость амплитуд акустических гармоник от величины приложенного к границе внешнего реверсивного статического давления: для амплитуд второй и третьей гармоник наблюдались выраженные максимумы амплитуды с уменьшением внешнего статического давления. Было также обнаружено, что амплитуды второй, третьей и четвертой акустических гармоник увеличиваются при уменьшении внешнего статического давления (по сравнению с их значениями при тех же величинах давления при его увеличении). Экспериментально определенная степенная зависимость высших акустических гармоник от амплитуды первой акустической гармоники значительно отличалась от классических показателей для этих гармоник. Было проанализировано влияние внешнего давления на величину нелинейных упругих параметров второго и третьего порядков. Анализ экспериментальных результатов был проведен на основе неклассической акустической нелинейности.

Акустический журнал, 63, 5, с. 481-488 (2017) | Рубрики: 05.04 06.03 09.01 14.04

 

Росницкий П.Б., Гаврилов Л.Р., Юлдашев П.В., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «О возможности применения многоэлементных фазированных решеток для ударно-волнового воздействия на глубокие структуры мозга» с. 489-500

Метод неинвазивной ультразвуковой хирургии с использованием многоэлементных фокусирующих фазированных решеток уже успешно применяется для разрушения опухолей и проведения нейрохирургических операций в глубоких структурах мозга человека. В то же время был выявлен ряд недостатков существующих систем, ограничивающих возможности их клинического использования: большие размеры решетки полусферической формы, невозможность ее механического перемещения относительно головы пациента, ограниченная область динамической фокусировки в области центра кривизны решетки и опасность перегрева черепа при тепловом воздействии. В работе исследуется возможность использования решеток с меньшими геометрическими размерами и меньшим углом раскрытия для реализации ударно-волновых режимов теплового и механического (гистотрипсия) воздействия на ткани мозга, что потенциально позволит преодолеть указанные недостатки и расширить возможности транскраниальной ультразвуковой хирургии. Задача рассматривается с учетом существующих на сегодняшний день технических ограничений по интенсивности на элементах решетки.

Акустический журнал, 63, 5, с. 489-500 (2017) | Рубрики: 05.11 13.01

 

Завольский Н.А., Малеханов А.И., Раевский М.А., Смирнов А.В. «Влияние ветрового волнения на характеристики горизонтальной антенны в условиях мелкого моря» с. 501-512

Анализируется влияние статистических эффектов распространения акустического сигнала, возбуждаемого тональным источником в канале мелкого моря с взволнованной поверхностью, на эффективность горизонтальной фазированной антенной решетки. В качестве характеристик антенны рассматриваются функция углового отклика при заданном направлении на источник и коэффициент усиления выходного отношения сигнал/шум (антенный выигрыш). Численное моделирование выполнено применительно к зимним гидрологическим условиям Баренцева моря в широкой области параметров, определяющих условия формирования пространственных корреляций сигнала. Полученные результаты демонстрируют основные физические эффекты влияния ветрового волнения на характеристики антенны и позволяют дать количественный прогноз эффективности работы протяженных горизонтальных антенн в реалистичных условиях мелкого моря.

Акустический журнал, 63, 5, с. 501-512 (2017) | Рубрики: 07.04 07.19

 

Морозов А.Н., Лемешко Е.М., Федоров С.В. «Звукорассеивающие слои Черного моря по данным ADCP- наблюдений» с. 513-522

Обсуждаются результаты экспедиций в северо-западную часть Черного моря, выполненных в 200–2008 гг. В качестве эхолотов использовались акустические доплеровские профилометры течений (ADCP) с рабочей частотой 150 и 300 кГц. Определены характерные масштабы пространственной изменчивости рассеяния звука в Черном море и дана интерпретация выявленных особенностей. Приведены характеристики глубинного звукорассеивающего слоя Черного моря.

Акустический журнал, 63, 5, с. 513-522 (2017) | Рубрика: 07.08

 

Еремин А.А., Глушков Е.В., Глушкова Н.В., Ламмеринг Р. «Локализация неоднородностей в упругой пластине методом обращения волн» с. 523-531

Рассматриваются теоретические и практические аспекты применения метода временного обращения упругих волн для локализации источника колебаний или дефекта в приложении к задачам активного ультразвукового мониторинга тонкостенных металлических конструкций. Переизлучение в обратном направлении инвертированного по времени сигнала осуществляется с использованием компьютерной модели, разработанной на основе полуаналитического интегрального подхода. Экспериментальная проверка предлагаемого алгоритма осуществляется на алюминиевых образцах, возбуждаемых пленочными пьезоактивными элементами. Полученные результаты подтверждают возможность достоверного определения положения и размера области приложения нагрузки и локальной неоднородности, используя относительно небольшое количество точек измерения сигналов на поверхности образца.

Акустический журнал, 63, 5, с. 523-531 (2017) | Рубрики: 04.05 12.07 14.03

 

Леонов А.С., Сорокин В.Н. «Верхняя граница ошибок решения обратной задачи определения голосового источника» с. 532-545

Рассматривается обратная задача нахождения формы импульса голосового источника по заданному сегменту речевого сигнала в рамках специальной математической модели, связывающей эти величины. Предложен вариационный метод решения поставленной обратной задачи для двух новых параметрических классов источников: кусочно-линейного и А-источника. Рассмотрен вопрос о погрешности получаемых приближенных решений обратной задачи и предложена методика численной оценки этой погрешности, основанная на теории апостериорных оценок точности решения некорректных задач. Проведено компьютерное исследование адекватности предлагаемых моделей источников, а также исследование апостериорных оценок точности решения обратных задач для таких источников по различным видам речевых сигналов. Численные эксперименты для речевых сигналов показали удовлетворительные свойства таких апостериорных оценок, представляющих верхнюю границу возможных ошибок при решении обратной задачи. Оценка наиболее вероятной ошибки определения форм импульсов источника для исследованного речевого материала составляет в среднем около 7%. Отмечено, что апостериорные оценки точности могут использоваться как критерий качества определения формы импульса голосового источника в задаче распознавания дикторов.

Акустический журнал, 63, 5, с. 532-545 (2017) | Рубрика: 13.05

 

Титов С.А., Маев Р.Г., Богаченко А.Н. «Линзовый многоэлементный акустический микроскоп в режиме измерения параметров слоистых объектов» с. 546-552

Рассмотрен акустический микроскоп с цилиндрической линзой и ультразвуковой решеткой, а также методика измерений с его помощью скоростей продольной и поперечной волн, толщины и плотности исследуемого слоя. Построена теоретическая модель микроскопа, найдена связь выходного пространственно-временного сигнала решетки с угловой зависимостью коэффициента отражения образца. Показано, что скорости объемных волн и толщина могут быть определены по измеренным элементами решетки задержкам ультразвуковых откликов, отраженных от границ слоя, а плотность – по амплитудам этих откликов. Экспериментальная апробация метода выполнена с помощью 20-элементной решетки с центральной частотой 15 МГц и периодом 0.8 мм. На примере пластинки из дюралюминия показано, что погрешность измерения толщины и скорости продольной волны не превосходит 1%, скорости поперечной волны – 2%, а плотность может быть оценена с точностью примерно 5%.

Акустический журнал, 63, 5, с. 546-552 (2017) | Рубрики: 06.17 12.05 14.04

 

Макалкин Д.И., Коршак Б.А., Брысев А.П. «Экспериментальное наблюдение структурирования эритроцитов крови в поле стоячих поверхностных акустических волн» с. 553-559

Приведены экспериментальные результаты наблюдения эффекта структуризации одного из форменных элементов крови – эритроцитов, в поле стоячих поверхностных акустических волн. Получены характерные изображения полосчатых структур, образованных эритроцитами на поверхности ниобата лития вследствие ультразвукового воздействия. Проведен сравнительный анализ результатов по ультразвуковому структурированию эритроцитов в образце крови и частиц карбоната кальция в водном коллоидном растворе. Отмечается, что реализованный эффект качественно согласуется с теоретической моделью поведения ансамблей коллоидных частиц в акустическом поле, разработанной О.В. Руденко с соавторами.

Акустический журнал, 63, 5, с. 553-559 (2017) | Рубрики: 05.09 06.02 13.04

 

Петров А.Г., Шкундин С.З. «О погрешности время-импульсного метода измерения измерении расхода воздуха в шахтах» с. 560-565

Рассматривается вывод формулы для времени распространения звукового сигнала между двумя заданными точками A и B в стационарном газовом потоке. Показано, что поток газа изменяет время приема сигнала на величину, пропорциональную расходу, независимо от детального профиля скорости. Разность времени приема сигналов из точки B в точку A и наоборот с высокой точностью пропорциональна расходу воздуха. Показано, что относительная погрешность найденной формулы не превышает квадрата максимального числа Маха в газовом потоке. Это позволяет измерять расход газа, движущегося в шахте с произвольным стационарным дозвуковым полем скорости.

Акустический журнал, 63, 5, с. 560-565 (2017) | Рубрики: 08.11 14.02

 

Тукмаков А.Л., Тонконог В.Г., Тукмакова Н.А. «Нелинейный резонанс в акустической системе с коагулирующей газовзвесью» с. 566-572

Численно исследован процесс возникновения резонанса в акустической системе вследствие изменения дисперсности газовзвеси, заполняющей резонатор при фиксированных параметрах внешнего возбуждения. Динамика среды описывается системой уравнений движения многоскоростного многотемпературного континуума с учетом обмена импульсом и энергией между несущей фазой и дисперсными фракциями. Коагуляция частиц различных фракций моделируется на основе лагранжевой модели Смолуховского, учитывающей парные столкновения. Резонанс возникает в результате приближения резонансной частоты системы к фиксированной частоте внешнего возбуждения вследствие изменения дисперсности гавзовзвеси в процессе коагуляции, инициированной добавлением малого количества фракции крупных частиц в мелкодисперсную газовзвесь. В результате проведения расчетов получена оценка времени изменения дисперсности системы и генерации резонансных колебаний.

Акустический журнал, 63, 5, с. 566-572 (2017) | Рубрики: 05.13 06.01

 

Шамаев В.Г., Горшков А.Б., Якименко В.И. «Полнотекстовый архив "Акустического журнала" в Интернете (HTTP://WWW.AKZH.RU). Опыт первых пяти лет» с. 573-580

Проект перевода архива "Акустического журнала" в электронный вид стартовал в январе 2012 г. В Интернет архив был выложен в июне. Описывается процесс подготовки архива и своевременность реализации проекта. Приводится статистическая информация на начало 2017 г.: количество визитов на сайт по странам и административным округам РФ, количество статей в журнале, количество авторов и их публикационная активность, а также список авторов журнала с индексом цитирования более 1000. Обращается внимание на высокое качество сайтов ряда ведущих журналов ("Успехи физических наук", журналы Физико-технического ин-та им. А.Ф. Иоффе РАН, а также журналы Сибирского отделения РАН). Электронный вид научной информации и ее доступность позволяют не только сохранять и распространять информацию, но и повышать эффективность ее использования.

Акустический журнал, 63, 5, с. 573-580 (2017) | Рубрики: 02 15.03 15.05