<<  

Акустический журнал, 2017, 63, выпуск 6

   

Соболев А.Ф., Яковец М.А. «Применение метода Винера–Хопфа для описания распространения звука в цилиндрическом и прямоугольном каналах с потоком при наличии скачка импеданса» с. 583-595

Построены точные решения задач о распространении звуковых мод в облицованных каналах со скачком импеданса при наличии однородного потока. Рассмотрены две задачи, допускающие решение методом Винера–Хопфа: распространение звуковых мод в бесконечном цилиндрическом канале с поперечным скачком импеданса и распространение звуковых мод в прямоугольном канале со скачком импеданса на одной из его стенок. На стенках канала задаются граничные условия в форме Ингарда–Майерса, а в качестве дополнительного граничного условия в окрестности стыка облицовок использовано условие конечности акустической энергии. Получены аналитические выражения для амплитуд прошедшего и отраженного поля.

Акустический журнал, 63, 6, с. 583-595 (2017) | Рубрики: 04.09 08.11

 

Гурбатов С.Н., Демин И.Ю., Прончатов-Рубцов Н.В. «Об использовании биспектрального анализа в обратных задачах нелинейной акустики» с. 596-601

На основе спектрального решения эволюционного уравнения Бюргерса проведено численное моделирование распространения интенсивных случайных акустических волн в недиспергирующих средах. Решена задача о восстановлении начального спектра сигнала по измеренным спектральным и биспектральным характеристикам принятого сигнала на коротких трассах.

Акустический журнал, 63, 6, с. 596-601 (2017) | Рубрики: 05.06 12.03

 

Бадмаев Б.Б., Дембелова Т.С., Дамдинов Б.Б., Гулгенов Ч.Ж. «Импедансный метод измерения сдвиговой упругости жидкостей» с. 602-605

Приведены экспериментальные результаты исследования низкочастотной (74 кГц) сдвиговой упругости полимерных жидкостей импедансным (аналогичным методу Мэзона) методом. На горизонтальную поверхность пьезокварца с размерами 34.7×12×5.5 см, совершающего тангенциальные колебания на резонансной частоте, нанесен свободный объем толстого слоя жидкости. Слой жидкости испытывает деформации сдвига, и в нем должны распространяться сдвиговые волны. Из теории метода следует, что действительный и мнимый сдвиги резонансной частоты с увеличением толщины слоя должны давать затухающие осцилляции и стремиться к предельным значениям. У исследованных в данной работе жидкостей оказалось, что мнимый сдвиг частоты намного больше действительного, что подтверждает наличие объемной сдвиговой упругости.

Акустический журнал, 63, 6, с. 602-605 (2017) | Рубрики: 06.01 06.10

 

Магдич Л.Н., Балакший В.И., Манцевич С.Н. «Электронная перестройка частоты акустооптического синхронизатора мод лазера» с. 606-613

Теоретически и экспериментально исследован эффект электронной перестройки акустических резонансов в акустооптическом синхронизаторе мод лазера. В приближении плоских акустических волн решена задача возбуждения акустического резонатора Фабри–Перо пластинчатым пьезопреобразователем с учетом реальных параметров ВЧ-генератора и элементов согласования преобразователя с генератором. Перестройка резонансов осуществлялась путем изменения согласующей индуктивности, включенной в параллель к преобразователю акустооптической ячейки. В эксперименте использовалась ячейка, изготовленная из плавленого кварца с преобразователем из ниобата лития. Изменение согласующей индуктивности в диапазоне от 0.025 до 0.2 мкГн обеспечило перестройку частоты акустического резонанса на 0.19 МГц, что превышает полуширину акустического резонанса.

Акустический журнал, 63, 6, с. 606-613 (2017) | Рубрика: 06.17

 

Белов А.И., Кузнецов Г.Н. «Пространственное затухание различных составляющих звуковых полей в водном слое и в осадках мелкого моря» с. 614-622

Представлены результаты экспериментального исследования пространственного затухания низкочастотных векторно-скалярных звуковых полей в мелком море. В опыте применялись буксируемая пневмопушка и разнесенные по вертикали четырехкомпонентные векторно-скалярные приемные модули. Узкополосный анализ принятых сигналов позволил оценить коэффициенты затухания трех первых мод в диапазоне частот 26–182 Гц и рассчитать частотные зависимости коэффициентов поглощения звука в верхней части донных отложений. Выполнено сравнение экспериментальных и вычисленных на основе акустической калибровки волновода законов спадания звукового давления и ортогональных векторных проекций колебательного ускорения. Показано, что вертикальная проекция вектора колебательного ускорения убывает заметно быстрее, чем поле звукового давления.

Акустический журнал, 63, 6, с. 614-622 (2017) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Приближенные аналитические представления законов спадания векторно-скалярных полей мультипольных источников в волноводе Пекериса» с. 623-636

Получены и сравниваются с точными решениями приближенные аналитические соотношения, определяющие при увеличении расстояния закономерности ослабления регулярных составляющих звукового давления и ортогональных проекций векторов колебательной скорости низкочастотных сигналов, сформированных в волноводе мультиполями различного порядка. Показано, что перечисленные характеристики поля существенно зависят от типа мультиполя, расстояния между источником и приемниками и особенностей принимаемых скалярных или векторных составляющих поля. Установлено, что аппроксимирующие зависимости хорошо согласуются с точными законами спадания поля и, несмотря на многообразие зависимостей, разделяются на три компактные группы с однородными характеристиками.

Акустический журнал, 63, 6, с. 623-636 (2017) | Рубрика: 07.01

 

Макаров Д.В. «Об измерении углов прихода акустических импульсов с помощью вертикальной антенны» с. 637-645

Рассматривается недавно разработанный метод анализа угловой структуры импульсных акустических полей в подводном звуковом канале. В основе метода лежит преобразование Хусими, позволяющее приближенно установить связь между волновым полем и соответствующими лучевыми приходами. Преимуществом данного метода является возможность его практической реализации с помощью гирлянды гидрофонов, перекрывающей лишь малую часть океанической толщи. Целью представленной работы является отыскание оптимальных характеристик такой гирлянды, обеспечивающих одновременно и хорошее угловое разрешение, и достаточную надежность самого алгоритма расчета углов прихода. Рассмотрены случаи широкополосных импульсов с центральными частотами 80 и 240 Гц. Показано, что антенна длиной несколько сотен метров обеспечивает измерение углового спектра с неопределенностью менее 1°. С ростом длины звуковой волны угловая разрешимость снижается, что связано с фундаментальными ограничениями, накладываемыми соотношением неопределенностей.

Акустический журнал, 63, 6, с. 637-645 (2017) | Рубрика: 07.01

 

Моргунов Ю.Н., Буренин А.В., Безответных В.В., Голов А.А. «Распространение импульсных псевдослучайных сигналов из шельфа в глубокое море в зимних гидрологических условиях японского моря» с. 646-650

Обсуждаются результаты эксперимента, проведенного в Японском море в марте 2016 г. на акустической трассе протяженностью 194 км при зимних гидрологических условиях. Исследован наиболее сложный случай распространения импульсных псевдослучайных сигналов из шельфа в глубокое море при наличии на акустической трассе вихревого образования. Анализ экспериментально полученных импульсных характеристик показал, что фиксируемый во всех точках максимальный первый приход акустической энергии хорошо согласуется с расчетом. Это свидетельствует о том, что на данном горизонте приема первыми приходят импульсы, прошедшие в приповерхностном звуковом канале по кратчайшему расстоянию и под малыми, близкими к нулю, углами. Предложена методика расчета средней скорости звука на трассе по данным спутникового мониторинга поверхностной температуры, позволяющая рассчитывать на успешное применение полученных результатов в задачах акустической дальнометрии и навигации.

Акустический журнал, 63, 6, с. 646-650 (2017) | Рубрики: 07.02 07.14

 

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Воронцов В.И., Карабасов С.А., Аникин В.А. «Расчет шума несущего винта вертолета и его экспериментальная проверка на режиме висения» с. 651-664

Используется собственный метод расчета аэроакустических характеристик несущего винта вертолета для определения его применимости в оценке акустических и интегральных характеристик винта на режиме висения. В ближней зоне находятся значения параметров поля около вращающейся лопасти из прямого расчета решения уравнений Эйлера в неинерциальной системе координат. Для расчета дальнего поля применяется интегральный метод Фокс Вильямса–Хоукингса с использованием проницаемых контрольных поверхностей, охватывающих лопасть. Для многолопастного винта производится дублирование полученного сигнала и его смещение по фазе на соответствующее каждой лопасти значение, что позволяет получать спектральные характеристики шума в дальнем поле. Для определения интегральных аэродинамических характеристик несущего винта создана программа, обрабатывающая данные расчета ближнего поля и выдающая тяговые и моментные характеристики. Представлено сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными акустическими и аэродинамическими данными для крупномасштабной модели несущего винта вертолета, полученными на открытом стенде. Сравнение проводится для двух- и четырехлопастных конфигураций винта при различных параметрах обтекания лопасти на режиме висения. Показано, что разработанный метод удовлетворительно предсказывает аэродинамические характеристики нагруженных лопастей и дает хорошую оценку для первых гармоник шума, что позволяет использовать разработанный метод, в том числе в условиях горизонтального полета.

Акустический журнал, 63, 6, с. 651-664 (2017) | Рубрика: 08.14

 

Ильясов Х.Х., Кравцов А.В., Кузнецов С.В., Секерж-Зенькович С.Я. «Об особенностях акустических волн в средах с большими значениями пористости в рамках теории Био» с. 665-669

В рамках теории Био теоретически изучаются свойства акустических волн в флюидонасыщенных пористых средах с большими значениями пористости. Рассматриваются материалы, у которых объемный модуль упругости матрицы (скелета) сравним по величине с объемным модулем насыщающего поры флюида.

Акустический журнал, 63, 6, с. 665-669 (2017) | Рубрики: 04.16 06.02

 

Копьев В.Ф., Шур М.Л., Травин А.К., Беляев И.В., Замтфорт Б.С., Медведев Ю.В. «Оценка шума на местности для среднемагистрального самолета с двигателями типа "открытый ротор" на основе численного моделирования» с. 670-678

На основе численного моделирования аэроакустических характеристик изолированного открытого ротора с простейшей геометрией лопастей выполнена оценка шума на местности, создаваемого гипотетическим региональным самолетом, оснащенным такими двигателями. Рассмотрены различные конфигурации открытого ротора при постоянной тяге, и выбрана наиболее малошумная конфигурация. Рассмотрен среднемагистральный двухдвигательный самолет с известными величинами тяги двигателей ТРДД на различных участках взлетно-посадочной траектории, вместо которых использован открытый ротор с теми же тягами. Получено, что среднемагистральный самолет с двумя такими двигателями удовлетворяет требованиям Главы 4 стандарта ИКАО со значительным запасом. Продемонстрирован существенный вклад шума обтекания планера в суммарный шум самолета с двигателями типа “открытый ротор” на режиме посадки.

Акустический журнал, 63, 6, с. 670-678 (2017) | Рубрика: 08.14

 

Канев Н.Г. «Об измерении коэффициента рассеяния в недиффузном звуковом поле» с. 679-684

Получены законы затухания звука в кубическом помещении, одна стенка которого поглощающая, а другие – рассеивающие. Показано, что при некоторых условиях затухание звука в помещении происходит неэкспоненциально, а форма кривой затухания зависит от коэффициента рассеяния стенок. Это позволяет предложить метод измерения коэффициента рассеяния по изменению кривой затухании при расположении на стенках помещения звукорассеивающих материалов и конструкций. Получены выражения для аппроксимации измеренной кривой затухания, определены границы применимости данного метода.

Акустический журнал, 63, 6, с. 679-684 (2017) | Рубрики: 04.04 11.01

 

Рыбянец А.Н., Наседкин А.В., Щербинин С.А., Петрова Е.И., Швецова Н.А., Швецов И.А., Луговая М.А. «Конечно-элементное моделирование низкочастотных биморфных преобразователей для диагностики и активации нефтяных скважин» с. 685-691

Разработана методика и проведена конечно-элементная оптимизация, а также экспериментальная валидация конструкции и параметров низкочастотных биморфных пьезоэлектрических преобразователей, предназначенных для диагностики и активации нефтяных скважин.

Акустический журнал, 63, 6, с. 685-691 (2017) | Рубрика: 09.09

 

Титов С.А., Левин В.М., Петронюк Ю.С. «Обработка пространственно-временного сигнала акустического микроскопа для определения параметров изотропного слоя» с. 692-699

Разработан метод измерения толщины, скоростей объемных волн и плотности изотропного слоя с помощью импульсного сканирующего акустического микроскопа. Метод основан на регистрации сигнала микроскопа в зависимости от величины смещения ультразвукового фокусирующего преобразователя вдоль его оси перпендикулярно поверхности образца и разложении записанного двумерного пространственно-временного сигнала в спектр плоских импульсных волн. Скорости продольной и поперечной волн и толщина слоя рассчитываются по относительным задержкам составляющих спектра плоских волн, отраженных от поверхностей слоя, а плотность – по амплитудам этих составляющих. Экспериментальное исследование тестового образца в виде стеклянной пластинки, выполненное в 50 МГц диапазоне, показывает, что погрешность измерения толщины и скоростей объемных волн не превышает 1%, плотности – 10%.

Акустический журнал, 63, 6, с. 692-699 (2017) | Рубрики: 06.17 12.05

 

Шуруп А.С., Румянцева О.Д. «Совместное восстановление скорости звука, поглощения и течений функциональным алгоритмом Новикова–Агальцова» с. 700-718

Рассматривается численная реализация и обсуждаются возможности двумерного функционально-аналитического алгоритма Новикова–Агальцова. Этот алгоритм предназначается для восстановления комбинированных скалярно-векторных неоднородностей, описывающих пространственные распределения скорости звука, поглощения и векторного поля течений. Приводятся результаты численного моделирования алгоритма в одночастотном и многочастотном режимах зондирования. Полученные результаты иллюстрируют приемлемую точность и помехоустойчивость получаемых оценок, что свидетельствует о перспективности применения алгоритма в практических задачах акустической томографии.

Акустический журнал, 63, 6, с. 700-718 (2017) | Рубрика: 12.02