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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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%.

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.

Yang Liu, Huang Jun, Yi Mingxu, Zhang Chaopu, Xiao Qian «A numerical study of the effects of design parameters on the acoustics noise of a high efficiency propeller» pp. 699-710

A numerical study of a high efficiency propeller in the aerodynamic noise generation is carried out. Based on RANS, three-dimensional numerical simulation is performed to obtain the aerodynamic performance of the propeller. The result of the aerodynamic analysis is given as input of the acoustic calculation. The sound is calculated using the Farassat 1A, which is derived from Ffowcs Williams-Hawkings equation, and compared with the data of wind tunnel. The propeller is modified for noise reduction by changing its geometrical parameters such as diameter, chord width and pitch angle. The trend of variation between aerodynamic analysis data and acoustic calculation result are compared and discussed for different modification tasks. Meaningful conclusions are drawn on the noise reduction of propeller.

Jia Bing, Wei Jian-Ping, Wen Zhi-Hui, Wang Yun-Gang, Jia Lin-Xing «The experimental research on response characteristics of coal samples under the uniaxial loading process» pp. 716-722

In order to study the response characteristics of infrasound in coal samples under the uniaxial loading process, coal samples were collected from GengCun mine. Coal rock stress loading device, acoustic emission tested system and infrasound tested system were used to test the infrasonic signal and acoustic emission signal under uniaxial loading process. The tested results were analyzed by the methods of wavelet filter, threshold denoise, time-frequency analysis and so on. The results showed that in the loading process, the change of the infrasonic wave displayed the characteristics of stage, and it could be divided into three stages: initial stage with a certain amount infrasound events, middle stage with few infrasound events, and late stage gradual decrease. It had a good consistency with changing characteristics of acoustic emission. At the same time, the frequency of infrasound was very low. It can propagate over a very long distance with little attenuation, and the characteristics of the infrasound before the destruction of the coal samples were obvious. A method of using the infrasound characteristics to predict the destruction of coal samples was proposed. This is of great significance to guide the prediction of geological hazards in coal mines.