Андрияхина Ю.С., Карзова М.М., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Ускорение тепловой абляции объемов биологической ткани с использованием фокусированных ультразвуковых пучков с ударными фронтами» с. 147-157

Представлены результаты численного эксперимента по сравнению скорости объемной тепловой абляции ткани говяжьей печени ex vivo, создаваемой с помощью многоэлементной ультразвуковой фазированной решетки системы Sonalleve V1 3.0T, Philips Healthcare. Использовались импульсно-периодические режимы облучения с одинаковой средней по времени, но различной пиковой мощностью и скважностью. Облучение проводилось по траектории, состоящей из дискретного набора единичных фокусов, расположенных в центре и по периметру двух окружностей. Фокусировка пучка в ткани описывалась с помощью уравнения Вестервельта, температурное поле рассчитывалось с помощью уравнения теплопроводности, порог разрушения определялся в соответствии с величиной тепловой дозы. Показано, что использование импульсного ударно-волнового режима облучения позволяет получить до трех раз более быстрое тепловое разрушение объема ткани по сравнению с гармоническим воздействием.

Коробов А.И., Ширгина Н.В., Кокшайский А.И., Прохоров В.М. «Упругие и механические параметры нанокомпозита n-АМg6/С60 в процессе циклической реверсивной статической нагрузки» с. 158-165

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния процесса реверсивной механической нагрузки–разгрузки на линейные и нелинейные упругие свойства наноструктурированного композита n-AMg6/C60. В образцах нанокомпозита измерена нагрузочная кривая механическое напряжение–деформация при многоцикловых процессах нагрузки–разгрузки вплоть до разрушения образца. Исследовано влияние процесса циклической нагрузки–разгрузки образцов на их микротвердость. На различных характерных участках нагрузочной кривой методом Терстона–Браггера и спектральным методом исследованы нелинейные упругие свойства образцов композита n-AMg6/C60, подвергнутых нескольким циклам нагрузки–разгрузки. Проводится обсуждение результатов экспериментальных исследований.

Гусев В.А., Руденко О.В. «Поля радиационных сил и акустические течения в жидком слое на твердом полупространстве» с. 166-181

Рассчитаны акустическое поле и поле радиационных сил в жидком слое на твердой подложке, формирующиеся при распространении поверхностной волны вдоль границы раздела. Учтено влияние поверхностного натяжения, вязких напряжений на границе и затухания в объеме жидкости на характеристики полей. Найдены дисперсионные уравнения и скорости распространения волны. Рассчитаны радиационные силы, действующие на элемент объема жидкости в стоячей волне. Изучена структура течений. Обсуждается их воздействие на частицы малого размера и возможности формирования упорядоченных структур из этих частиц.

Карабутов А.А., Подымова Н.Б., Соколовская Ю.Г. «Локальные соотношения Крамерса–Кронига для коэффициента затухания и фазовой скорости продольных ультразвуковых волн в полимерных композитах» с. 182-189

Проанализирована связь между экспериментально полученными коэффициентом затухания и дисперсией фазовой скорости продольных ультразвуковых волн в полимерных композиционных материалах. Для измерения затухания и скорости ультразвуковых волн в широком частотном диапазоне использовался лазерный оптико-акустический метод. Проведена проверка выполнения соотношений Крамерса–Кронига для рассеивающих и поглощающих ультразвук углепластиковых композиционных материалов на основе анализа связи частотных зависимостей коэффициента затухания и фазовой скорости продольных акустических волн в образцах. Показано, что в спектральном диапазоне 1–10 МГц соотношения Крамерса–Кронига между затуханием и фазовой скоростью продольных ультразвуковых волн выполняются независимо от конкретного механизма уменьшения энергии исходной акустической волны при ее распространении в композите.

Мороков Е.С., Левин В.М. «Пространственное разрешение акустической микроскопии при визуализации границ раздела в объеме твердого материала» с. 190-196

Одной из активных областей применения длиннофокусных высокочастотных пучков является объемная визуализация материалов и внутренних границ соединения. Визуализация осуществляется пучками, прошедшими через границу иммерсия–образец и изменившими свою геометрию вследствие различий в преломлении лучей, падающих под разными углами на границу раздела. Структура пучка при преломлении существенно искажается и трансформируется в каустику. Оказывается актуальным вопрос пространственного разрешения при формировании акустических изображений микроструктуры в объеме материала. В данной работе приводится теоретический анализ пространственного разрешения с учетом рефракционных аберраций при формировании изображений границ раздела, расположенных на значительной глубине в объеме образца. Приводятся результаты экспериментальной визуализации границы соединения материалов. Показано, что теоретическая оценка хорошо согласуется с экспериментальной величиной разрешения сходящихся в объеме образца пучков продольных волн.

Завольский Н.А., Раевский М.А. «Горизонтальная анизотропия динамических шумов в глубоком и мелком море» с. 197-202

Проведено теоретическое исследование горизонтальной анизотропии динамических шумов океана. Показано, что анизотропное распределение поля океанического шума обусловлено эффектом его рассеяния на ветровом волнении. Обсуждается зависимость степени анизотропии шума от номера моды и скорости ветра.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Закономерности ослабления векторно-скалярных звуковых полей в зонах интерференционных максимумов» с. 203-213

Получены и исследуются численные и аналитические зависимости, определяющие связанные с увеличением расстояния закономерности ослабления звукового давления и ортогональных проекций вектора колебательной скорости низкочастотных сигналов, формируемых в волноводе в зонах интерференционных максимумов. Применительно к волноводу Пекериса и ненаправленному монопольному источнику найдены удобные аппроксимирующие выражения, которые хорошо согласуются с точными законами спадания различных составляющих векторно-скалярного поля в этих зонах.

Метелёв И.С., Овчинников М.Н., Марфин Е.А., Гайфутдинов Р.Р., Сагиров Р.Н. «Исследование акустических шумов при фильтрации газа через пористую среду» с. 214-222

Движение жидкостей и газов сквозь пористые среды сопровождается генерацией акустических шумов. Показано, что вид спектров шумов определяется свойствами флюида и пористого коллектора, а также режимом течения. В работе экспериментально подтверждены выводы о независимости расположения максимумов интенсивности звука от скорости фильтрации флюида через пористую среду. Определен критерий возникновения фильтрационных шумов при фильтрации флюида через пористую среду. Исследована зависимость величины максимума звуковой интенсивности от скорости фильтрации флюида. Исследована связь пористости и проницаемости образцов пористых сред с характером спектров шумов фильтрации. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы при создании модели звукообразования при фильтрации газа через пористую среду.

Балакин Р.А., Вилков Г.И. «Адаптация гидроакустического канала связи с технологией OFDM к негативному влиянию дрейфующего ледяного покрова» с. 223-231

Проведены натурные исследования влияния дрейфующего ледяного покрова на вероятность битовых ошибок в гидроакустическом канале связи, построенном по технологии Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) – мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов. Определены количественные оценки влияния дрейфующего льда на отраженный от нижней поверхности льда многочастотный фазо- модулированный сигнал с технологией OFDM. Негативное влияние проявляется в расширении спектра несущих частот и в снижении взаимной корреляции частотно-фазовых сдвигов между несущими частотами в точке приема. В результате расширения спектра и скачкообразных изменений фазы информационных сигналов резко возрастает вероятность битовых ошибок при приеме. Предложены способы выбора оптимальных параметров широкополосного OFDM-сигнала, позволяющие нейтрализовать негативное влияние ледяного покрова и осуществлять передачу сигнала по гидроакустическому каналу связи с заданными характеристиками.

Андреев В.Г., Грамович В.В., Выборов О.Н., Мартынюк Т.В., Родненков О.В., Руденко О.В. «Ударное возбуждение звука при схлопывании створок полулунных клапанов сердца» с. 232-240

Предложена простая модель работы полулунного клапана с целью оценки спектра акустических колебаний, возникающих при его схлопывании. Проведен теоретический анализ схлопывания упругих створок легочного клапана под действием перепада давления крови в артерии и желудочке. Показано, что при учете вязкости крови скорость движения створок ограничена, и время схлопывания имеет конечное значение. Решена задача излучения акустических волн в жидкость колеблющимися створками при их ударном возбуждении. Проведены оценки времен схлопывания и соударения створок с учетом упругих параметров створок и вязкости крови. Рассчитана форма волны, излучаемая в кровь колеблющимися створками. Результаты могут быть использованы для разработки метода измерения давления в легочной артерии по анализу звуков второго тона сердца.

Шамаев В.Г., Горшков А.Б. «О новых информационных ресурсах и авторефератах диссертаций по акустике и смежным дисциплинам, опубликованных за 2007–2017 годы. Обзор» с. 241-288

Приводится информация о диссертациях по акустике, защищенных в течение 11 предыдущих лет (2007–2017 гг.).

Anisimkin V.I., Verona E., Kuznetsova A.S., Osipenko V.A. «Acoustic Wave Propagation Along Piezoelectric Plate Coated with Piezoelectric Films» pp. 171-177

A novel solid state structure consisting of piezoelectric plate sandwiched between two piezoelectric films is suggested as propagation medium for acoustic waves. Considering, as an example, quartz plate coated with AlN film and with AlN film together with ZnO film, the main characteristics of the Lamb and SH acoustic modes are numerically calculated and compared with each other. It is shown that i) the range of acoustic parameters achievable in structures is wider than that is for an uncoated plate, ii) generation of waves in the plate with one film is accomplished by 12 transducer configurations, while there are 32 configurations to excite the same waves in two film structure, iii) dispersion of the wave velocities and coupling constants depend on the mode order, mode type, film thickness, plate thickness, and transducer configuration. This property makes selection of appropriate modes more flexible. Results of calculations are partially verified experimentally.

Zhai J.X., Chen C. «Low-loss Floating Electrode Unidirectional Transducer for SAW Sensor» pp. 178-184

Two types of interdigital transducer (IDT) structures of SAW devices have been investigated; one type consists in a classical single electrode transducer where the unit cell has two electrodes, and the other type has a design of floating electrode unidirectional transducer (FEUDT) where the unit cell has six electrodes per period. By taking the Fourier transform of the corresponding time response, the insertion loss (IL) of the SAW device with FEUDT is calculated as -2.6 (forward) and -20.5 dB (backward). At the same time, the device with conventional IDT exhibits an IL value of -8.4 (forward) and -7.8 dB (backward). It turns out that the design of a novel FEUDT type SAW device can efficiently reduce the insertion loss of the SAW device.

Jurkonis R., Sakalauskas A., Lukoševičius A., Maciulevičius M., Tamoši~-unas M., Šatkauskas S. «Mapping Microbubble and Ultrasound Spatio-temporal Interaction by M-mode Imaging: The Study of Feasibility» pp. 216-225

Ultrasound (US) and microbubble (MB) interaction is an important factor in the research of bioacoustics, as well as targeted drug and gene delivery. In this study, we demonstrate the feasibility of pulse-echo M-mode imaging system to be used for the visualization and quantification of US-MB interaction in both spatial and temporal dimensions. The system incorporates an exposure chamber with the cell-MB suspension, a 2.7 MHz focused US transducer, a US pulser-receiver and the customized LabView software. The results of cell and MB interaction obtained after M-mode image analysis have showed the US-MB interaction to be non-uniform in space and non-stationary in time. In order to quantify the spatio-temporal US-MB interaction, we have introduced the time function of spatial homogeneity dynamics. We have observed that the effective duration of interaction can be characterized at the predefined threshold of spatial homogeneity. For example, at the US excitation of 360 kPa peak negative pressure (15 bursts transmitted at 80 Hz pulse repetition frequency), the US-MB interaction persists for more than 5 seconds in the range at 4 mm depth of the exposure chamber with more than 50% of homogeneity. The system proposed in this assay is feasible for the characterization of US-MB interaction and can be exploited to optimize the MB concentration and/or the US excitation parameters.

Wang Q., Zhou B., Chen Y., Quan H. «Subarray Beam-space Adaptive Beamforming Combined with Array Shape Estimation based on Non-Acoustic Sensor» pp. 226-233

To address the issue of serious decline in performance of the array signal processing caused by the towed array shape distortion during maneuvering, this paper presents a new method of subarray beam-space adaptive beamforming combined with an array shape estimation method based on non-acoustic sensor. Firstly, the array shape through the approximate circular arc structure of the array segment between the adjacent sensor during maneuvering is preliminary calculated. Next, the final estimated array shape through a smooth processing method on the entire array shape by means of a calibration method using spline interpolation technique is achieved. This method is able to estimate the array shape in real time. The array steering vector based on the real-time estimation of the array shape is updated, using a subarray beam-space adaptive beamforming (SBABF) to reduce the demand of the number of the snapshots. And the beam-space covariance matrix converges fast within a few snapshots. The SBABF method combined with array shape estimation (AE-SBABF) was verified by simulation data and sea trial data processing results. During maneuvering, the AE-SBABF can not only improve the array processing gain of the target effectively, but also solve the left/right ambiguity problem well.