<<  

Акустический журнал, 2020, 66, выпуск 4

   

Гималтдинов И.К., Кочанова Е.Ю. «Условия фокусировки волны давления в пузырьковом клине» с. 351-356

Исследована динамика волн давления в плоском канале с расположенной под углом границей пузырьковой и “чистой” жидкостей. Показано, что при переходе границы водовоздушная смесь–вода отражение для волн, падающих на эту границу со стороны водовоздушной смеси, аналогично отражению от жесткой стенки, что влечет за собой интерференцию волн. Установлено, что с увеличением объемного содержания и с уменьшением радиуса пузырьков максимальное значение амплитуды давления результирующей волны на стенке увеличивается.

Акустический журнал, 66, 4, с. 351-356 (2020) | Рубрики: 04.09 06.05

 

Казаков Л.И. «Резино-жидкостный резонатор» с. 357-365

Выполнен расчет акустических характеристик резино-жидкостного резонатора, сочетающего свойства пустой полости в резине, резонатора Гельмгольца и водно-воздушного, газового пузыря в вязкоупругой среде и в оболочке, пузырька в жидкости. Уравнение вынужденных колебаний резонатора в поле звуковой волны получено применением принципа наименьшего действия. Вычислена собственная частота резонатора. Рассмотрены следующие механизмы диссипации звуковой энергии: за счет сдвиговой вязкости резины, за счет вязкости жидкости в горле, тепловые потери в воздушной камере, потери на излучение. Приведены экспериментальные данные. Обсуждены возможные применения резонатора.

Акустический журнал, 66, 4, с. 357-365 (2020) | Рубрики: 04.08 06.02

 

Росницкий П.Б., Сапожников О.А., Гаврилов Л.Р., Хохлова В.А. «Метод создания абсолютно плотных фазированных решеток для неинвазивной ультразвуковой хирургии с контролем степени нерегулярности расположения элементов» с. 366-376

При разработке фазированных антенных решеток для использования в неинвазивной ультразвуковой хирургии требуется обеспечить максимально возможную мощность при заданных размерах решетки. При этом необходимо учесть ограничение на максимально допустимую интенсивность ультразвука на излучающих элементах и обеспечить подавление паразитных дифракционных максимумов в структуре излучаемого поля. Указанная задача может быть решена путем нерегулярного расположения элементов при максимально возможной плотности заполнения ими поверхности решетки. В настоящей работе разработана модификация метода абсолютно плотного заполнения решеток с мозаичной непериодической структурой на основе ограничения механизма релаксации в итерационном алгоритме построения решетки. Создана компьютерной модель, позволяющая контролировать степень нерегулярности расположения элементов решетки. Проведена проверка устойчивости низкого уровня паразитных дифракционных максимумов для различных случайных реализаций расположения элементов путем создания статистического ансамбля из 500 моделей решеток. Продемонстрированы преимущества рассмотренных решеток по сравнению с существующими моделями плотных решеток.

Акустический журнал, 66, 4, с. 366-376 (2020) | Рубрики: 04.11 13.04

 

Чашечкин Ю.Д., Прохоров В.Е. «Эволюция структуры акустических сигналов, вызванных ударом падающей капли о жидкость» с. 377-390

Согласованными высокоразрешающими оптическими и акустическими методами впервые синхронно зарегистрирована тонкая структура процессов, инициированных погружением свободно падающей капли воды в бассейн с дегазированной жидкостью. Основное внимание уделено анализу эволюции тонкой структуры картины течений, сопутствующих капиллярных волн и амплитудно-частотных характеристик звуковых пакетов. Последовательность акустических сигналов включает ударный импульс, возникающий при первичном контакте капли с поверхностью покоящейся принимающей жидкости, и серию последующих звуковых пакетов. Ударный импульс, который устойчиво воспроизводится в условиях данных экспериментов, имеет сложную структуру, включающую короткие интервалы высокочастотных осцилляций и более протяженные интервалы низкочастотных осцилляций. Число излучаемых звуковых пакетов и их параметры произвольно меняются от опыта к опыту при сохранении неизменными размера капли и высоты падения. В серии опытов выделены случаи одиночного и повторного излучения пакетов различного спектрального состава, а также полного их отсутствия. Анализ данных проведен с учетом влияния “двойного слоя”, заменяющего поверхность слияния жидкостей, в котором сохраняются возмущения, возникающие при преобразовании доступной потенциальной поверхностной энергии в другие формы – тепловую, возмущения давления и энергию тонких течений, активно воздействующих на газовые полости.

Акустический журнал, 66, 4, с. 377-390 (2020) | Рубрики: 05.03 07.15

 

Урсулов А.В. «Законы дисперсии, нелинейные уединенные волны и моделирование ядер интегро-дифференциальных уравнений, описывающих возмущения в средах гидродинамического типа с сильной пространственной дисперсией» с. 391-400

Рассмотрено интегро-дифференциальное уравнение, моделирующее среды с сильной пространственной дисперсией и нелинейностями гидродинамического типа (уравнение Уизема). Предложен способ построения ядра интегрального члена, позволяющий качественно учитывать особенности законов дисперсии линейных волн в средах с пространственной дисперсией. Подробно рассматривается случай, когда ядро содержит два независимых параметра, характеризующих его амплитуду и ширину. Получены и проанализированы законы дисперсии линейных волн, а также решения в виде уединенных волн предельной и малой амплитуды. В частности, показано, что при соответствующем выборе параметров можно получить значение угла заострения на вершине уединенной волны предельной амплитуды на поверхности слоя жидкости, равное углу Стокса.

Акустический журнал, 66, 4, с. 391-400 (2020) | Рубрика: 05.10

 

Гурбатов С.Н., Бычков А.Е., Вьюгин П.Н., Грязнова И.Ю., Дерябин М.С., Курин В.В., Хилько А.И. «Лабораторное физическое моделирование распространения акустических волн на шельфе» с. 401-407

В лабораторных условиях проведено исследование вертикальной структуры коротких модовых импульсов вблизи критических толщин гидроакустических волноводов постоянной и переменной глубины с различными моделями дна.

Акустический журнал, 66, 4, с. 401-407 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Интерференция звукового давления и фазовые скорости в мелком море: расчет и эксперимент» с. 408-419

Выполнено исследование интерференционной структуры амплитуд звукового давления, продольных проекций градиентов фазы и рассчитанных фазовых скоростей в плоскопараллельном волноводе. Установлено, что значения фазовой скорости поля звукового давления и эффективных фазовых скоростей в зонах интерференционных максимумов, рассчитанных различными методами, достаточно стабильны и хорошо согласуются между собой и с экспериментальными данными. Показано, что на частотах, для которых антенна расположена в зонах интерференционных максимумов, использование модели эквивалентной плоской волны и эффективных фазовых скоростей вместо скорости звука в воде уменьшает погрешность оценки пеленга.

Акустический журнал, 66, 4, с. 408-419 (2020) | Рубрика: 07.02

 

Лисютин В.А., Ластовенко О.Р. «Оценка влияния внутреннего и вязкого трения на дисперсию и затухание звука в неконсолидированных морских осадках» с. 420-436

Проанализировано влияние внутреннего и вязкого трения на распространение звука в неконсолидированных морских осадках. Приводятся основные положения GS (Grain Shearing) теории межгранулярного трения M. Buckingham’а. Согласно GS теории, осадки рассматриваются как однофазная среда, затухание звука объясняется только внутренним трением, а вязкой диссипацией пренебрегается. Представлена модификация GS теории, заключающаяся в преобразовании ее в двухфазную. Вместо однофазного уравнения состояния применяется уравнение состояния двухфазной среды, выведенное ранее в работе И.А. Чабан. Подстановка этого уравнения состояния в дисперсионное уравнение GS теории приводит к квадратному уравнению, корни которого дают волновые числа двух типов волн – быстрой и медленной волн в неконсолидированной среде с внутренним трением (GS+EC, Grain Shearing+Effective Compressibility). Результаты, даваемые модифицированной теорией, сравниваются с результатами экспериментальных измерений, взятых из открытых источников. Показывается, что существенная дисперсия скорости звука на средних частотах обусловлена консервативным влиянием жидкости, а затухание – совместным диссипативным влиянием внутреннего и вязкого трения. Выявляются типы сред и частотные диапазоны, в которых затухание определяется преимущественно силами внутреннего либо вязкого трения.

Акустический журнал, 66, 4, с. 420-436 (2020) | Рубрика: 07.14

 

Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н., Просовецкий Д.Ю., Ткаченко С.А. «Интерференционный метод оценки координат движущегося шумового источника в мелком море с использованием высокочастотных сигналов» с. 437-445

Приведены результаты высокочастотного эксперимента по локализации движущегося шумового источника с использованием цилиндрической малогабаритной векторно-скалярной антенны. Использовалась частотно-временная обработка, согласованная с интерференционной картиной, формируемой источником. Восстановлены временные зависимости пеленга, скорости, удаленности и глубины источника. Дано качественное и количественное объяснение экспериментальным данным на основе модельной двухлучевой интерферограммы, образованной прямым лучом и лучом, отраженным от свободной поверхности.

Акустический журнал, 66, 4, с. 437-445 (2020) | Рубрики: 07.02 07.18

 

Муравейко А.С. «Расчетное исследование газодинамических и аэроакустических характеристик вентилятора» с. 446-452

Проведено газодинамическое моделирование течения в модельном вентиляторе Advanced Noise Control Fan в пакете NUMECA FINE/Turbo и проведено сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными. Смоделирован тональный шум вентилятора для двух вариантов геометрий (14 и 13 лопаток в спрямляющем аппарате) в FINE/Acoustics и проведено сопоставление расчетных и экспериментальных параметров.

Акустический журнал, 66, 4, с. 446-452 (2020) | Рубрики: 08.14 10.01

 

Шарфарец Б.П., Курочкин В.Е., Сергеев В.А., Гуляев Ю.В. «О методе электроакустического преобразования, основанном на электрокинетических явлениях» с. 453-462

Предложены в линейном и нелинейном приближении (ламинарный режим) физическая и математическая модели для описания механизма функционирования нового вида акустического преобразователя. Кратко даны сведения о таком электрокинетическом явлении, как электроосмос. Приведены необходимые уравнения для описания акустических полей, вызываемых электрокинетическими явлениями: наличием двойного электрического слоя и приложенного суммарного электрического поля, состоящего из постоянного поля и поля, несущего акустическую информацию. Уравнения рассматриваются для жидкости в круговом цилиндрическом капилляре применительно к расчету гидродинамики стационарного электроосмотического процесса и гармонического акустического процесса. Теоретически, на вычислительной модели и экспериментально показано, что учет нелинейности стационарного процесса приводит, в отличие от линейного стационарного процесса, к перекачке энергии постоянного электрического поля в акустическое поле, вызываемого переменным электрическим полем. Полученные результаты при некоторых ограничениях верны для широкого класса пористых структур. Экспериментально для бумажной мембраны в качестве капиллярно-пористой структуры с помощью накачки получено усиление первой гармоники акустического давления от 5.9 до 28 раз для различных значений амплитуды переменного электрического поля. Полученные в работе теоретические и экспериментальные результаты позволяют решить приоритетную научно-техническую проблему проектирования и создания акустических излучателей нового типа.

Акустический журнал, 66, 4, с. 453-462 (2020) | Рубрика: 06.19

 

«Леонид Евгеньевич Собисевич (к 90-летию со дня рождения)» с. 463-464

Профессор Собисевич Л.Е. является известным ученым в области прикладной геофизики и гидрофизики, включая такие разделы как: – Теория и методы экспериментальных исследований геофизических и гидрофизических (акустических, гидроакустических, сейсмических, гидродинамических и электромагнитных) полей. – Мониторинг волновых процессов, генерируемых в литосфере и других геосферах в результате внешних и внутренних воздействий, с учетом эволюции локализованных неоднородных структур, активно влияющих на изменение окружающей среды. – Развитие новых подходов в задачах аппаратурного мониторинга сейсмической активности, включая изучение сейсмогравитационных процессов и сопутствующих гравитомагнитных возмущений, с целью получения новой научной информации об условиях формирования очаговых структур крупных геофизических катастроф.

Акустический журнал, 66, 4, с. 463-464 (2020) | Рубрика: 03