<<  

Акустический журнал, 2021, 67, выпуск 4

   

Андронов И.В., Андронов Н.И. «Дифракция плоской волны на сильно вытянутом трехосном эллипсоиде» с. 351-360

Рассмотрена задача высокочастотной дифракции плоской волны на трехосном сильно вытянутом эллипсоиде. Методом параболического уравнения в эллипсоидальных координатах построен старший член асимптотики поля в пограничном слое у поверхности. Поле выражается в квадратурах через решения конфлюэнтного уравнения Гойна. Рассчитаны значения поля на поверхности идеально жесткого эллипсоида и скорости на поверхности идеально мягкого. Обсуждаются эффекты высокочастотной дифракции. Ключевые слова: дифракция, сильно вытянутый эллипсоид, высокочастотная асимптотика, метод параболического уравнения, функции Гойна. DOI: 10.31857/S032079192104002X

Акустический журнал, 67, 4, с. 351-360 (2021) | Рубрика: 04.03

 

Захаров Д.Д. «Изгибные кромочные волны Коненкова в слоисто-изотропных и функционально-градиентных пластинах» с. 361-370

Рассматриваются изгибные кромочные волны в тонких пластинах из изотропных (трансверсально-изотропных) слоев с возможной несимметричной укладкой или из функционально-градиентного материала, чьи характеристики непрерывно изменяются по толщине. Лицевые поверхности пластины предполагаются свободными от напряжений. Таким образом, получается связанная задача динамического изгиба и квазистатического плоского напряженного состояния пластины. В отличие от рассмотренных ранее общих ситуаций с анизотропными материалами, за счет выбора системы координат здесь можно реализовать разделение уравнений изгиба и плоской задачи и минимизировать связность краевых условий. Кроме того, часть характеристических корней операторов будут кратными. Дисперсионное уравнение получается в явном виде и, кроме известной составляющей, полученной Коненковым, оно содержит поправочную часть, зависящую от безразмерных мембранно-изгибных жесткостей. Получено его решение, проанализировано влияние параметров. Приводятся примеры расчета дисперсионных кривых. Ключевые слова: волны Коненкова, слоистые пластины, функционально-градиентные материалы, дисперсионные кривые. DOI: 10.31857/S0320791921040134

Акустический журнал, 67, 4, с. 361-370 (2021) | Рубрика: 04.05

 

Котельникова Л.М., Николаев Д.А., Цысарь С.А., Сапожников О.А. «Определение упругих свойств твердотельного шара по результатам рассеяния на нем акустического пучка» с. 371-386

При использовании упругих сферических рассеивателей в задачах акустики необходимо знать их основные упругие параметры, характеризующие внутренние резонансы. В настоящей работе показано, что скорости продольных и поперечных волн в твердотельном шаре могут быть определены из характеристик рассеяния ультразвукового пучка. В качестве рассеивателей рассмотрены шары из стали, стекла и нейлона миллиметровых размеров, погруженные в воду. При проведении экспериментов акустическое поле создавалось плоским пьезоэлектрическим излучателем мегагерцового диапазона частот, работающим в импульсном режиме. Путем сравнения экспериментальных данных и численных расчетов для амплитуды рассеянного поля были определены скорости и оценены коэффициенты поглощения упругих волн в материале шаров. Ключевые слова: рассеяние акустических волн, упругий рассеиватель, эксперимент. DOI: 10.31857/S0320791921040079

Акустический журнал, 67, 4, с. 371-386 (2021) | Рубрики: 04.06 14.04

 

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Михалев Е.С., Одина Н.И., Ширгина Н.В. «Исследования упругих свойств полимера PLA статическими и ультразвуковыми методами» с. 387-394

Приведены результаты экспериментальных исследований упругих свойств полимера PLA (полилактида), широко применяющегося в технологии 3D печати. Измерены зависимости механического напряжения от величины статической деформации, обнаружена гистерезисная зависимость. Оценены значения модуля Юнга на линейных участках нагрузки и разгрузки образца. Установлено, что периодические нагрузки разгрузки образца приводят к его упрочнению в области упругих деформаций. Получено уравнение, связывающее изменение скорости акустических волн в тонком стержне с величиной его статической деформации, пригодное для описания исследуемого образца PLA. Обнаружена линейная зависимость относительного изменения скорости упругих волн в образце от величины его статической деформации. По результатам измерений определены коэффициенты упругости третьего порядка и рассчитан нелинейный акустический параметр в полимере PLA. Ключевые слова: скорость ультразвуковых волн, полимер PLA, коэффициент упругости третьего порядка, нелинейный упругий параметр. DOI: 10.31857/S0320791921040067

Акустический журнал, 67, 4, с. 387-394 (2021) | Рубрики: 04.16 14.04

 

Калинина В.И., Смирнов И.П., Хилько А.И., Малеханов А.И. «Сравнительный анализ помехоустойчивости алгоритмов реконструкции геоакустических параметров морского дна методом когерентного зондирования» с. 395-412

На основе разработанной ранее численной модели проводится сравнительный анализ эффективности алгоритмов реконструкции геоакустических параметров слоистой структуры морского дна при использовании зондирующих сигналов в виде синхронизированной последовательности взаимно-когерентных сложных сигналов. Алгоритмы отличаются способом построения многопараметрической целевой функции, нахождение экстремума которой обеспечивает оценку искомых параметров. В качестве таких функций используются среднеквадратичная норма невязки, функционалы обобщенных методов MUSIC и нейроноподобной свертки. Методом стохастического моделирования исследуется устойчивость полученных оценок (в терминах среднего смещения и дисперсии отклонений от истинного значения) в зависимости от величины отношения сигнал/шум на входе приемников. Показано, что рассмотренные алгоритмы обнаруживают существенно различную помехоустойчивость, которая, в свою очередь, оказывается зависящей от того, какой именно параметр подлежит оценке. Ключевые слова: слоисто-неоднородное морское дно, геоакустические параметры, сейсмоакустическое зондирование, когерентные сигналы, оценка параметров, целевая функция, алгоритмы оценивания, стохастическое моделирование. DOI: 10.31857/S0320791921040031

Акустический журнал, 67, 4, с. 395-412 (2021) | Рубрики: 07.14 09.04

 

Макаров Д.В. «Применение метода дискретного представления переменных для формирования амплитудно-фазовых распределений поля на вертикальной антенной решетке в волноводе» с. 413-430

Рассматривается задача о возбуждении акустических полей с заданной пространственной конфигурацией в условиях мелкого моря. Предлагается новый теоретический подход, позволяющий напрямую связать амплитудно-фазовое распределение сигналов для излучателей вертикальной антенны с профилем создаваемого акустического поля. В основе предлагаемой теории лежит математический аппарат функций дискретного представления переменных, известный из квантовой теории. В случае эквидистантных антенн с достаточно высокой плотностью излучателей теория воспроизводит ранее известные результаты. С помощью предлагаемого подхода исследуется влияние плотности расположения излучателей на качество возбуждения требуемого акустического поля. Ключевые слова: акустическая антенна, акустический волновод, акустический импульс, функции дискретного представления переменных. DOI: 10.31857/S0320791921040092

Акустический журнал, 67, 4, с. 413-430 (2021) | Рубрики: 07.02 07.19

 

Копьев В.Ф., Бычков О.П., Копьев В.А., Фараносов Г.А., Моралев И.А., Казанский П.Н. «Управление волнами неустойчивости в невозбужденной турбулентной струе с помощью плазменных актуаторов в узкой полосе частот» с. 431-439

Волны неустойчивости, развивающиеся в слое смешения турбулентной струи, во многих случаях являются источниками шумообразования (высокоскоростные струи, струи вблизи крыла самолета и др.). В работе экспериментально исследована возможность активного управления волнами неустойчивости в невозбужденной дозвуковой турбулентной струе. Система управления с обратной связью состоит из микрофонов ближнего поля, с которых снимается опорный сигнал, плазменного актуатора на основе высокочастотного диэлектрического барьерного разряда, а также модуля обработки данных. Показано, что в зависимости от настроек системы возмущения давления в ближнем поле турбулентной струи, связанные с осесимметричными волнами неустойчивости, могут ослабляться или усиливаться в заданной узкой полосе частот. Ключевые слова: турбулентная струя, волны неустойчивости, активное управление, управление шумом. DOI: 10.31857/S0320791921040055

Акустический журнал, 67, 4, с. 431-439 (2021) | Рубрики: 08.14 10.01

 

Кузнецов Г.Н., Пудовкин А.А., Субботкин А.О. «Уравнения для расчета амплитудно- и фазочастотных характеристик векторно-скалярного приемника типа "триполь" с временной задержкой сигнала монополя» с. 440-449

Получены общие уравнения для расчета амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик векторно-скалярного приемника типа “триполь” с временной задержкой сигнала монополя, образованного из ненаправленных приемников звукового давления с произвольными характеристиками. Выведены аналитические выражения для основных электроакустических характеристик триполя. Показано, что введение частотно-зависимого усиления в сигнал “диполя” позволяет расширить в 1.5 раза частотный диапазон эффективного однонаправленного приема триполя с характеристикой направленности, близкой к “кардиоиде”. Выполнен анализ предельных значений частотного диапазона эффективного однонаправленного приема. Расчетные характеристики направленности хорошо согласуются с экспериментальными. Ключевые слова: акустика, векторно-скалярный приемник, триполь, однонаправленный прием, сравнение рассчитанной и экспериментально измеренной кардиоиды. DOI: 10.31857/S0320791921040080

Акустический журнал, 67, 4, с. 440-449 (2021) | Рубрика: 07.19

 

Миргородский В.И., Герасимов В.В., Герус А.В., Пешин С.В., Жучкова С.М. «Регистрация сигналов дыхания человека с височных областей головы» с. 450-453

На основе использования широкополосных пьезоэлектрических датчиков, находящихся в контакте с висками испытуемых, обнаружены акустические сигналы, вызываемые дыханием человека. Данные сигналы обладают высокой интенсивностью и более широким спектром частот, чем обычно регистрируемые дыхательные шумы на грудной клетке человека. Это обеспечивает условия для относительно технически несложной методики регистрации шумов дыхания, что может представлять ценность для целей медицинской диагностики и контроля состояния операторов ответственных производственных процессов. Ключевые слова: дыхательные шумы, височная область, дыхательный ритм. DOI: 10.31857/S0320791921040109

Акустический журнал, 67, 4, с. 450-453 (2021) | Рубрика: 13.06

 

Сафронова М.А., Ширяев А.Д., Коренбаум В.И. «Анализ гармоник свистящих звуков в шумах форсированного выдоха человека» с. 454-464

Спектральные гармоники свистящих звуков форсированного выдоха (СФВ), соответствующие целочисленному ряду, обнаружены над трахеей у 19 из 28 обследованных добровольцев. Проведен анализ состава, соотношения и распределения по поверхности грудной клетки спектральных гармоник СФВ, записанных 11-ю акустическими датчиками по поверхности грудной клетки, на выборках здоровых лиц (n=9) и больных респираторными заболеваниями (n=10). Наиболее вероятной причиной возникновения гармоник СФВ признана нелинейность в источнике их формирования, а предполагаемым механизмом – взаимодействие турбулентных вихрей воздушного потока с упругой стенкой центральных дыхательных путей бронхиального дерева человека. Ключевые слова: шум, форсированной выдох, свистящие звуки, гармоники, статистический анализ, механизмы, нелинейность. DOI: 10.31857/S0320791921040122

Акустический журнал, 67, 4, с. 454-464 (2021) | Рубрика: 13.06