<<  

Акустический журнал, 2022, 68, выпуск 3

   

Миронов М.А. «Волноводная изоляция звука в трубах, облицованных упругим водоподобным материалом» с. 235-239

Рассмотрено влияние упругого водоподобного слоя, помещенного на стенку водозаполненного волновода, на распространение звука в волноводе. Сдвиговые колебания, возбуждаемые в слое, изменяют эффективную проводимость стенки волновода. В определенном частотном диапазоне около резонансной частоты волновое число звуковой волны оказывается чисто мнимым – волна экспоненциально затухает. Даны результаты расчетов эффективности этого эффекта, проводится аналогия с известным эффектом волноводной изоляции.

Акустический журнал, 68, 3, с. 235-239 (2022) | Рубрика: 04.09

 

Мокряков В.В. «Напряжения в осесимметричной волне Похгаммера–Кри средневолнового диапазона» с. 240-248

Аналитически рассмотрены осесимметричные волны Похгаммера–Кри, распространяющиеся вдоль упругого стержня круглого сечения. Рассмотрено напряженно-деформированное состояние стержня. Вычислены максимумы растягивающих и эквивалентных напряжений на оси и на поверхности стержня, получены их соотношения. Особое внимание уделено диапазону волн средней длины (одного порядка с радиусом стержня), проведено сравнение с коротковолновым и длинноволновым приближениями. Продемонстрировано, что некоторые волны Похгаммера–Кри обладают рядом уникальных свойств: их относительная длина волны не зависит от упругих модулей, отношение максимального осевого растяжения к максимальному поверхностному растяжению имеет наибольшее значение и также не зависит от упругих модулей, материал стержня находится в состоянии чистого сдвига. Показано, что описанные волны соответствуют классу волн Ламе.

Акустический журнал, 68, 3, с. 240-248 (2022) | Рубрика: 04.05

 

Назаров С.А. «Концентрация собственных частот упругих тел с затупленным пикообразным заострением» с. 249-260

Для пластин Кирхгофа и пространственных изотропных деформируемых тел с пикообразными заострениями изучается феномен “черных дыр” для упругих волн. Поскольку в реальных инженерных конструкциях пик всегда затуплен, а значит, непрерывный спектр, провоцирующий волновые процессы, отсутствует, основное внимание уделяется исследованию поведения собственных частот в случае заострения с мелким обломанным кончиком, уменьшение размера h>0 которого интерпретируется как улучшение качества изготовления пика. Описаны наборы собственных частот с различным поведением при h→+0, а именно, малоподвижные, планирующие и блуждающие. Обнаруженная концентрация собственных частот в широком диапазоне спектра указывает на новый механизм поглощения кинетической энергии затупленным заострением – захват упругих волн на “почти всех” частотах.

Акустический журнал, 68, 3, с. 249-260 (2022) | Рубрика: 04.05

 

Аветисян А.С. «О постановке задач бесконтактного поверхностного управления распространением электроакустической волны» с. 261-269

Исследована возможность постановки задач управления распространяющимися в пьезоэлектрическом полупространстве электроакустическими поперечными волнами путем неакустического воздействия на его поверхность. Наличие проводящей поверхности вблизи механически свободной поверхности пьезоэлектрического полупространства меняет в нем характер приповерхностной локализации распространяющейся электроакустической волны. Исходя из этого, предлагается постановка задачи управления процессом локализации волн. Показано, что нестационарный электрический потенциал на электрическом экране или нестационарность ширины зазора между указанными поверхностями приводят к неакустическому воздействию на пьезоэлектрическое полупространство. В задачах управления приповерхностной локализацией волновой энергии в качестве управляющей функции используются неакустические воздействия на поверхность пьезополупространства.

Акустический журнал, 68, 3, с. 261-269 (2022) | Рубрика: 06.14

 

Антонов С.Н., Резвов Ю.Г. «Акустооптическая дифракция в ультразвуковом поле профилированного по ширине преобразователя» с. 270-277

Проведено моделирование акустооптической дифракции на ультразвуковом поле медленной акустической моды в парателлурите, генерируемом пьезопреобразователем 6-угольной формы в геометрии неаксиального акустооптического дефлектора. Установлено, что в сравнении с прямоугольным преобразователем использование профилированного по ширине преобразователя уменьшает характерный масштаб акустических неоднородностей. В результате параметры акустооптического взаимодействия приближаются к ситуации однородного акустического поля: увеличивается максимальная эффективность дифракции (особенно в режиме перемодуляции, при параметре Рамана–Ната, равном 3π), уменьшаются искажения поперечного профиля дифрагированного излучения.

Акустический журнал, 68, 3, с. 270-277 (2022) | Рубрика: 06.17

 

Хоркин В.С., Поликарпова Н.В. «Свойства объемных акустических волн для двух модификаций монокристалла теллура» с. 278-287

Представлены результаты теоретического анализа акустических свойств монокристалла теллура. Проведен подробный расчет акустических свойств теллура для двух его модификаций, отличающихся друг от друга лишь знаком упругого коэффициента c14, известных как “левая” и “правая” модификации. В работе описано влияние знаков упругой константы c14 на акустические свойства теллура для кристаллографических плоскостей XY, XZ и YZ.

Акустический журнал, 68, 3, с. 278-287 (2022) | Рубрика: 06.14

 

Григорьев В.А. «Оценка скорости звука в газонасыщенном слое осадков по времени прихода сигнала послевестника» с. 288-299

В рамках численного моделирования рассмотрено распространение низкочастотного звукового импульса в мелководном волноводе, состоящем из трех жидких слоев: водного слоя (толщиной 30 м, со скоростью звука 1500 м/с), слоя газонасыщенных осадков (0.4 м, 300 м/c) и нижнего полупространства (1560 м/с). Подобная ситуация имеет место на озере Кинерет. Показано, что при расположении источника и приемника вблизи дна на расстоянии порядка 10 глубин волновода друг от друга, в принимаемом сигнале хорошо наблюдаются два типа импульсов, значительно разделенных по времени прихода. Сначала приходит группа импульсов, соответствующая скорости звука в водном слое. Затем приходит одиночный импульс – послевестник. Он приходит с существенной задержкой и соответствует распространению звука в низкоскоростном газонасыщенном слое осадков. Модовый анализ показывает, что послевестник представляет собой весьма необычную первую моду (так называемую втекающую нормальную моду), захваченную газонасыщенным слоем подобно подводному звуковому каналу в океане. Скорость распространения импульса первой моды оказывается близка к скорости звука в газонасыщенном слое в достаточно широком диапазоне частот, что дает возможность оценки этой скорости по времени прихода послевестника.

Акустический журнал, 68, 3, с. 288-299 (2022) | Рубрика: 07.14

 

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «О возможности повышения помехоустойчивости обнаружения звуковых сигналов в мелком море с использованием энергетических и фазовых инвариантов» с. 300-311

Получены и анализируются дифференциальные уравнения для описания динамики “гребней”, построенных по зонам интерференционных максимумов, и линий звукового давления с равными фазами. Показано, что эти линии не только не совпадают по направлению, но на отдельных участках практически ортогональны. При этом безразмерные параметры, определяющие динамику и гребней, и линий равных фаз, устойчивы, и на интервалах расстояний и при диапазонах частот с постоянным числом мод практически не зависят от частоты, свойств волновода и глубин расположения приемников и излучателей. Это позволяет считать инвариантным не только известный параметр Чупрова, построенный на поле интенсивности, но и параметр, определяющий на фазовой плоскости направление линий равных фаз сигналов. Предсказуемость указанных зависимостей позволяет произвести вдоль этих линий эффективное накопление мощности сигналов и увеличить отношение сигнал/помеха. Показано, что спектральные компоненты, вычисленные вдоль линий равных фаз, складываются когерентно, а при их сложении вдоль гребней суммируются видео когерентно – объединяются спектральные оценки мощности. В статье также анализируются аномальные явления как на поле интенсивности, так и на фазовой плоскости. Поясняется принципиально различающаяся физическая природа аномалий для линий, описывающих динамику гребней или линий равных фаз.

Акустический журнал, 68, 3, с. 300-311 (2022) | Рубрика: 07.18

 

Серебряный А.Н., Фурдуев А.В., Аредов А.А., Охрименко Н.Н. «Генерация подводного шума сулоем внутренней волны большой амплитуды в океане» с. 312-322

Обсуждаются результаты измерений подводного шума, генерируемого уединенной внутренней волной большой амплитуды по наблюдениям, проведенным вблизи Маскаренского хребта в Индийском океане. Измерения проведены с судна, находившегося в дрейфе над большими глубинами, оснащенного вертикальной гирляндой гидрофонов и средствами регистрации внутренних волн. Приводятся параметры зарегистрированной 50-метровой внутренней волны и характеристики излучаемого ею подводного шума. Мощные орбитальные течения, сопровождающие внутреннюю волну, приводят к образованию на поверхности океана сулоев – областей хаотичных, схлопывающихся волн, которые повышают концентрацию пузырьков воздуха в приповерхностном слое и излучают подводные шумы. Анализ данных показал, что прохождение вызванного внутренней волной сулоя над гидрофоном приводит к значительному (до 18 дБ) росту уровня подводного шума в частотном диапазоне 5–15 кГц.

Акустический журнал, 68, 3, с. 312-322 (2022) | Рубрика: 07.03

 

Лазарев Л.А., Титарев В.А., Голубев А.Ю. «Оптимизация силового набора подкрепленной оболочки под действием акустического поля винта» с. 323-329

Рассмотрена задача оптимизации (с точки зрения звукоизолируюшей способности) силового набора подкрепленной оболочки под действием акустического поля винта. Нестационарные данные и поле давления от винта на поверхности были получены с помощью пакета программ, реализующего неявный численный метод высокого порядка аппроксимации при решении уравнений Эйлера и Навье–Стокса для сжимаемого газа. Расчет колебаний и акустического излучения оболочки, моделирующей фюзеляж самолета, велся на основе аналитического метода расчета ортогонально подкрепленной упругой конструкции. Оптимизация силового набора выполнялась за счет смещения шпангоутов и стрингеров, изменения высоты, толщины, ширины планок профилей.

Акустический журнал, 68, 3, с. 323-329 (2022) | Рубрика: 10.08

 

Аносов А.А., Ерофеев А.В., Щербаков М.И., Мансфельд А.Д. «Пассивная акустическая термометрия грудной клетки человека, перенесшего COVID-19» с. 330-335

С помощью пассивной акустической термометрии (ПАТ) исследована динамика изменения температуры грудной клетки человека, перенесшего COVID-19, в течение примерно двух с половинной недель после карантина. ПАТ, позволяющая измерять глубинную температуру тела, показала, что интегральная температура тканей, окружающих легкие, выросла с 32.2±0.07 до 33.0±0.03°С через приблизительно 10 дней после окончания карантина. Это может свидетельствовать об усилении кровенаполнения легких, т.е. может указывать на восстановление пациента. Использование для контроля восстановления инфракрасной термометрии не дало результатов.

Акустический журнал, 68, 3, с. 330-335 (2022) | Рубрика: 13.02

 

Рябов В.А. «Некоторые особенности ЧМ-сигналов (свистов) новорожденной Черноморской афалины (Tursiops Truncatus)» с. 336-346

Известно, что неонатальные дельфины начинают издавать ЧМ-сигналы (свисты) сразу после рождения. Цель работы – изучение динамики параметров ЧМ-сигналов новорожденной в первые дни ее жизни. Акустические сигналы новорожденной самки дельфина афалины (Tursiops truncatus) и ее родителей были записаны с помощью двухканальной системы в полосе частот 0.1–220 кГц с динамическим диапазоном 81 дБ, через 22, 46, 46.5 и 47 ч после рождения. ЧМ-сигналы сопоставлены с дельфинами, измерены и проанализированы параметры сигналов, особенности их динамики и распределения значений. Показано, что новорожденная периодически продуцирует серии ЧМ-сигналов путем перебора их частотных контуров и значений параметров в случайном порядке без повторений. При этом большинство параметров ЧМ-сигналов имеют квазинормальное распределение значений, поэтому более 90% сигналов не имеют экстремальных (максимальных и минимальных) значений соответствующих параметров. Рассмотренные механизмы формирования ЧМ-сигналов новорожденной, вероятно, играют ключевую роль в оптимизации развития и тестирования совместной работы органов и систем их генерации, рецепции и слуховой обработки в раннем постнатальном онтогенезе.

Акустический журнал, 68, 3, с. 336-346 (2022) | Рубрика: 13.07

 

«Памяти Виктора Васильевича Тютекина (3.12.1928–30.12.2021)» с. 347-348

DOI: 10.31857/S0320791922030157/ 30 декабря 2021 г. на 94 году ушел из жизни доктор физико-математических наук, профессор, ученый, внесший большой вклад в современную акустику, Виктор Васильевич Тютекин. Еще студентом Горьковского государственного университета, В.В. Тютекин выполнил в акустической лаборатории ФИАН под руководством Л.М. Бреховских дипломную работу, посвященную распространению звука в только что открытом тогда подводном звуковом канале. Окончив в 1952 г. радиофизический факультет Горьковского государственного университета, он поступает в аспирантуру ФИАН, которую успешно заканчивает в 1955 г. Его научными руководителями были Ю.М. Сухаревский и Г.Д. Малюжинец. С 1955 г. и до конца жизни Виктор Васильевич работал в Акустическом институте им. академика Н.Н. Андреева, пройдя должности от младшего научного сотрудника до заведующего отделом. Начало научной карьеры Виктора Васильевича совпало с началом развития средств снижения шумности – разработок звуко- и вибропоглощающих покрытий. Первые его работы направлены на построение искусственных акустических сред и их теоретическое и экспериментальное исследование. Используемые подходы, как и полученные им научные и прикладные результаты намного опередили зарубежные исследования в этом направлении (акустические метаматериалы в современной терминологии). Созданные и освоенные промышленностью специальные гидроакустические покрытия, совмещающие в себе звукопоглощение, звукоизоляцию и вибродемпфирование, нашли широкое практическое применение. Им был экспериментально обнаружен, а затем, совместно с М.А. Исаковичем и В.И. Кашиной, теоретически объяснен эффект волноводной изоляции. Эффект заключается в том, что цепочка одинаковых резонаторов обеспечивает изоляцию звука/вибрации в широком диапазоне частот. Исключительные результаты получены Виктором Васильевичем в области активных систем гашения. Используя теоретические основы построения активных систем, разработанные Г.Д. Малюжинцем и М.В. Федорюком, он создал и экспериментально исследовал несколько макетов одномерных и пространственных конфигураций, подтвердив принципиальную реализуемость и эффективность активных методов гашения в различных постановках. Важным этапом развития теоретической акустики стала разработка методов решения задач распространения волн по структурам, описываемым дифференциальными уравнениями высоких порядков, с переменными коэффициентами. Для решения такого рода задач Виктор Васильевич ввел матрицу импедансов и соответствующую систему нелинейных уравнений, обобщающих известное уравнение Рикатти. Этот подход позволил впервые провести расчет радиально неоднородных цилиндрических волноводов и стержней переменной толщины. Исследования Виктора Васильевича характеризуются, с одной стороны, их максимально возможной простотой и наглядностью и, с другой стороны, прикладной ориентацией. Отметим предложенный и реализованный им метод измерения характеристик нормальных волн в многомодовых волноводах, основанный на Доплер-эффекте, возникающем при движении приемника. Им получено более 50 авторских свидетельств на изобретения, более половины из которых внедрены в народное хозяйство и в практику научных исследований. За эту изобретательскую деятельность Виктор Васильевич был удостоен почетного звания Заслуженный изобретатель РСФСР. Основные научные результаты В.В. Тютекина опубликованы в "Акустическом журнале", развитию которого Виктор Васильевич отдал много сил как член редколлегии журнала, а в последние годы в составе его Редакционного совета.

Акустический журнал, 68, 3, с. 347-348 (2022) | Рубрика: 03