Гусев В.А., Комаровский К.О. «Генерация второй гармоники в узкой трубке с сужением в условиях эффекта туннелирования» с. 323-342

Рассмотрены особенности линейных и нелинейных акустических явлений в узких трубках с переменным поперечным сечением при наличии эффекта туннелирования. Рассчитаны коэффициенты прохождения волны через сужение трубки на основе уравнения Вебстера. В линейной постановке подробно исследованы условия проявления эффекта туннелирования. Показано, что туннелирование наиболее эффективно реализуется при определенных геометрических параметрах трубки, таких как минимальная площадь сечения, отношение акустических импедансов сред, диапазон волновых чисел и частот. На основе нелинейного уравнения Вебстера с квадратичной нелинейностью рассчитан коэффициент прохождения волны на второй гармонике. Определены характерные режимы прохождения нелинейной волны через сужение в зависимости от параметров трубки и волны: режим слабых нелинейных искажений и туннелирование исходной волны без существенных линейных и нелинейных искажений; режим доминирования поля второй гармоники в некоторых частотных диапазонах; режим отсечки низкочастотной компоненты. Приведены предварительные результаты применения модели невзаимодействующих нелинейно искаженных волн для расчета поля в таких трубках. Ключевые слова: узкая трубка с сужением, туннелирование, вторая гармоника, коэффициент прохождения, уравнение Вебстера, уравнение Островского–Вахненко, функциональные уравнения DOI: 10.7868/S3034500626030012

Карзова М.М., Цысарь С.А., Пестова П.А., Папикян Л.А., Хохлова В.А. «Реализация в лабораторном эксперименте ударно-волновых режимов фокусировки клинической HIFU-системы» с. 343-354

Ударно-волновое импульсно-периодическое воздействие с использованием мощного фокусированного ультразвука представляет собой перспективное направление в развитии клинических методов, основанных на технологии HIFU (High Intensity Focused Ultrasound). Главным преимуществом такого воздействия является быстрое получение разрушения биоткани в строго локализованной области, обусловленное эффективным тепловыделением на ударных фронтах ультразвуковой волны. Проведение экспериментальных исследований ударно-волновых протоколов осложняется значительными затратами, связанными с необходимостью доступа к дорогостоящим клиническим HIFU-системам. В настоящей работе разработана и реализована экспериментальная установка, представляющая собой упрощенный лабораторный аналог клинической HIFU-системы для изучения импульсно-периодических ударно-волновых протоколов облучения, достигаемых с помощью многоэлементных терапевтических решеток V1 и V2 системы MRgHIFU Sonalleve (Profound Medical Corp., Канада). Ультразвуковые решетки V1 и V2 состоят из 256 элементов диаметром 6.6 мм и частотой 1.2 МГц. Предлагаемый аналог представляет собой одноэлементный излучатель с той же частотой, фокусным расстоянием 120 мм и углом схождения 60°. Результаты численного моделирования, данные акустической голографии и прямых гидрофонных измерений в воде демонстрируют, что размеры фокальной области данного излучателя находятся в пределах диапазона размеров фокальных областей решеток V1 и V2, а амплитуда развитого ударного фронта в фокусе достигает 78 МПа, что сопоставимо с параметрами систем V2 (83 МПа) и V1 (96 МПа). Ключевые слова: мощный фокусированный ультразвук, ударный фронт, нелинейные эффекты, численное моделирование, акустическая голография, гидрофон, программный комплекс HIFU beam DOI: 10.7868/S3034500626030020

Смирнов А.Ю. «Нелинейные акустические волны в твердом теле с дислокациями» с. 355-357

Рассматривается система уравнений, описывающая распространение акустического сигнала в твердом теле с дислокациями. Исследовано существование решений в виде бегущих волн и необходимые для этого условия. В отличие от некоторых более ранних работ по данной теме, предъявлены точные аналитические решения соответствующей системы уравнений. Ключевые слова: нелинейные волны DOI: 10.7868/S3034500626030038

Сучков Д.С., Николаевцев В.А., Сучков С.Г. «Подавление ультразвукового шума в газопроводах» с. 358-362

Работа ультразвуковых расходомеров на газопроводах вблизи компрессорных станций нарушается из-за мощного акустического шума в ультразвуковом диапазоне, распространяющегося как по газу, так и по стенке трубы. Для обеспечения надежных измерений расхода газа необходимо подавление шума в эксплуатационной полосе частот 90–110 кГц в месте расположения расходомера не менее чем на 20 дБ. В статье предложены два новых способа защиты расходомеров, основанных не на поглощении шума, а на его отражении: по газу системой уголковых отражателей в поворотах трубы, а по трубе отражателем из коаксиальных кольцевых резонаторов. Методом конечных элементов проведено моделирование и оптимизация системы кольцевых резонаторов на подавление ультразвука в полосе 85–115 кГц не менее чем на 30 дБ. Эксперименты на трубном сегменте с расходомером показали, что при подключении устройств, реализующих указанные способы, работоспособность ультразвуковых расходомеров в условиях экстремального эксплуатационного шума сохраняется. Ключевые слова: ультразвуковой расходомер, ультразвуковой шум, подавление шума, волны Лэмба, кольцевой резонатор, уголковый отражатель, моделирование в COMSOL DOI: 10.7868/S3034500626030046

Абдрашитов А.А., Марфин Е.А. «Число Струхаля в струйных системах, генерирующих тон» с. 363-373

Представлены результаты экспериментального исследования генерации тона струйными системами “сопло–струя” и “сопло–струя–отверстие”. Цель работы – уточнение расчета возбуждения колебаний давления в струйном осцилляторе Гельмгольца. В струйных системах использовались цилиндрические сопла различной относительной длины, а также сопла “четверть круга” с одинаковым скруглением входного участка по дуге окружности, сопряженным с выходным цилиндрическим участком. В системе “сопло–струя” свободная струя воздуха беспрепятственно вытекала в затопленный объем. В системе “сопло–струя–отверстие” свободная струя втекала в отверстие в плоской стенке, расположенной на определенном удалении от среза сопла. Средняя скорость струи вычислялась по перепаду давления на сопле, а амплитуда и частота генерируемых колебаний давления измерялись микрофоном. Установлены интервалы величин относительной длины сопел и числа Рейнольдса, в пределах которых свободная струя генерирует тон. Показано, что в системе с цилиндрическим соплом тон возникает только при определенной длине канала, а в спектре всегда наблюдается только одна гармоника. В системе с профилированным соплом в отсутствие препятствия тон не наблюдается. Выявлено, что при наличии второй пластины с отверстием амплитуда колебаний давления существенно возрастает, а в спектре с профилированным соплом одновременно присутствуют несколько гармоник. Рассмотрена справедливость двух теоретических моделей генерации струйного тона: Крюгера – в системе “сопло–струя–отверстие” с обратной связью; и Мордасова – в системе “сопло–струя” без обратной связи. Для обеих струйных систем определены характерные геометрические размеры, обеспечивающие автомодельность по числу Струхаля в широком интервале изменения режима течения. Ключевые слова: струйный осциллятор Гельмгольца, тон струи, тон отверстия, автоколебания струи DOI: 10.7868/S3034500626030053

Остриков Н.Н., Башкатов В.В., Яковец М.А. «Полуаналитический метод расчета звукового поля в цилиндрическом канале с неоднородным импедансом стенок при наличии однородного потока» с. 374-392

Приводится полуаналитический метод расчета процесса распространения звука в цилиндрическом канале с однородным потоком при произвольной зависимости импеданса стенок от осевой координаты, разработанный в результате развития метода поперечных сечений. В данном методе переменные функции, входящие в граничные условия, заменяются на кусочно-постоянные функции, в результате чего процесс распространения звука в канале описывается в терминах эволюции местных амплитуд мод, проходящих и отраженных от последовательных разрывов импеданса и его производных. На основе верифицированного метода сшивки решений в соседних зонах получена бесконечная система линейных уравнений относительно неизвестных местных амплитуд прошедших и отраженных мод, для решения которой развит итерационный метод прогонки. Метод верифицирован на основе сравнения с решением, полученным численным методом конечных элементов. Проведен анализ рассчитанных звуковых полей, который выявил эффект локального экспоненциального усиления амплитуд некоторых мод в направлении их распространения в зонах сильной неоднородности импеданса. Ключевые слова: звукопоглощающие конструкции (ЗПК), распространение звука в каналах, неоднородный импеданс стенок канала DOI: 10.7868/S3034500626030061

Цуканов А.А., Горбатиков А.В. «Решение прямой задачи теории микросейсмического зондирования на основе функции Грина в приближении слабого вторичного рассеяния» с. 393-408

В рамках приближения линейно-упругой среды и слабого вторичного рассеяния сформулирована и решена в трехмерной постановке прямая задача метода микросейсмического зондирования. Задача состоит в получении выражений для расчета вариаций спектра мощности поля волн Рэлея на поверхности над неоднородностью. В задаче удаленные источники волн Рэлея непрерывно распределены по всем направлениям, чем моделируется микросейсмическое поле Земли. Решение получено для помещенной в упругое однородное полупространство неоднородности произвольного размера и формы с произвольными параметрами упругости и плотности. Решение позволяет связать параметры заглубленного включения с его изображением, которое восстанавливается в методе микросейсмического зондирования на основе пространственного распределения вариаций спектра мощности вертикальной компоненты фундаментальной моды Рэлея. Ключевые слова: поверхностные волны, волна Рэлея, неоднородность, вторичные источники, функция Грина, теория возмущений, приближение Борна, спектральная амплитуда, спектр мощности, микросейсмы, метод микросейсмического зондирования, геолого-разведочное микросейсмическое зондирование, изотропное микросейсмическое поле DOI: 10.7868/S3034500626030079

Рябов В.А. «Акустическое поведение новорожденной афалины (Tursiops truncatus) и ее родителей» с. 409-425

Впервые для зубатых китов зафиксированы особенности акустического поведения новорожденной (НР) афалины (Tursiops truncatus) и ее родителей – дельфинов Яны и Яши – двухканальной системой записи в полосе частот 0.1–220 кГц с динамическим диапазоном 81 дБ и частотой семплирования 1 МГц, одновременно с видеозаписью их положения друг относительно друга и гидрофонов, через 22, 46, 46.5 и 47 часов после рождения. Установлено, что в первый же день НР издавала серии эхолокационных щелчков и еще не совершенные ЧМ-сигналы. Показано, что она развивала ЧМ-сигналы, издавая их сериями путем перебора их частотных контуров и значений параметров в случайном порядке без повторений, почти непрерывно. Родители демонстрировали ей сигналы импульсного доплеровского эхолокатора – пачки щелчков, а также сигналы эхолокатора со сжатием импульса – серии нестационарных импульсных последовательностей. Яша одновременно с НР издавал серии щелчков, моделируя эхолокацию в условиях импульсных помех и демонстрировал ей пачки импульсов. Яна воспроизводила акустические сигналы предполагаемого высокоразвитого разговорного языка. Зафиксирован обмен ЧМ-сигналов НР и матери, имеющий характер социально-акустического обучения синтезированию сложных свистов-автографов на основе ЧМ-сигналов с простыми частотными контурами. В целом акустическое поведение дельфинов в этот период представляет собой сложную форму социально-акустического взаимодействия, направленного на формирование различных режимов функционирования эхолокационной и коммуникационной систем НР и их сенсорную калибровку в раннем постнатальном онтогенезе. Ключевые слова: дельфин (Tursiops truncatus), новорожденная, акустическое поведение, социальноакустическое взаимодействие, щелчки, пачки импульсов, ЧМ-свисты, сигналы предполагаемого высокоразвитого разговорного языка DOI: 10.7868/S3034500626030087

Спивак А.Е., Демин И.Ю. «Метод определения параметра дисперсии сдвиговой волны (SWD) в моделях мягких биологических тканей с использованием исследовательской системы Verasonics» с. 426-432

Представлено описание применения метода дисперсии сдвиговой волны (Shear Wave Dispersion, SWD) на исследовательской ультразвуковой системе Verasonics V-1. Анализ SWD предоставляет важную информацию о вязкости ткани путем количественной оценки частотной зависимости скорости распространения сдвиговой волны, дополняя обычные измерения эластичности. Нами был разработан оригинальный полный конвейер обработки, включающий протоколы получения сигналов и алгоритмы анализа дисперсии. Система была проверена с использованием калиброванных измерений фантома CIRS 049, продемонстрировав превосходное соответствие эталонным значениям. Реализация модели Фойгта показала особую клиническую значимость для характеристики ткани печени с измеренными значениями SWD 10.2 м/(с кГц) для нормальной печени, 13.7 м/(с кГц) для фиброза F2 и 18.3 м/(с кГц) для цирроза. Методология позволяет на ранней стадии выявлять патологию тканей посредством изменений вязкости, с возможным применением в диагностике заболеваний печени, молочной железы и щитовидной железы. Работа предоставляет как теоретические основы, так и практические рекомендации по внедрению для клинической визуализации SWD. Ключевые слова: дисперсия сдвиговой волны, вязкоупругость, ультразвуковая эластография, Verasonics, фиброз печени, измерение вязкости, SWD, Shear Wave Dispersion DOI: 10.7868/S3034500626030095

Руденко О.В. «Памяти Армена Паруйровича Сарвазяна (02.07.1939–28.05.2026)» с. 433-435

Скончался Армен Сарвазян – яркий человек, сочетавший таланты ученого, изобретателя и художника. Тот, кто учился или работал на физическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова, хорошо знаком со значком, ставшим символом факультета. Это буква “Ф”, внутрь которой вмонтирован “корень из факториала”. Знак был создан Арменом вместе с его женой – искусствоведом Татьяной Арменаковной, также учившейся в Московском университете. Сейчас символ “корень из факториала” присутствует на официальном бланке и печати физического факультета МГУ. За свои научные заслуги А.П. Сарвазян избран действительным иностранным членом (академиком) Российской академии наук (2022 г.) и почетным профессором МГУ (2002 г.). Армен Паруйрович получил медаль Гельмгольца–Рэлея Акустического общества Америки в 2016 г., удостоен премии “Пионер истории медицинского ультразвука” от Всемирной федерации ультразвука в медицине и биологии и Американского института ультразвука в медицине в 1988 г., а также премии Рэлея IEEE 2021 г. за инновационный вклад в ультразвуковую характеризацию тканей и изобретение эластографии. Немало его учеников и последователей разбросано по городам мира. Один из самых известных – Сергей Яковлевич Никитин, автор и исполнитель популярных песен. Он защитил диссертацию под руководством Сарвазяна в Пущино. В периоды своих визитов в США Никитин часто навещал Армена, чтобы пообщаться с ним и половить рыбу в озерах, расположенных в живописнейшем сарвазяновском поместье, недалеко от города Ламбертвиль. Редакция журнала выражает свое сочувствие родным и близким Армена Паруйровича в связи с его кончиной. Армен Паруйрович долгое время был членом редакционного совета Акустического журнала. С его участием наш журнал получил импульс развития, что будет памятью об Армене Паруйровиче.

«Поправка к статье "Построение акустических изображений с помощью сверхразрешающих методов с использованием неэквидистантных планарных антенных решеток” [Акуст. Журн. 2025. Т. 71. № 1. С. 58-66]» с. 436

В статье Родионов А.А., Савельев Н.В. “Построение акустических изображений с помощью сверхразрешающих методов с использованием неэквидистантных планарных антенных решеток”, Акуст. журн. 2025. Т. 71. № 1. С. 58-66, рис. 4 и 5 повторяются. Приводится, как должен выглядеть рис. 5.