Алексеев Г.В., Панасюк А.С. «О задаче активного гашения звука в трехмерном волноводе» с. 723-729

Рассматривается нелинейная обратная задача активного гашения звука в трехмерном волноводе заключающаяся в нахождении координат, комплексных амплитуд интенсивностей точечных источников вторичной антенны и их числа из условия минимизации акустической мощности, излучаемой источником в дальнюю зону. Для ее решения предлагается численный алгоритм, основанный на методе перебора координат искомых источников в узлах некоторой трехмерной сетки и регуляризованном алгоритме квадратичной минимизации относительно их интенсивностей. Обсуждаются результаты численных экспериментов по решению рассматриваемой задачи в широком диапазоне изменения основных параметров волновода.

Аредов А.А., Фурдуев А.В. «Модель флуктуации уровня ветрового шума в океане (расчет и эксперимент)» с. 730-734

Описана физическая модель возникновения флуктуации уровня подводного шума ветрового происхождения в океане. Показано, что спектр огибающей шума состоит из нескольких областей, для каждой из которых может быть определен свой физический механизм возникновения флуктуации. Так, для флуктуации низких частот существенны гидрометеорологические изменения и гидрофизические неоднородности, для средних частот – ветровые порывы и шквалы, для верхних частот – эффекты рассеяния звука на поверхностных волнах. Построена компьютерная модель расчета флуктуации уровня шума ветрового происхождения в лучевом приближении, основанная на вычислении и последующей свертке функций чувствительности гидрофона к поверхностным источникам (зависящей от комплекса условий в районе и глубины погружения звукоприемника), с известной движущейся над гидрофоном мозаикой скоростей ветровых порывов, определяющих, в свою очередь, пространственное распределение мощности поверхностных источников шума. Приведен пример расчета флуктуации для конкретного эксперимента. Результат расчета хорошо совпадает с экспериментом.

Барбашов Е.Д., Гликман Б.Ф., Казаков А.А. «Экспериментальное и теоретическое определение акустических характеристик потока в цилиндрической трубе» с. 735-741

Представлены результаты экспериментальных исследований акустических характеристик турбулентного потока в цилиндрическом канале. Опыты проведены для трубы одного диаметра, но при различных числах Рейнольдса потока и различных соотношениях между приведенным сопротивлением дроссельной шайбы на конце и волновым сопротивлением потока. Предложена математическая модель, позволяющая рассчитать акустические характеристики турбулентного течения в трубе. Сопоставлены результаты расчетов и данные экспериментов, хорошо согласующиеся между собой.

Бограчев К.М., Пасечник В.И. «Оценки точности восстановления температуры в пассивной термоакустической томографии» с. 742-752

С помощью численного моделирования оценены возможные характеристики пассивного термоакустического томографа, предназначенного для восстановления двумерного распределения температуры в глубине объекта по его собственному тепловому акустическому излучению в мегагерцовом диапазоне частот. Для решения обратной задачи использованы две разновидности метода регуляризации по Тихонову – глобальная и локальная. Последняя учитывает физические особенности распределения температуры внутри тела человека. Показано, что при среднеквадратичной ошибке единичного измерения 0,1 К усредненная полная среднеквадратичная погрешность восстановления температуры ‹dT_R› составляет ≈0.3 К. Использование локальной регуляризации позволяет снизить ‹dT_R› в ряде случаев еще примерно на 10–15%. Величина (‹dT_R›) слабо зависит от ошибки единичного измерения, и ее основная часть (≈90%) определяется не точностью физического измерительного устройства, а используемыми алгоритмами решения обратной задачи. Погрешность ‹dT_R› сравнительно слабо зависит от количества отсчетов N_H термодинамической температуры, которые надо определить в исследуемой области объекта, а также от числа измерений N_S > N_H. Необходимое для решения практических медицинских задач максимальное пространственное разрешение достигает около 6 мм при размере исследованной области ≈10 × 10 см², N_H = 225, энергетическом коэффициенте поглощения γ= 0.2 см^–1. Это пространственное разрешение определяется в первую очередь теплофизическими свойствами тканей тела человека.

Булатов И.Г., Романов В.Н. «Воздействие поля турбулентных пульсаций давления на объемные акустические решетки» с. 753-758

Получены выражения для определения отклика различных типов объемных дискретных решеток на воздействие поля турбулентных пульсаций давления. Показано, что размещение преобразователей решетки в слоях с различными вязкоупругими параметрами, а также введение между преобразователями амплитудно-фазового распределения позволяют подавить только отдельные компоненты псевдозвукового поля турбулентных давлений, не улучшая фильтрующих свойств объемной решетки в целом по сравнению с плоской решеткой, расположенной на максимальной глубине.

Буров В.А., Прудникова И.П. «Итерационный алгоритм решения обратной граничной задачи рассеяния ультразвука на полости в изотропном твердом теле» с. 759-766

Рассмотрено решение обратной граничной задачи рассеяния методом итеративной регуляризации. Рассмотрены вопросы выбора параметров регуляризации и результаты численного моделирования решения задачи по алгоритму, представленному в [1–3]. Особое внимание уделено определению формы объекта по данным с ошибкой; для обработки таких данных в алгоритме предусмотрены дополнительные возможности регуляризации. Представлен более тонкий метод определения формы объекта, заданной в виде зависимости r(φ), требующий, однако, более точного начального приближения, в качестве которого может быть использован результат итерационной оценки.

Вдовичева Н.К., Турчин В.И., Фикс И.Ш. «Реконструкция диаграммы направленности протяженного источника шума по его ближнему полю» с. 767-774

Рассмотрены методы и возможности реконструкции углового распределения мощности шума протяженного источника в дальней зоне по результатам измерения его ближнего поля антенной решеткой. Исследования выполнены для неподвижного и движущегося в неоднородной среде источника при априорно известной корреляционной матрице внешней помехи. Для реконструкции углового распределения использованы методы статистического оценивания параметров на основе функции правдоподобия. Приведены результаты анализа и численных расчетов ковариаций оценок.

Воловов В.И., Говоров А.И. «О характеристиках неровностей на вершине горы Ампер по данным гидролокатора бокового обзора» с. 775-780

Приводятся данные обследования вершины горы Ампер с помощью гидролокатора бокового обзора. Выявлены квазирегулярные структуры неровностей дна типа гряд. Проводится сравнение полученных результатов с известными данными и с заключениями о возможном происхождении особенностей рельефа горы как следствия ее вулканической деятельности на разных этапах геологической активности, а также выхода вершины на поверхность в результате колебаний уровня Мирового океана. Оценены размеры промежуточных форм рельефа дна на вершине горы.

Гулин О.Э., Ярощук И.О. «О флуктуациях обратно рассеянного поля в случайной слоистой среде» с. 781-788

В рамках точного волнового подхода в пространственно-временном представлении рассматривается одномерная стохастическая задача рассеяния звуковых импульсов на случайной слоистой среде. На основе объединения методов, развитых авторами ранее применительно к исследованию нестационарных детерминированных и стационарных стохастических волновых задач, выполнено численное моделирование поведения статистических характеристик обратно рассеянного флуктуирующей средой поля для нескольких видов падающих импульсов и сигналов. Обсуждены важнейшие параметры, возникающие в задаче, и установлены основные особенности, характеризующие нестационарный процесс рассеяния, что иллюстрируется соответствующими результатами численных расчетов.

Гулин Э.П. «Совместные корреляционные моменты акустического поля, рассеянного на взволнованной водной поверхности с высокими неровностями» с. 789-798

В приближении пологих неровностей рассчитаны совместные пространственно-временной, частотно-пространственный и частотно-временной корреляционные моменты акустического поля, рассеянного на взволнованной водной поверхности с высокими (в масштабе длины звуковой волны) неровностями. Получено общее выражение для частотно-пространственно-временного корреляционного момента рассеянного поля точечного источника излучения. Проанализированы особенности совместных корреляционных моментов для различных моделей частотно-углового спектра гравитационных поверхностных волн.

Зайцев В.Ю., Назаров В.Е., Таланов В.И. «Экспериментальное исследование само воздействия сейсмоакустических волн» с. 799-806

Представлены результаты натурных экспериментальных исследований самовоздействия сейсмоакустической волны, возбуждаемой в грунте за счет трансформации звуковой волны, излучаемой в воду гидроакустическим преобразователем. Эффект обусловлен нечетной упругой нелинейностью среды и проявляется в зависимости скорости распространения волны от ее амплитуды. Для объяснения полученных результатов предлагается нелинейное уравнение состояния среды и ее реологическая модель, а также обсуждается их возможная связь со структурными особенностями среды. Полученные результаты представляют интерес для развития новых методов мониторинга состояния земных пород.

Зверев В.А., Литвак Н.В. «Численное моделирование случайных акустических полей» с. 807-815

Рассмотрен простой метод численного моделирования отдельных реализаций случайных когерентных акустических полей на основе усредненных значений интенсивностей их угловых спектров. Метод позволяет имитировать сложную интерференционную картину, не вычисляя ее деталей. С помощью критерия согласия Колмогорова показано, что отдельные реализации поля, полученные путем строгого расчета при учете интерференции и предлагаемым методом, могут рассматриваться как реализации, принадлежащие к одному статистическому ансамблю. На конкретном примере показано, что предлагаемый метод моделирования в сочетании с процедурой, близкой к нелинейному параметрическому оцениванию, существенно расширяет возможности выбора физической модели явления на основе результатов натурного эксперимента.

Катиньоль Д., Сапожников О.А. «О применимости интеграла Рэлея к расчету поля вогнутого фокусирующего излучателя» с. 816-824

Теоретически и экспериментально исследовано акустическое поле фокусирующего излучателя, имеющего форму сферической чаши. Особое внимание уделено дифракционным эффектам, связанным с вогнутостью поверхности и наличием выступов на краю излучателя. В геометрическом приближении указанные эффекты связаны с многократным переотражением волн от самой излучающей поверхности и рассеянием этих волн на краю. Теоретически показано, что в случае слабой фокусировки интеграл Рэлея довольно точно описывает акустическое поле вдали от излучающей поверхности, однако вблизи поверхности имеется существенная погрешность. При больших углах фокусировки заметное отклонение от истинного поля проявляется и вдали от излучателя. Эти дифракционные эффекты хорошо описываются при учете однократного отражения волн от вогнутой поверхности. Для оценки краевых эффектов экспериментально исследовано поле вогнутого пьезокерамического излучателя радиусом кривизны 100 мм и радиусом апертуры 50 мм, работающего на частоте 1 МГц. На периметре излучателя закреплялись толстые металлические кольца различной формы, обеспечивающие различные краевые условия. Показано, что указанные условия практически не влияют на приосевое акустическое поле. Проведенное исследование позволяет сделать вывод о возможности применения интеграла Рэлея при расчетах полей реальных вогнутых излучателей даже при больших углах фокусировки.

Клюев М.С., Клюев С.П., Краснобородько В.В. «О погрешностях акустического измерения уровня жидкости и методах их снижения» с. 825-831

Для различных акустических методов измерения уровня жидкости изучается зависимость скорости локационного импульса от различных: возмущающих факторов среды (вариаций температуры, давления, плотности, наличия паров в воздухе, капель на струне, веса струны и др.) и потенциальная точность определения его прихода на фоне шума. Для дальнейшего увеличения точности струнного метода за счет устранения дисперсии и использования сложных локационных сигналов предлагается вместо поперечных использовать бездисперсионные крутильные волны в плоской струне. При этом отражение локационного импульса на границе с жидкостью происходит вследствие разности моментов инерции струны в воздухе и жидкости за счет присоединенного момента инерции жидкости. Проводится сопоставление чувствительностей к температурным вариациям различных методов измерения уровня жидкости.

Краснослободцев А.В., Ляхов Г.А., Шипилов К.Ф. «Тепловое самовоздействие звуковых пучков – биологические приложения» с. 832-843

Обсуждены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов теплового самовоздействия мощных акустических пучков в жидкостях с большой вязкостью. Представлена теория самофокусировки и самопросветления звука в жидкости, обусловленных тепловым механизмом нелинейности и определены условия наблюдения этих эффектов. Описаны основные эксперименты по самовоздействию звука. Проанализированы варианты наиболее перспективных приложений описанных нелинейных акустических эффектов.

Ларичев В.А., Максимов Г.А. «Распространение акустического импульса в среде с двумя релаксационными процессами. Анализ точного решения» с. 844-856

С использованием теоремы Эфроса об обобщенной свертке получено новое аналитическое представление функции Грина акустического импульса, распространяющегося в среде с двумя релаксационными процессами. Это представление включает три части, которые описывают соответственно акустический предвестник, а также высокочастотную и низкочастотную составляющие тела импульса. Высокочастотная часть тела импульса может быть записана в инвариантной форме, справедливой для любого спектра времен релаксации (СВР). Низкочастотная часть тела импульса имеет значительно более сложную зависимость от параметров СВР. Выполнен анализ этой зависимости и получены аналитические выражения для ее расчета. Справедливость этих выражений подтверждена путем их сравнения с результатами прямого численного расчета.

Гостев В.С., Швачко Р.Ф. «Некоторые кинематические модели объемной предреверберации в глубоком океане» с. 857-860

Вводится расширенное понятие предреверберации как более раннего, чем следует из классических представлений, прихода акустических сигналов, предваряющих основные зональные приходы во временной (собственно предреверберация) и в пространственной (размытие границ зон конвергенции) областях. Для объяснения экспериментально наблюдаемых эффектов объемной предреверберации используется модель рассеяния звука на тонкоструктурных и турбулентных неоднородностях показателя преломления в каустических зонах. Для расчетных оценок времен предреверберации разработаны кинематические модели, использующие билинейный профиль скорости звука.

Петухов Ю.В. «Условие эффективной работы антенны темного поля» с. 861-864

Аналитически исследованы алгоритмы обработки сигналов, принимаемых линейной акустической антенной, основанные на адаптивном и теневом методах. Получено условие, выполнение которого необходимо для того, чтобы основанная на теневом методе фильтрация сигналов обладала определенными преимуществами.