Акустический журнал, 2003, 49, выпуск 4

   

Бэйли М.Р., Хохлова В.А., Сапожников О.А., Каргл С.Г., Крам Л.А. «Физические механизмы воздействия терапевтического ультразвука на биологическую ткань. (Обзор)» c. 437-464

Мощный ультразвук находит все более широкое применение во многих медицинских приложениях. Высоко интенсивный фокусированный ультразвук (HIFU) позволяет обеспечить локальное выделение акустической энергии внутри человеческого тела для разрушения опухолевой ткани или остановки внутреннего кровотечения. Аналогично HIFU, ударные волны от литотриптера проникают в тело и разрушают почечные камни, а ультразвуковые волны умеренной амплитуды локально усиливают действие лекарств. Развитие новейших клинических технологий связано с прогрессом в разработке ультразвуковых преобразователей, а также с успехами экспериментальных и численных исследований взаимодействия звука с биологическими тканями. Основным физическим механизмом действия HIFU на ткань является переход акустической энергии в тепло. Этот процесс часто усиливается за счет нелинейного распространения акустической волны и нелинейного рассеяния на возникающих пузырьках. Кроме того, оказалось, что прямое механическое действие ультразвука на клетки стимулирует иммунный отклик организма, а ультразвуковая кавитация играет важную роль в литотрипсии и в направленном транспорте лекарств. В последние несколько лет произошел существенный сдвиг в понимании указанных механизмов воздействия. В то же время остаются пока нерешенными такие важные проблемы, как, например, планирование терапевтической процедуры и мониторинг лечения в режиме реального времени. Более глубокое понимание физических механизмов ультразвукового воздействия на ткань является ключевым в решении этих проблем и, тем самым, дальнейшем развитии и использовании терапевтического ультразвука.

Акустический журнал, 49, 4, c. 437-464 (2003) | Рубрика: 13.04

 

Байков С.В., Бабин Л.В., Молотилов А.М., Нейман С.И., Риман В.В., Свет В.Д., Селянин А.И. «Физико-технические аспекты получения ультразвуковых изображений структур мозга через толстые кости черепа. 2. Экспериментальные исследования» c. 465-473

Приведены результаты экспериментальных исследований по получению ультразвуковых изображений различных структур мозга при локации через толстые кости черепа. Описываются макет созданной аппаратуры и ультразвуковые изображения различных структур мозга при локации через толстые кости черепа. Описывается макет созданной аппаратуры и ультразвуковые изображения моделей кровеносных сосудов и некоторых структур головного мозга, полученные in vivo.

Акустический журнал, 49, 4, c. 465-473 (2003) | Рубрики: 12.05 13.02

 

Бограчев К.М., Пасечник В.И. «Метод стандартного источника в пассивной акустической термотомографии» c. 474-480

Исследованы возможности пассивной акустической термотомографии по реконструкции 2-D температурного распределения в теле человека. Особое внимание уделено оценке максимального значения температуры. Предложен метод его точного восстановления, основанный на предположении, что температурное распределение создано локальным источником тепла. Метод основан на "подборе" параметров этого источника с помощью минимизации невязки измеренных и гипотетических значений акустояркостной температуры. Путем численного моделирования сравнена точность определения максимального значения глубинной температуры при восстановлении различными методами. Показано, что эта точность выше при использовании предлагаемого метода по сравнению с методами глобальной и локальной регуляризации по А.Н. Тихонову, особенно при большой глубине источника тепла. Получено, что при использовании предлагаемого метода не возникает систематической ошибки при восстановлении температурных пиков на большой глубине. Показана возможность восстановления предлагаемым методом распределения температуры в виде двух пиков.

Акустический журнал, 49, 4, c. 474-480 (2003) | Рубрика: 12.06

 

Галкин О.П., Панкова С.Д. «Корреляционные характеристики и разности времен распространения гидроакустических сигналов при направленном приеме на разных горизонтах» c. 481-488

Приводятся экспериментальные данные по измерению коэффициентов взаимной корреляции и разностей времен распространения сигналов звукового диапазона частот на дистанциях ∼60 км и ∼120 км в океаническом волноводе. Сигналы одновременно принимались двумя остронаправленными вертикальными антеннами (ширина главных лепестков диаграмм направленности ∼2°), центры которых находились на глубинах 200 и 450 м. Глубина излучения псевдошумовых сигналов составляла 200 или 400 метров. Большие коэффициенты корреляции (0.75–0.94) между сигналами, принятыми на разных глубинах, указывают на практическую идентичность изменений частотных спектров сигналов, пришедших различными путями. Незначительные флуктуации разностей времен распространения (≤0.43 мс у "водных" сигналов и ≤0.63 мс у сигналов, отраженных от поверхности) подчеркивают их достаточно высокую стабильность.

Акустический журнал, 49, 4, c. 481-488 (2003) | Рубрика: 07.20

 

Григорьев М.А., Толстиков А.В., Навроцкая Ю.Н. «Возбуждение и прием коротких акустических импульсов многослойными пьезоэлектрическими преобразователями» c. 489-493

С помощью преобразований Фурье получена формула для вычисления импульсного отклика при подаче на преобразователь прямоугольного импульса заданной длительности в случае отражения возбужденного "звука" от свободного плоского торца звукопровода и возвращения на преобразователь. Рассматриваются для частоты 100 МГц конкретные преобразователи из ниобата лития, соединенные посредством промежуточных слоев со звукопроводом из плавленого кварца и с тыльной нагрузкой заданного акустического волнового сопротивления. Вычисляются указанные отклики для преобразователей с различными толщинами подслоя, тыльными акустическими нагрузками, волновыми сопротивлениями передающей линии и длительностями исходного импульса. Результаты расчета сопоставляются с экспериментом.

Акустический журнал, 49, 4, c. 489-493 (2003) | Рубрика: 06.14

 

Денисов Д.А., Абрамов А.В., Абрамова Е.П. «Метод расчета скорости звука в морской воде» c. 494-500

Предлагается метод расчета концентрации солей в морской воде по известным концентрациям ионов. Информация о концентрациях солей позволяет найти значения активности растворителя as, a также концентрации бинарных растворов, каждый из которых состоит из растворителя и одного из растворенных компонентов, и свойства бинарных растворов, отвечающих значению as смешанного раствора. Использование концентраций бинарных растворов и отвечающих им свойств позволяет с помощью известной формулы для скорости звука в смешанном растворе рассчитывать значения скорости звука в морской воде. Отклонения рассчитанного значения скорости звука от экспериментального значения этой величины относительно мало.

Акустический журнал, 49, 4, c. 494-500 (2003) | Рубрика: 07.07

 

Жэн Б.-К., Лу Л.-Ю. «Нормальные волны в упругом слоистом полупространстве» c. 501-513

Изучены дисперсия и возбуждение нормальных волн в слоистом полупространстве, а также распределение энергии в этих волнах. Для двух- или трехслойной модели среды детально проанализированы все возможные типы нормальных волн, возбуждаемых симметричным точечным источником, и установлена их связь с параметрами среды. Численно исследованы и детально проанализированы характеристики возбуждения и распространения, а также распределение энергии по глубине для всех типов поверхностных и захваченных волноводом волн не только в случае, когда скорость поперечных волн возрастает от верхних слоев к нижним, но и в случаях, когда низкоскоростной слой находится внутри полупространства и когда скорость поперечных волн уменьшается от верхних слоев к нижним. Обнаружено, что в случае, когда скорость сдвиговых волн возрастает от верхних слоев к нижним, существует много типов нормальных волн. Напротив, в случае, когда скорость сдвиговых волн уменьшается от верхних слоев к нижним, нормальных волн нет. Если низкоскоростная структура расположена внутри слоистого полупространства, то вдоль нее распространяются волны, захваченные волноводом. Обнаружено также, что тип возбуждаемой моды зависит от частоты источника. Поверхностная волна, соответствующая некоторой частоте, может превращаться в захваченную волну на другой частоте. Изучена связь характеристик всех типов нормальных волн (поверхностных волн и захваченных волн) с параметрами среды.

Акустический журнал, 49, 4, c. 501-513 (2003) | Рубрика: 04.05

 

Зверев В.А., Стромков А.А. «Увеличение временной селекции сигналов, принимаемых по лучам при зондировании океана посредством м-последовательности» c. 514-518

Показано, что изложенный ранее метод сжатия узкополосных сигналов применим для увеличения временного разрешения при селекции лучей, осуществляемой посредством зондирования океана широкополосными сигналами и, в частности, М-последовательностью на несущей. Приведены результаты увеличения временной селекции лучей в опытах по программе TETHIS II в Средиземном море и в экспериментах на Балтике. Во всех случаях получено существенное увеличение разрешения лучей. Для успешного применения метода необходимо иметь отношение сигнал/шум не менее 10 дБ.

Акустический журнал, 49, 4, c. 514-518 (2003) | Рубрика: 07.05

 

Комиссарова Н.Н. «Анизотропия поля поверхностных источников шума в прибрежной области с произвольной формой дна и профиля скорости звука» c. 519-528

Исследуются особенности анизотропии поля поверхностных источников шума в прибрежной области с произвольной трехмерной формой дна в условиях произвольного профиля скорости звука. Приведены результаты расчетов, выполненных по программе, включающей в себя два этапа. На первом – происходит расчет горизонтальных лучей, т.е. проекций на горизонтальную плоскость реальных лучей, многократно отраженных от дна и поверхности моря. На втором этапе суммируются вклады источников шума, расположенных на площадках, вырезаемых на поверхности моря узкой лучевой трубкой, выходящей из точки наблюдения в заданном направлении. Расчеты показали, что шумовое поле в прибрежной области существенно анизотропно, причем не только в вертикальной плоскости, что характерно для глубокого океана, но и в горизонтальной.

Акустический журнал, 49, 4, c. 519-528 (2003) | Рубрика: 07.15

 

Назаров В.Е., Радостен А.В., Островский Л.А., Соустова И.А. «Волновые процессы в средах с гистерезисной нелинейностью. Часть II» c. 529-534

В рамках двух основных гистерезисных уравнений для сред с несовершенной упругостью проводится теоретическое исследование нелинейных процессов, возникающих при распространении низкочастотных и высокочастотных акустических импульсов в безграничной среде и непрерывных волн в кольцевом резонаторе; определены профили и параметры импульсов, а также резонансная кривая резонатора, его добротность и отношение нелинейного сдвига резонансной частоты к нелинейному декременту затухания. Выявлены отличительные признаки нелинейных волновых процессов в таких средах, способствующие правильному выбору гистерезисного уравнения состояния при аналитическом описании результатов экспериментальных исследований.

Акустический журнал, 49, 4, c. 529-534 (2003) | Рубрика: 05.14

 

Рутенко А.Н. «Наблюдение воздействия внутренних волн на интенсивность и интерференционную структуру акустического поля в шельфовой зоне» c. 535-541

Приводятся результаты исследований влияния внутренних волн с известными пространственно-временными параметрами на распространение тонального акустического сигнала с частотой 240 Гц и частотно-пространственно-временную интерференционную структуру звукового поля, создаваемого шумовым источником звука.

Акустический журнал, 49, 4, c. 535-541 (2003) | Рубрика: 07.03

 

Студеничник Н.В. «Пространственно-временная и частотно-фазовая устойчивость акустического поля в подводном звуковом канале» c. 542-550

Исследована пространственно-временная и частотно-фазовая устойчивость акустического поля при распространении в подводном звуковом канале на большие расстояния. Выявлена возможность расщепления компонент поля, обусловленная эффектом Доплера в суммарных интерференционных структурах монохроматических сигналов в зависимости от расстояния, параметров неоднородного канала и частоты. Опыты выполнены в летних условиях в Прикамчатском районе северо-западной части Тихого океана на трассе протяженностью до 2100 км. В опытах использовались высокостабилизированные источники звука с резонансными частотами 230 и 380 Гц, буксируемые на глубине 70 м со скоростью 5–6 узлов. Прием сигналов осуществлялся у оси канала на стационарную систему, установленную на дне на глубине 200 м. Исследована ширина звуковых пучков и определены границы расширения частотных спектров когерентных и некогерентных составляющих звукового поля при сверхдальнем распространении. Определены фазовые скорости расщепленных составляющих.

Акустический журнал, 49, 4, c. 542-550 (2003) | Рубрики: 07.01 07.20

 

Чудина М. «Шум как индикатор кавитации в центробежном насосе» c. 551-564

Одним из источников нестабильности в работе центробежного насоса является кавитация. Кавитация в центробежном насосе является результатом недостаточно большой чистой положительной высоты всасывания (ЧПВВ) и может возникать при различных режимах работы. Кавитация может вызывать три различных нежелательных эффекта: (1) спад в кривых напор-производительность, напор-коэффициент полезного действия, (2) повреждение рабочего колеса вследствие питтинговой коррозии и эрозии и (3) вибрацию конструкции и генерацию шума. Следовательно, процесс кавитации необходимо предотвращать всеми возможными средствами. Чтобы предотвратить возникновение кавитации, необходимо зафиксировать начало процесса кавитации в насосе. Одним из возможных способов фиксации начала процесса кавитации является использование излучаемого шума. В частности, для определения начала кавитации и слежения за ее развитием можно использовать структуру шумового спектра. Эксперименты показали, что существует дискретная частота, равная 147 Гц, которая сильно зависит от процесса кавитации и его развития. Следовательно, шумовые спектры могут быть также использованы и для определения требуемого, или критического, значения ЧПВВ, соответствующего верхнему пределу допустимой работы насоса без кавитации.

Акустический журнал, 49, 4, c. 551-564 (2003) | Рубрика: 14.07

 

Лапин А.Д. «Распространение звука в гофрированной трубке» c. 565-566

Акустический журнал, 49, 4, c. 565-566 (2003) | Рубрика: 04.09

 

Якушев Д.И., Скляров О.П. «Моделирование гласных звуков» c. 567-569

Акустический журнал, 49, 4, c. 567-569 (2003) | Рубрика: 13.05

 

«Константин Александрович Наугольных (к 70-летию со дня рождения)» c. 570-571

Акустический журнал, 49, 4, c. 570-571 (2003) | Рубрика: 03

 

«Памяти Владимира Михайловича Кудряшова (11.12.1930–26.02.2003)» c. 572-572

Акустический журнал, 49, 4, c. 572-572 (2003) | Рубрика: 03

 

Можаев В.Г. «Памяти Владимира Александровича Красильникова (в связи с 90-летием со дня рождения)» c. 573-576

Акустический журнал, 49, 4, c. 573-576 (2003) | Рубрика: 03