Акустический журнал, 2007, 53, выпуск 4

   

Гортинская Л.В., Попов И.Ю. «Рассеяние волн в слоях с жесткими границами, соединенных через малые отверстия» c. 485-489

Приводятся результаты исследования распространения волн в слабо связанных акустических слоях с жесткими границами. Используется метод согласования асимптотических разложений решений краевых задач. Построены диаграммы направленности для различных положений отверстий связи и направлений падения волны.

Акустический журнал, 53, 4, c. 485-489 (2007) | Рубрика: 04.04

 

Кюркчан А.Г., Смирнова Н.И. «Решение задач дифракции волн методом продолженных граничных условий» c. 490-499

Обсуждается численное решение трехмерных задач дифракции волн методом продолженных граничных условий (МПГУ), который успешно применялся к двумерным задачам. Основная идея метода состоит в том, что граничное условие ставится на некотором достаточно малом расстоянии от поверхности носителей вторичных источников. Это позволяет свести граничную задачу к решению интегрального уравнения Фредгольма I-го либо II-го рода с гладким ядром. Приведены результаты исследований, показывающие, как наиболее рационально применять МПГУ в зависимости от конкретных потребностей в точности и быстроте получения решения. Рассмотрены многочисленные примеры, иллюстрирующие высокую эффективность предлагаемого подхода.

Акустический журнал, 53, 4, c. 490-499 (2007) | Рубрики: 04.01 04.03

 

Румелиотис Д.А., Котсис А.Д., Колезас Д. «Рассеяние звука на непроницаемом сфероиде» c. 500-513

Рассматривается рассеяние плоской звуковой волны на непроницаемом сфероиде для случаев, когда этот сфероид мягкий или жесткий, вытянутой или сплюснутой формы. Два метода используются для расчетов. В первом методе поле давления выражается через сфероидальные волновые функции. Во втором методе, основанном на возмущении формы, поле выражается только через сферические волновые функции, а уравнение сфероидальной границы задается в сферических координатах. Получены аналитические выражения для рассеянного поля давления и для различных сечений рассеяния при малых значениях эксцентриситета h = d/(2a) (h << 1), где d – межфокусное расстояние сфероида, а 2a длина его оси вращения. Для случая малого эксцентриситета получены точные выражения в замкнутой форме для коэффициентов разложения g(2) и g(4) в соотношении S(h) = = S(0)[1 + g(2)h2 + g(4)h4 + O(h6)], описывающем рассеянное поле и сечения рассеяния. Приведены численные результаты для различных значений параметров.

Акустический журнал, 53, 4, c. 500-513 (2007) | Рубрика: 04.04

 

Тютекин В.В. «Влияние поверхностной импедансной нагрузки на свойства квазирэлеевских волн» c. 514-521

Приводятся результаты теоретического исследования распространения квазирэлеевских волн вдоль плоской границы изотропного упругого полупространства, на которой закреплена нагрузка импедансного типа. Получено дисперсионное уравнение для этих волн с учетом того, что импедансная нагрузка имеет нормальную и тангенциальную компоненты. Выполнен общий анализ существования таких волн в зависимости от величины и характера каждой из этих компонент. Рассмотрены конкретные примеры расчета скоростей квазирэлеевских волн – для модели поверхностной и объемной "трещиноватости" среды, слоя жидкости в упругой среде, а также для нагрузки, имеющей резонансный характер.

Акустический журнал, 53, 4, c. 514-521 (2007) | Рубрика: 06.13

 

Руденко О.В., Хедберг К.М., Энфло Б.О. «Стоячие акустические волны конечной амплитуды в кубично нелинейной среде» c. 522-532

Исследовано поведение поля в резонаторе, содержащем кубично нелинейную среду. Поле представлено в виде линейной суперпозиции двух бегущих навстречу друг другу сильно искаженных волн. В отличие от случая квадратично нелинейной среды, встречные волны в кубичной среде связаны через их средние (по периоду) интенсивности. Изучены свободные и вынужденные стоячие волны. Построены профили разрывных колебаний, содержащих ударные фронты сжатия и разрежения. Рассчитаны резонансные кривые, дающие зависимости средней интенсивности поля от разности частот колебаний границы и одной из мод резонатора. Проанализирована структура профилей сильно искаженных "вынужденных" волн. Показано, что разрывы формируются лишь в том случае, когда разность между средней интенсивностью и расстройкой принимает определенные отрицательные значения. Разрывы соответствуют скачкам между различными решениями нелинейного интегро-дифференциального уравнения, вырождающегося при малой диссипации в алгебраическое уравнение третьей степени с неопределенным коэффициентом. Найдена зависимость интенсивности стоячих волн с разрывами от частоты колебаний границы резонатора. Появляется нелинейное насыщение: интенсивность поля в резонаторе при очень большой амплитуде колебаний стенки перестает зависеть от нее и не может превысить своего предельного значения, определяемого нелинейным затуханием на ударных фронтах. Этот максимум достигается при плавном росте частоты выше линейного резонанса. Возникает область гистерезиса и бистабильность, как в сосредоточенных системах при нелинейном резонансе.

Акустический журнал, 53, 4, c. 522-532 (2007) | Рубрика: 05.03

 

Алексеев С.Г., Мансфельд Г.Д., Ползикова Н.И., Котелянский И.М. «Особенности затухания и захват энергии колебаний в составных акустических СВЧ резонаторах на основе монокристаллов ИАГ [алюмоиттриевого граната]» c. 533-539

Методом акустической резонансной спектроскопии экспериментально исследована частотная зависимость затухания акустических волн в составном пьезоэлектрическом СВЧ резонаторе. Помимо затухания из-за потерь в решетке, дифракционных потерь и потерь, связанных с рассеянием на шероховатостях отражающих граней обнаружена периодическая по частоте добавка к затуханию. Природа этой добавки объяснена отсутствием захвата энергии колебаний в резонаторе в ряде частотных интервалов.

Акустический журнал, 53, 4, c. 533-539 (2007) | Рубрика: 06.22

 

Ивочкин А.Ю., Карабутов А.А., Лямшев М.Л., Пеливанов И.М., Рохатги У., Субудхи М. «Измерение распределения скорости продольных акустических волн в сварных соединениях лазерным оптико-акустическим методом» c. 540-547

Предложен оптико-акустический метод диагностики остаточных напряжений в металлах. В теоретической части метода использованы соотношения акустоупругости, устанавливающие линейную связь между двуосными остаточными напряжениями и относительным изменением скорости продольных ультразвуковых волн в металлах. Экспериментальная методика основана на лазерном термооптическом возбуждении наносекундных ультразвуковых импульсов на поверхности исследуемых образцов и их регистрации с высоким временным разрешением. Получены распределения относительного изменения скоростей продольных акустических волн, вызванного наличием в образцах остаточных напряжений.

Акустический журнал, 53, 4, c. 540-547 (2007) | Рубрика: 14.04

 

Кожевников Е.Н. «Доменная структура слоя нематического жидкого кристалла в осциллирующем потоке Пуазейля» c. 548-556

Теоретически описана пространственно-периодическая структура, возникающая в планарно-ориентированном слое нематического жидкого кристалла (НЖК) при воздействии осциллирующего потока Пуазейля. Анализ эффекта строится на основе уравнений гидродинамики НЖК, из которых выделена самосогласованная система уравнений для возмущений гидродинамических переменных. Показано, что вид структуры и пороговые параметры эффекта зависят от частоты и толщины слоя через скэйлинговую комбинацию ωh2. Анализируется зависимость конфигурации возникающих искажений от величины вязкости α3.

Акустический журнал, 53, 4, c. 548-556 (2007) | Рубрика: 06.02

 

Кузькин В.М., Переселков С.А. «Акустический свип-мониторинг фоновых внутренних волн» c. 557-564

Представлены результаты теоретического рассмотрения флуктуаций частотных смещений интерференционной картины, обусловленных фоновыми внутренними волнами. В рамках численного эксперимента проанализированы возможности восстановления спектра вертикальных смещений слоев жидкости, основанного на регистрации спектра девиации частоты локального интерференционного максимума. Обсуждены вопросы устойчивости и эффективности предлагаемого мониторинга.

Акустический журнал, 53, 4, c. 557-564 (2007) | Рубрика: 07.03

 

Макаров Д.В., Улейский М.Ю. «Высвечивание лучей из горизонтально-неоднородного подводного звукового канала» c. 565-573

Рассмотрена задача о распространении звука в пространственно-неоднородном подводном звуковом канале. Исследуется эффект высвечивания – хаотической раскачки водных лучей, в результате которой эти лучи достигают дна и быстро затухают. С помощью отображения Пуанкаре и карт высвечивания продемонстрирована связь высвечивания со свойствами фазового пространства системы лучевых уравнений. Выявлено, что максимальное высвечивание наблюдается при резонансе между колебаниями луча в волноводе и вертикальными осцилляциями неоднородности – так называемом вертикальном резонансе. Построена качественная теория вертикального резонанса. Показано, что высвечивание лучей приводит к значительному сокращению времени затягивания звукового сигнала.

Акустический журнал, 53, 4, c. 565-573 (2007) | Рубрика: 07.01

 

Микрюков А.В., Попов О.Е. «Изменчивость энергии донных отражений как индикатор пересечения акустической трассой фронтальной зоны» c. 574-579

Выявлена значительная индивидуальная изменчивость энергии четверки сигналов двукратного отражения от дна при пересечении акустической трассой фронтальной зоны Гольфстрима. На экспериментальных кривых наблюдается локальное увеличение энергии отдельных сигналов, отраженных от дна, более чем в два раза. Как показали результаты численного моделирования, местоположение и величина наблюдаемых максимумов энергии оказываются весьма чувствительными к положению границ фронтальной зоны, ее горизонтальной и вертикальной протяженности, величине горизонтальных градиентов. Делается вывод о возможности использования наблюдаемого явления в качестве индикатора положения фронтальной зоны, а также для оценки ее параметров.

Акустический журнал, 53, 4, c. 574-579 (2007) | Рубрика: 07.14

 

Буров В.А., Касаткина Е.Е., Марьин А.О., Румянцева О.Д. «Оценки максимального правдоподобия в корреляционной акустической термотомографии» c. 580-596

Обсуждаются информативные возможности активно-пассивной акустической термотомографии, допускающей раздельное восстановление локальных значений собственной и фоновой температуры, коэффициента поглощения и скорости ультразвука. Для корреляционной обработки большого объема экспериментальной информации предлагается итерационная процедура на основе метода максимального правдоподобия, обеспечивающего несмещенность оценок. Чувствительность термотомографической системы связана с ограничениями на фактор накопления со стороны реальных условий эксперимента. Повышение чувствительности возможно за счет снижения требований на разрешающую способность восстанавливаемого изображения. Приводятся результаты численного моделирования термотомографического эксперимента в узкополосном и широкополосном режимах.

Акустический журнал, 53, 4, c. 580-596 (2007) | Рубрики: 07.04 07.17

 

Зверев В.А., Стромков А.А., Хилько А.И. «Особенности сложения мод акустического сигнала в условиях мелкого моря» c. 597-600

Приведены результаты опыта по сложению выделенных мод акустического сигнала в мелком море (Баренцево море, трасса длиной 17 км, глубина моря 120 м). В опыте использовался точечный излучатель широкополосного импульсного сигнала длительностью 5 с с линейной частотной модуляцией в диапазоне 100–300 Гц. Селекция мод в натурном опыте осуществлялась с помощью антенной решетки (32 гидрофона, 96 м), развитой вдоль вертикали. Показано, что сигналы мод, выделяемых в конце трассы, возникают только на части трассы. Моды суммировались когерентно двумя различными способами и некогерентно. Оценена помехоустойчивость полученных результатов сложения мод.

Акустический журнал, 53, 4, c. 597-600 (2007) | Рубрика: 07.02

 

Беликов Р.А., Белькович В.М. «Свисты белух в репродуктивном скоплении у острова Соловецкий в Белом море» c. 601-608

Представлены результаты анализа свистов, записанных в репродуктивном скоплении (РС) белух у о. Соловецкий в Белом море. На основе абсолютных характеристик и формы частотного контура свисты разделены на 16 типов. Свисты относительно низкочастотные, имеют развитую гармоническую структуру и простую форму контура. Средняя для типов свистов длительность сигналов варьирует от 0.1 до 1.7 с, среднее значение максимальной частоты основного тона колеблется от 1.4 до 4.5 кГц, а среднее значение количества точек перегиба составляет от 0 до 9 на сигнал. В отличие от белух других популяций, у которых наиболее часты плоские свисты, у беломорских белух в РС наиболее многочисленными являются короткие свисты с V-образной формой частотного контура.

Акустический журнал, 53, 4, c. 601-608 (2007) | Рубрика: 13.07