Акустический журнал, 2008, 54, выпуск 3

   

Григорьевский А.В., Григорьевский В.И., Никитов С.А. «Дисперсионные кривые объемных акустических волн в упругом теле с двумерной периодической структурой отверстий кругового сечения» c. 341-346

С помощью метода конечных элементов рассчитаны дисперсионные кривые объемных акустических волн в системах круглых отверстий, расположенных в соответствии с законом квадратной и гексагональной симметрии в изотропном упругом материале. Показано наличие полных зон непропускания акустических волн, а также наличие обратных квазипоперечных мод первого порядка. В гексагонально-симметричной системе отверстий обнаружены полные зоны непропускания, расположенные среди мод высоких порядков. Для волн с чисто сдвиговой поляризацией рассчитана мнимая часть волнового числа внутри первой зоны непропускания.

Акустический журнал, 54, 3, c. 341-346 (2008) | Рубрика: 04.05

 

Лапин А.Д. «Поглощение нулевых волн Лэмба в упругом слое механическими резонаторами с трением» c. 347-350

Исследовано распространение нулевых волн Лэмба в пластине с механическими резонаторами на стенках. Показано, что в пластине, являющейся одномодовой для симметричных (антисимметричных) волн, при помощи механических резонаторов с определенным трением можно полностью поглотить нулевую симметричную (антисимметричную) волну Лэмба. Одномодовая (для симметричных или антисимметричных волн) пластина может быть не тонкой по сравнению с длиной поперечной волны.

Акустический журнал, 54, 3, c. 347-350 (2008) | Рубрика: 04.15

   

Капустина О.А. «Структурные превращения в жидких кристаллах, инициированные звуком (обзор)» c. 353-370

В последние годы удалось существенно уточнить представления о природе и особенностях ориентационных явлений в жидких кристаллах, инициированных воздействием звука. В настоящем обзоре обобщены и обсуждаются основные результаты оригинальных теоретических и экспериментальных научных работ по фундаментальным аспектам этой проблемы.

Акустический журнал, 54, 3, c. 353-370 (2008) | Рубрика: 06.02

 

Копьев В.Ф., Фараносов Г.А. «Управление волной неустойчивости в двумерной модели кромки сопла» c. 371-379

Рассмотрена задача о генерации волны неустойчивости, развивающейся с кромки полуплоскости, разделяющей покоящуюся и движущуюся среды. Предполагается, что волна неустойчивости инициирована акустической волной, приходящей из области движущейся среды. Исследована возможность гашения волны неустойчивости с помощью акустической волны, падающей из области, где потока нет. Показано, что этого всегда можно добиться, подбирая амплитуду и фазу управляющего возмущения в зависимости от параметров волны неустойчивости.

Акустический журнал, 54, 3, c. 371-379 (2008) | Рубрика: 08.11

 

Бородина Е.Л., Салин Б.М. «Исследование азимутальной зависимости реверберационного сигнала при тональной засветке мелководной акватории» c. 380-389

Рассмотрены вопросы, связанные с рассеянием на взволнованной поверхности гармонического низкочастотного (200–400 Гц) акустического сигнала при его распространении в условиях мелководной акватории. С использованием линейных стационарных фазированной антенной решетки выполнено экспериментальное исследование угловых характеристик реверберационного сигнала в азимутальной плоскости при бистатической схеме локации. Путем сопоставления с расчетами исследован механизм формирования частотно-угловых характеристик реверберационного сигнала при различных направлениях ветрового волнения относительно трассы распространения звукового сигнала.

Акустический журнал, 54, 3, c. 380-389 (2008) | Рубрики: 07.02 07.09

 

Галкин О.П., Панкова С.Д. «Корреляция гидроакустических сигналов при одновременном ненаправленном и направленном приеме» c. 390-399

Проводится сравнение данных, полученных при измерении пространственной корреляции между акустическими сигналами, принятыми одновременно как ненаправленными гидрофонами, так и направленной в вертикальной плоскости антенной. Пространственная корреляция измерялась между сигналами, зарегистрированными на различных дистанциях в глубоком океане. Разнесение точек приема, расположенных вдоль трассы распространения звука в двух зонах конвергенции, составляло примерно 64 км. Излучаемые псевдошумовые сигналы в диапазоне частот (0.8–2.0) кГц принимались вертикальной антенной с шириной главного максимума диаграммы направленности, равной ∼ 2°. Одновременно регистрировались многолучевые сигналы, принятые ее центральным гидрофоном. Сигналы в 1-й, а затем во 2-й зонах конвергенции, принимались в разное время. Несмотря на это, коэффициенты пространственной корреляции между такими сигналами при направленном в вертикальной плоскости приеме, даже при неполном разрешении сигналов по углу прихода, достигали 0.64–0.74. В то же время при ненаправленном приеме коэффициенты взаимной пространственной корреляции не превышали 0.32.

Акустический журнал, 54, 3, c. 390-399 (2008) | Рубрики: 07.04 07.19

 

Годин O.A. «Взаимодействие поверхностных и объемных волн в мелком море с шероховатым дном» c. 400-407

Сдвиговая жесткость морских осадков, которая обусловливает параметры и само существование сейсмоакустических поверхностных волн, оказывает сильное влияние на прохождение звука между точками на берегу или в очень мелком море и точками в глубоком море. Ранее было показано, что, в случае мягких морских осадков и плавно меняющейся глубины моря, взаимодействие акустических мод и сейсмоакустических поверхностных волн, как правило, слабо, хотя им и нельзя пренебрегать. Существующая теория развита путем учета влияния мелкомасштабных неровностей границы раздела вода–морские осадки. Показано, что шероховатость границы раздела играет важную роль в энергообмене объемных и поверхностных волн. Рассматривается совместное влияние топографии дна, шероховатости и затухания волн в мягких осадках на распространение звука между корреспондирующими точками в глубокой и мелкой воде.

Акустический журнал, 54, 3, c. 400-407 (2008) | Рубрика: 07.02

 

Гулин О.Э. «Замечания к моделированию звуковых полей в нерегулярном океане с помощью причинных уравнений первого порядка» c. 408-410

К использованию полученных ранее причинных матричных уравнений для моделирования звуковых полей в нерегулярной по трассе среде добавлены два замечания, учет которых необходим при практических вычислениях. Первое замечание касается разрывов по трассе параметров среды. Чтобы обойти возникающие при этом трудности, в эволюционных уравнениях для мод предложена модификация на случай согласованных границ нерегулярной области и слоистой части среды. Второе замечание вносит уточнение в описание специфической ситуации двумерно неоднородной среды с азимутальной симметрией в горизонтальной плоскости. Для переформулировки краевой задачи в задачу для уравнений с начальными условиями в качестве исходной предложено рассматривать задачу в более полной трехмерной формулировке с азимутальным углом, когда источник звука расположен на произвольном расстоянии от начала координат.

Акустический журнал, 54, 3, c. 408-410 (2008) | Рубрика: 07.21

 

Зверев В.А., Иванова Г.К. «О горизонтальной структурe звукового поля в океане» c. 411-417

Приводятся результаты расчета горизонтальной структуры акустического поля в океане с каноническим распределением скорости звука. Расчет проводился методом геометрической акустики суммированием полей водных лучей в каждой точке с учетом их фаз и амплитуд. Получено, что распределение поля на фиксированной глубине является малоинформативной функцией: на длине цикла оно состоит из 1–3 максимумов, образованных, в основном, каустиками, попадающими на заданную глубину. Ширина каустик ∼ 0.1–1 км. Между каустиками, а также при их отсутствии, амплитуда поля намного меньше, чем в области каустик, и меняется в зависимости от фаз и амплитуд лучей, приходящих в данную точку. Сопоставление расчетной горизонтальной структуры поля с измеренной в натурных условиях в областях между каустиками затруднительно из-за возможных флюктуаций условий распространения звука.

Акустический журнал, 54, 3, c. 411-417 (2008) | Рубрика: 07.17

 

Исаев А.Е. «Градуировка гидрофона при наличии отражающих элементов с использованием согласованной пространственной фильтрации» c. 418-426

Рассмотрен метод определения параметров источников отраженных волн, используемый при прецизионной градуировке гидрофонов в свободном поле. Метод основан на разложении зависимости переходного импеданса излучателя и гидрофона от расстояния между излучателем и гидрофоном по пространственным функциям источников сферических волн. При разложении зависимости переходного импеданса применяется согласованная фильтрация. Показано, что метод позволяет определять параметры не только удаленного источника, относящегося к подводной конструкции эталона, но и достаточно близкого источника, формируемого самим градуируемым гидрофоном. Положение источника, формируемого гидрофоном, определяет такое качество гидрофона, как возможность его точной градуировки на эталонной установке с заданными размерами рабочей зоны измерительного бассейна.

Акустический журнал, 54, 3, c. 418-426 (2008) | Рубрика: 07.20

 

Кравчун П.Н. «Оценка влияния бентического фронта на модовую структуру акустического поля в океане» c. 426-430

Рассматриваются особенности модовой структуры низкочастотного звукового поля в океане при наличии бентического фронта, представляющего собой границу раздела между Антарктической донной водой и глубинной водой. Для описания гидрологических характеристик бентического фронта использованы данные Международного эксперимента WOCE. На основе математического моделирования дана оценка изменений, вносимых бентическим фронтом в значения фазовых, групповых скоростей и вертикальную структуру мод в диапазоне частот 5–20 Гц. Рассмотрены возможности реконструкции гидрологических характеристик фронта методами модовой томографии океана.

Акустический журнал, 54, 3, c. 426-430 (2008) | Рубрика: 07.01

 

Кузькин В.М., Пересёлков С.А. «Частотные смещения пространственной интерференционной структуры звукового поля в мелком море» c. 431-438

Построена модель флуктуаций частотных смещений пространственной интерференционной структуры звукового поля в случайно-неоднородном океаническом волноводе. Проанализирована взаимосвязь между случайными полями вариации дисперсионной характеристики волновода, вызванной возмущением, и девиации частоты локального интерференционного максимума. Рассмотрена применимость результатов по отношению к возмущению волновода фоновым внутренним волнам и неровностями рельефа дна.

Акустический журнал, 54, 3, c. 431-438 (2008) | Рубрика: 07.02

 

Макаров Д.В., Коньков Л.Е., Улейский М.Ю. «Соответствие между лучевой и волновой картинами и подавление хаоса при дальнем распространении звука в океане» c. 439-450

Рассмотрена задача о дальнем распространении звука в горизонтально неоднородном подводном звуковом канале. Показано, что вертикальные осцилляции неоднородности резонансным образом влияют на приосевые лучи и разрушают их устойчивость. Как следствие, приосевые лучи демонстрируют хаотическое поведение. Лучевой хаос проявляется как интенсификация взаимодействия между соседними модами с малыми номерами. В этом случае появляется большое количество сильно связанных мод и картина поля вблизи оси канала приобретает диффузионный вид. Вместе с тем, нами показано, что с понижением частоты сигнала осцилляции неоднородности по глубине начинают подавлять взаимодействие соседних мод и, тем самым, способствуют ослаблению хаоса, вплоть до полного его исчезновения. Таким образом, структура поля вблизи оси канала становится регулярной, что подтверждается численным моделированием.

Акустический журнал, 54, 3, c. 439-450 (2008) | Рубрика: 07.05

 

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Экспериментальное исследование влияния условий истечения на акустомеханический КПД турбулентной струи» c. 451-458

Акустомеханический КПД турбулентной струи определяется как отношение мощности акустического излучения и потока кинетической энергии струи. Согласно акустической аналогии Лайтхилла, акустомеханический КПД осесимметричных струй пропорционален числу Маха в пятой степени. На основе результатов экспериментальных испытаний и анализа известных данных исследовано влияние различных факторов, которые могут повлиять на структуру струи, и, следовательно, на акустомеханический КПД. В том числе проанализировано влияние впрыска воды на снижение шума струи. Результаты анализа экспериментальных данных показали, что систематическое отклонение от связи акустической и механической энергий струй, полученной из акустической аналогии Лайтхилла, возникает при истечении низкоскоростных струй малой плотности и при создании продольной завихренности в потоке.

Акустический журнал, 54, 3, c. 451-458 (2008) | Рубрика: 04.11

 

Зайцев В.Ю., Матвеев Л.А., Матвеев А.Л. «Каскадная кросс-модуляция при нелинейном взаимодействии упругих волн в образцах с трещинами» c. 459-468

Обсуждаются причины, по которым в неоднородном материале с нелинейностью, обусловленной наличием мягких дефектов (называемой также "неклассической" нелинейностью), уровень каскадных нелинейных эффектов может сильно возрастать и даже стать сравнимым с эффектами первого порядка. Уровень подобных каскадных эффектов в средах с обычной нелинейностью кристаллической решетки существенно ниже. Это различие может служить важным диагностическим признаком в задачах неразрушающего контроля. Приводятся результаты экспериментов с содержащими трещины образцами, демонстрировавшими как обычные модуляционные и кросс-модуляционные эффекты, так и каскадную кросс-модуляцию. Причины повышенного уровня каскадных эффектов поясняются моделированием на простой модели нелинейности неоднородного материала, содержащего мягкие герцевские контакты.

Акустический журнал, 54, 3, c. 459-468 (2008) | Рубрика: 05.04

 

Алексеенко Н.В., Буров В.А., Румянцева О.Д. «Решение трехмерной обратной задачи акустического рассеяния. Модифицированный алгоритм Новикова» c. 469-482

Впервые осуществлено численное восстановление модельных трехмерных рассеивателей различной силы и размера на основе монохроматического функционально-аналитического алгоритма Новикова. Алгоритм учитывает процессы многократного рассеяния и не имеет жестких ограничений на силу рассеивателей. Получаемая оценка рассеивателя приближается к истинному значению после ограничения ширины пространственного спектра рассеивателя областью с радиусом около 2k0. Помехоустойчивость алгоритма к случайным ошибкам в экспериментальных данных достаточно высока для практических целей диагностики. Однако требуемое количество вычислительных операций велико.

Акустический журнал, 54, 3, c. 469-482 (2008) | Рубрика: 07.16

 

Заславский Ю.М., Кержаков Б.В., Кулинич В.В. «Вертикальное сейсмическое профилирование на морском шельфе» c. 483-490

Представлены результаты численного эксперимента по вертикальному сейсмопрофилированию донной среды, полученные на основе анализа акустических полей в шельфовой зоне с использованием как гидроакустических, так и сейсмических донных источников излучения. Исследовано влияние глубины установки источников и их типа на эффективность возбуждения донных сейсмических волн. Проанализированы особенности формирования вертикальных волновых годографов, а также их взаимосвязь с акустическими характеристиками и структурой донной среды в области океанского шельфа. Показана высокая чувствительность вертикальных волновых годографов к смене параметров донной среды, а также возможность определения глубины залегания границ раздела и распределения параметров скорости в слоистом дне по его глубине.

Акустический журнал, 54, 3, c. 483-490 (2008) | Рубрика: 07.02

 

Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин С.В. «Моделирование параметров отображения источников некогерентной эмиссии с помощью корреляционной локации 4-го порядка» c. 491-498

Приведены результаты математического моделирования процессов генерации, распространения, приема и восстановления пространственных зависимостей амплитуд источников некогерентной эмиссии с помощью корреляционной обработки сигналов 4-го порядка. Исследовалась конфигурация с пятью приемниками излучения, расположенными вокруг исследуемой области пространства. Продемонстрирована возможность одновременного отображения нескольких объектов точечного типа. Получено выражение для достижимого в этом случае динамического диапазона. Показана возможность отображения квазинепрерывных пространственных распределений статистически независимых источников некогерентной эмиссии.

Акустический журнал, 54, 3, c. 491-498 (2008) | Рубрика: 14.04

 

Аносов А.А., Барабаненков Ю.Н., Бограчев К.М., Гарсков Р.В., Казанский А.С., Шаракшанэ А.С. «Совместное использование акустотермографии и ик-тепловидения для контроля температуры при нагреве модельного биологического объекта» c. 499-504

Проведен эксперимент, моделирующий нагрев биологического объекта. В качестве модельного объекта использовали говяжью печень. Контролировали глубинную температуру при нагреве–охлаждении печени с помощью линейки из трех акустотермометров и параллельно регистрировали тепловое электромагнитное излучение в ИК-диапазоне для контроля поверхностной температуры объекта. Результаты акустотермометрических измерений и ИК-тепловидения полностью коррелировали с динамикой нагрева–охлаждения. Одновременное использование и акустотермометров, и ИК-тепловидения позволяет повысить надежность получаемой информации.

Акустический журнал, 54, 3, c. 499-504 (2008) | Рубрика: 06.18

 

Канев Н.Г., Миронов М.А. «Активные резонаторы для гашения звука в узких трубах» c. 505-512

Предложен метод активного гашения звука с помощью локального устройства – активного резонатора – обеспечивающего резонансное поглощение или рассеяние звука в широкой полосе частот. Предложена модель активного резонатора в виде излучателя, дополненного акустоэлектрической обратной связью, позволяющей корректировать его движение в зависимости от значения звукового поля в окрестности резонатора. Продемонстрирована работоспособность метода на двух экспериментальных примерах.

Акустический журнал, 54, 3, c. 505-512 (2008) | Рубрика: 10.09