Акустический журнал, 2009, 55, выпуск 6

   

Кюркчан А.Г., Смирнова Н.И. «О решении задач дифракции волн методом нулевого поля» c. 691-697

Выполнены исследования, посвященные численной реализации метода нулевого поля решения задач дифракции волн. Показано, что корректные и устойчивые алгоритмы в рамках этого метода получаются лишь при условии, что поверхность, на которой ставится условие нулевого поля, охватывает множество особенностей аналитического продолжения волнового поля внутрь рассеивателя. На примере решения конкретных задач дифракции продемонстрировано, что наилучшим способом построения поверхности нулевого поля является аналитическая деформация границы рассеивателя. Библ. 15.

Акустический журнал, 55, 6, c. 691-697 (2009) | Рубрика: 04.03

 

Островский Л.А., Руденко О.В. «О проблемах нелинейной акустики, представляющихся сегодня наиболее важными и интересными» c. 698-705

Изложен в расширенном виде материал обзорного доклада, сделанного на 18-м Международном симпозиуме по нелинейной акустике (ISNA-18) в июле 2008 года (Стокгольм, Швеция). Эти результаты частично изложены также в лекциях, прочитанных на 13-й и 12-й научных школах "Нелинейные волны" в Нижнем Новгороде. Цель статьи – кратко рассказать о направлениях развития и достижениях нелинейной акустики, привлекающих повышенное внимание в последние годы. Библ. 46.

Акустический журнал, 55, 6, c. 698-705 (2009) | Рубрика: 15.03

 

Лебедев-Степанов П.В., Руденко О.В. «О затухании звука в жидкости, содержащей взвешенные частицы микро- и нанометровых размеров» c. 706-711

Рассчитан коэффициент затухания звука в жидкости как за счет ее собственной вязкости, так и благодаря наличию в ней взвешенных частиц. На основе анализа дисперсионных соотношений восстановлено нелинейное интегро-дифференциальное уравнение для описания дополнительного затухания при больших интенсивностях звука. Библ. 7.

Акустический журнал, 55, 6, c. 706-711 (2009) | Рубрики: 04.16 06.02

 

Федотовский В.С., Верещагина Т.Н. «Низкочастотная резонансная дисперсия звука в пузырьковых средах» c. 712-718

Представлена теория резонансной дисперсии звука нового типа в газожидкостных пузырьковых средах, основанная на использовании эффективной динамической плотности. Показано, что из-за связанных сфероидально-поступательных колебаний пузырьков динамическая плотность газожидкостной среды имеет резонансную зависимость от частоты, что в волновом процессе проявляется как низкочастотная резонансная дисперсия звука. Эта дисперсия существенно отличается от известной высокочастотной резонансной дисперсии, обусловленной резонансом объемных осцилляций пузырьков. Приведены результаты экспериментов, подтверждающие существование резонансной дисперсии звука на частоте, равной половине собственной частоты сфероидальных колебаний пузырьков. Библ. 23.

Акустический журнал, 55, 6, c. 712-718 (2009) | Рубрика: 06.05

 

Зверев В.А., Коротин П.И., Стромков А.А. «Выделение мод в мелком море путем их обращения» c. 719-726

По сигналам отдельных приемных элементов путем их обращения с использованием частотной характеристики плоской волны выделены моды волновода. Распределение мод на плоскости "время прихода – номер моды" в опыте соответствует математической модели идеального волновода, отличаясь тем, что высшие моды опережают низшие. Предложена модификация частотной характеристики, устраняющая это несоответствие, связанная с зависимостью эффективной глубины волновода от частоты. В результате предложен и опробован способ определения дальности до излучателя и дана интерпретация помехоустойчивости приема сигналов с использованием обращения. Опыт выполнен в Баренцевом море на глубинах порядка 100 метров и дистанциях 7, 10.5 и 12 км с помощью сигнала в диапазоне частот 100–300 Гц. Библ. 17.

Акустический журнал, 55, 6, c. 719-726 (2009) | Рубрика: 07.21

 

Исаев А.Е., Матвеев А.Н. «Градуировка гидрофонов по полю при непрерывном излучении в реверберирующем бассейне» c. 727-736

Рассмотрен метод оценивания переходного импеданса излучателя и приемника в свободном поле, основанный на скользящем комплексном усреднении частотной зависимости переходного импеданса излучателя и приемника, полученной при непрерывном излучении в незаглушенном бассейне. Метод позволяет ослабить влияние отраженных сигналов и получить частотные характеристики, практически совпадающие с измеренными в условиях свободного поля. Приводятся результаты экспериментальных исследований метода и его применения для градуировки гидрофонов по полю методом взаимности в реверберирующем поле. Библ. 9.

Акустический журнал, 55, 6, c. 727-736 (2009) | Рубрика: 14.08

 

Швачко Л.В. «Исследование структуры звукового поля в приповерхностном канале» c. 737-748

Приводятся результаты экспериментального исследования звукового поля в приповерхностном канале, существующем в глубоководных районах океана вблизи его верхней границы в слое ветрового перемешивания. Опыты были проведены в двух районах Центральной Атлантики вблизи берегов Португалии и вблизи берегов Гвианы. Анализируется угловая и энергетическая структура поля шумового источника в диапазоне частот 1–10 кГц на дистанциях до 25–30 км. Результаты экспериментов сопоставляются с расчетами. Для некоторых частот были определены величины добавочного ослабления поля по сравнению с цилиндрическим законом изменения интенсивности звука с расстоянием. Оценивается влияние взволнованной поверхности океана на детальную структуру поля. Библ. 7.

Акустический журнал, 55, 6, c. 737-748 (2009) | Рубрика: 07.01

 

Соболев А.Ф., Ушаков В.Г., Филиппова Р.Д. «Звукопоглощающие конструкции гомогенного типа для каналов авиационных двигателей» c. 749-759

В применении к каналам авиационных двигателей исследован новый способ расширения спектра частот звукопоглощения за счет использования специальных гомогенных материалов с жесткой структурой. Для существенного расширения возможностей гомогенного материала впервые предложено использовать его сквозную или несквозную перфорацию. Разработана теория звукопоглощающей конструкции с гомогенным материалом при наличии сквозной перфорации, которая позволяет на основе волновых параметров исходного материала, вычислять волновые параметры и импеданс модифицированной конструкции. На основании созданной теории можно рассчитать импеданс любой достаточно сложной конструкции, состоящей из слоев разной толщины, отличающихся процентом перфорации и диаметром отверстий. Проведены расчеты импеданса и коэффициента звукопоглощения для однослойных и двухслойных образцов. Получено хорошее согласие теории и эксперимента. Библ. 11.

Акустический журнал, 55, 6, c. 749-759 (2009) | Рубрика: 08.14

 

Помпеи А., Сумбатян М.А., Тодоров Н.Ф. «Компьютерные модели в акустике помещений: метод лучевых траекторий и алгоритмы аурализации» c. 760-771

Излагаются компьютерные алгоритмы, позволяющие строить виртуальные акустические модели различных помещений, для которых существенным является удовлетворение тем или иным критериям звучания. Построенные алгоритмы основаны на методе лучевых траекторий, который в общем случае позволяет рассчитывать амплитуду многократно переотраженного акустического луча при произвольном числе отражений от любых искривленных поверхностей. В итоге расчет акустики помещения сводится к слежению за траекториями всех звуковых лучей при их последовательных отражениях на отражающих поверхностях, до полного затухания каждого луча. При таком подходе физические свойства помещения должны быть заданы геометрией отражающих поверхностей, коэффициентами поглощения и диффузии на каждой такой поверхности, а также характеристиками затухания при распространении лучей в воздухе. Предложенные модели позволяют решить важную проблему архитектурной акустики, так называемую задачу аурализации, т.е. предсказание того, как тот или иной аудиофрагмент будет звучать в различных залах, без проведения натурных испытаний в этом зале, на основе лишь компьютерного моделирования. Библ. 28.

Акустический журнал, 55, 6, c. 760-771 (2009) | Рубрика: 11.06

 

Базулин А.Е., Базулин Е.Г. «Деконволюция сложных эхосигналов методом максимальной энтропии в ультразвуковом неразрушающем контроле» c. 772-783

Рассмотрена задача обращения свертки с функцией точечного источника эхосигналов с применением регуляризации методом максимальной энтропии и дальнейшим восстановлением двумерных изображений методом проекции в спектральном пространстве. Обратная задача свертки решена для комплексного сигнала, полученного из действительного путем преобразования Гильберта. Проведено численное и экспериментальное моделирование. Продемонстрирована возможность повышения лучевого разрешения эхосигналов и понижения уровня спеклового шума при использовании генератора сложных сигналов (псевдослучайных последовательностей). Проведено сравнение полученных результатов с результатом повышения разрешающей способности, основанным на методе авторегрессии и применения метода эталонной голограммы. Библ. 33.

Акустический журнал, 55, 6, c. 772-783 (2009) | Рубрика: 14.04

 

Буров В.А., Алексеенко Н.В., Румянцева О.Д. «Многочастотное обобщение алгоритма Новикова для решения обратной двумерной задачи рассеяния» c. 784-798

Рассматривается процесс восстановления двумерных рефракционно-поглощающих рассеивателей модифицированным алгоритмом Новикова. Предлагается обобщение данного алгоритма на полихроматический режим. При объединении данных рассеяния на разных частотах в процессе решения задачи используется априори известная частотная зависимость функции рассеивателя, что приводит к уравнениям связи, отсутствующим в монохроматическом варианте. Показано, что проблема неустойчивости восстановления сильных рассеивателей, возникающая в монохроматическом режиме, может быть снята полихроматическим режимом. При этом качество оценки рассеивателя в полихроматическом режиме значительно лучше оценки в виде простого усреднения монохроматических решений. Помехоустойчивость алгоритма достаточно высока для его использования в практических целях. Библ. 21.

Акустический журнал, 55, 6, c. 784-798 (2009) | Рубрика: 12.04

 

Кузнецов М.Ю. «Особенности акустической сигнализации и генерации звуков у некоторых видов стайных открытопузырных рыб» c. 799-808

Обсуждаются результаты экспериментальных исследований акустической активности стайных открытопузырных рыб на примере кеты, горбуши, тихоокеанской сельди и сардины. Установлено, что динамические спектры большинства исследованных звуков сосредоточены в двух поддиапазонах частот, соответственно каждому виду рыб. Показано прямое участие плавательного пузыря в звукообразовании у исследуемых рыб. Рассматриваются морфологические особенности строения звукопроизводящих органов лососей и сельдей. Проанализированы механизмы генерации сигналов открытопузырных рыб с участием мышечного сфинктера и плавательного пузыря. Библ. 26.

Акустический журнал, 55, 6, c. 799-808 (2009) | Рубрика: 13.07

 

Леонов А.С., Макаров И.С., Сорокин В.Н. «Частотные модуляции в речевом сигнале» c. 809-821

Исследуются физические механизмы частотных модуляций в акустике речевого тракта и методы оценки этих модуляций в речевом сигнале. Установлено, что колебания стенок тракта оказывают пренебрежимо малое влияние на модуляции его резонансных частот. Модель процесса речеобразования, учитывающая подсвязочную область, показывает, что изменение граничных условий при открытой голосовой щели создает заметные вариации резонансных частот. Наряду с модуляциями такого рода, в речевом сигнале возникают и модуляции, обусловленные влиянием формы источника возбуждения. Они существенно зависят от соотношения частоты основного тона и резонансной частоты, а также от параметров методов оценки модуляций и метода анализа речевого сигнала. В целом, это иногда может привести к нестабильным и непредсказуемым модуляциям вычисленных формантных частот в речевом сигнале. Библ. 27.

Акустический журнал, 55, 6, c. 809-821 (2009) | Рубрика: 13.05

 

Симонова В.А., Хохлова Т.Д., Карабутов А.А. «Широкополосная фокусирующая многоэлементная антенна для оптико-акустической томографии» c. 822-827

Предлагается методика расчета характеристик и геометрических параметров широкополосной многоэлементной антенны с высоким пространственным разрешением для задач оптико-акустической томографии. По предложенной методике сконструирована антенна с заданными значениями пространственных разрешений по трем направлениям для задачи томографии рака молочной железы на ранней стадии. Антенна представляет собой решетку из 8 линейных пленочных пьезоприемников, расположенных на плоскости, и фокусирующей акустической линзы. Для сконструированной антенны проведены измерения карты фокальной области отдельного приемника антенны и функции передачи точечного источника антенной. Полученные экспериментально пространственные разрешения антенны близки к расчетным значениям. Библ. 18.

Акустический журнал, 55, 6, c. 822-827 (2009) | Рубрика: 12.06

 

Абрамов О.В., Абрамов В.О., Муллакаев M.С., Артемьев В.В. «Анализ эффективности передачи ультразвуковых колебаний в нагрузку» c. 828-844

Приведены результаты исследований эффективности ультразвукового воздействия на вещество. Рассмотрена связь электрических параметров ультразвукового оборудования и акустических характеристик ультразвукового поля в обрабатываемой среде, эффективность работы ультразвуковой установки технологического назначения, особенности введения колебаний в нагрузку при развитии в ней кавитации. Установлена связь между акустической мощностью колебаний, обеспечивающих необходимую степень развития кавитации и получение заданного технологического эффекта, и электрическими параметрами ультразвуковой установки, в первую очередь, ее мощностью. Исследованы особенности развития кавитации в жидкостях с различными физико-химическими свойствами (в том числе расплавами легкоплавких металлов) и оценена акустическая мощность колебаний, вводимых в нагрузку при изменении электрической мощности, подводимой к генератору. Библ. 46.

Акустический журнал, 55, 6, c. 828-844 (2009) | Рубрика: 06.23

 

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Анализ акустического поля, возбуждаемого виброисточником в упругом слое и окружающей среде» c. 845-852

Изложены результаты численного анализа акустического поля, возбуждаемого в упругом слое и окружающем пространстве осциллирующим бесконечно протяженным точечным дипольным источником с моментом, ориентированным параллельно границам слоистой структуры. Анализируется пространственное распределение внутри и вне пласта амплитуды SH-волнового поля, уходящего в направлении, перпендикулярном моменту. Задача решается в двумерной постановке при различных соотношениях упругих параметров жесткости внутренней и внешней области слоистой структуры и при нескольких значениях частоты вибрации. Библ. 14.

Акустический журнал, 55, 6, c. 845-852 (2009) | Рубрика: 04.11

 

Курочкин В.Е., Шарфарец Б.П. «Резонансы в системе пьезоэлектрический излучатель – многослойная ультразвуковая камера с потерями» c. 853-860

Предложен подход расчета резонансных частот и акустических характеристик ультразвуковых многослойных жидких камер, граничащих с воздушным или жидким полупространством и нагруженных на пьезоэлектрический излучатель. Принято допущение о справедливости плоского движения. Подход позволяет получить исчерпывающую информацию о физических процессах в камере. Получено выражение, связывающее электрический адмитанс пьезопластины и входной импеданс акустической нагрузки. В качестве примеров рассмотрен ненагруженный излучатель, а также излучатель, нагруженный на акустическое сопротивление с постоянным и с частотно зависимым импедансами. Библ. 17.

Акустический журнал, 55, 6, c. 853-860 (2009) | Рубрика: 04.11

 

«Армен Паруйрович Сарвазян (к 70-летию со дня рождения)» c. 861-862

В июле 2009 г. исполнилось 70 лет выдающемуся ученому в области био- и медицинской акустики, доктору физ.-мат. наук, профессору Сарвазяну Армену Паруйровичу.

Акустический журнал, 55, 6, c. 861-862 (2009) | Рубрика: 03

 

«О работе в 2008 году Санкт-Петербургского семинара по вычислительной и теоретической акустике научного совета РАН по акустике» c. 863-864

В 2008 году продолжалась регулярная работа семинара. Было проведено 18 заседаний. Помимо докладов, непосредственно посвященных проблемам акустики, было заслушано также несколько сообщений, представляющих интерес для акустиков как с точки зрения физики, так и по использованному математическому аппарату. Публикуются краткие резюме докладов.

Акустический журнал, 55, 6, c. 863-864 (2009) | Рубрика: 01