Шарфарец Б.П. «Радиационное давление на включение в вязкой баротропной жидкости. Связь с амплитудой рассеяния» с. 547-551

Рассматривается составляющая средней силы результирующего воздействия падающего и рассеянного акустического поля на неоднородность, включенную в однородную среду. Расчет этой составляющей сводится к решению линейной задачи рассеяния. Часть средней силы, действующей на включение, которая обусловлена наличием акустических течений, при этом не учитывается. Для использования такого подхода необходим предварительный расчет амплитуды рассеяния включения в реальной среде. Подход предполагает возможность расчета указанной составляющей средней силы в произвольном падающем поле и при произвольной амплитуде рассеяния включения.

Ширгина Н.В., Коробов А.И., Кокшайский А.И. «Влияние статических и динамических внешних воздействий на упругие нелинейные свойства модели гранулированной неконсолидированной среды» с. 552-560

Исследовано влияние внешних статических (давления) и динамических (вызванных упругой волной конечной амплитуды) воздействий на линейные и нелинейные упругие свойства гранулированной неконсолидированной среды, которая моделировалась стальными шарами диаметром 2 и 4 мм. Проанализировано уравнение состояния для такой среды с учетом наличия слабо и сильно поджатых контактов между отдельными шарами. Получены выражения для коэффициентов упругости и нелинейных упругих параметров второго и третьего порядков, и экспериментально исследовано влияние внешнего статического давления на их величины. Измерена зависимость скорости упругих волн от внешнего статического давления и от амплитуды зондирующего сигнала. В исследуемой среде наблюдался ряд структурных фазовых переходов, связанных с перестройкой упаковки шаров, вызванных как статическим, так и динамическим воздействием. Структурный фазовый переход сопровождался аномальным изменением нелинейных упругих параметров среды и скорости упругих волн. Полученные результаты проанализированы на основе теории контактного взаимодействия Герца.

Благов А.Е., Даринский А.Н., Ковальчук М.В., Писаревский Ю.В., Просеков П.А., Таргонский А.В. «Рентгеноакустические резонаторы для управления пространственными характеристиками рентгеновского излучения» с. 561-568

Представлены результаты изучения акустических характеристик специальных элементов рентгеновской акустооптики, предназначенных для прецизионного управления параметрами рентгеновского пучка с разрешением по времени. Рентгеновские измерения выявили ряд особенностей колебаний рентгеноакустических элементов, не проявляющихся в стандартных электромеханических измерениях. Существование этих особенностей подтверждается численными расчетами акустических полей в элементах такого типа.

Двоешерстов М.Ю., Чередник В.И., Босов С.И., Орлов И.Я., Руденко О.В. «Численный и экспериментальный анализ параметров акустоэлектронного тонкопленочного СВЧ-резонатора» с. 569-577

Представлены результаты численного и экспериментального анализа параметров одночастотного сверхвысокочастотного тонкопленочного акустоэлектронного резонатора на основе пьезопленки (0001)AlN с акустическим отражателем, работающего на частоте 10 ГГц. Рассмотрено влияние конструкции отражателя на характеристики резонатора. Применяя модифицированную модель Баттерворта–Ван Дейка, показано, что омическое сопротивление электродов и подводящих дорожек существенно снижает добротность на частоте последовательного резонанса, а акустические потери в резонаторе снижают добротность на частоте параллельного резонанса.

Шарипов Г.Л., Гареев Б.М., Абдрахманов А.М. «Люминесценция нескольких пузырьков в акустическом поле сферического резонатора в водных растворах соединений натрия и тербия» с. 578-585

На установке для наблюдения однопузырьковой сонолюминесценции в сферическом резонаторе реализован режим стабилизации и свечения во время незначительных перемещений около положений равновесия нескольких (2–8) пузырьков в насыщенных аргоном водных растворах NaCl, NaOH, TbCl₃ концентрацией 2–6 моль/л. Приведены примеры данной разновидности многопузырьковой сонолюминесценции, иллюстрирующие разнообразное пространственно-спектральное распределение кавитационных пузырьков, которые содержат либо эмиттеры, составляющие только континуум растворителя, либо также эмиттеры – металлы (Na^*, Tb^3+*). Особый интерес представляет стабилизация пузырьков в виде пар близкорасположенных (0.5–1 мм) пузырьков, в одном из которых светится только растворитель, а в другом – также и металл.

Баженова Л.А., Семенов А.Г. «О влиянии числа Рейнольдса на интенсивность вихревого звука при обтекании цилиндрического профиля» с. 586-595

Исследованы закономерности излучения вихревого звука (Эолова тона) при обтекании стационарных и вращающихся цилиндрических профилей воздушным потоком. На основе данных измерений распределения пульсаций давления на поверхности и в следе за стационарными цилиндрическими стержнями, обтекаемыми потоком воздуха, оценено влияние числа Рейнольдса течения на интенсивность излучения вихревого звука. Показано, что интенсивность излучения зависит от положения точки отрыва потока от поверхности профиля и ширины дорожки вблизи от профиля. Путем исследования зависимости коэффициента подъемной силы от числа Рейнольдса определены диапазоны чисел Рейнольдса течения, где интенсивность излучения растет с разной степенью скорости потока. Предложен независимый способ нахождения коэффициента подъемной силы профиля путем измерения интенсивности вихревого звука. Полученные результаты объясняют разногласия ряда авторов по поводу различных зависимостей интенсивности излучения от скорости, наблюдаемых экспериментально. Исследовано влияние диаметра профиля на интенсивность излучения вихревого звука. Для стационарных и вращающихся цилиндрических профилей установлено граничное значение числа Рейнольдса, после которого диаметр профиля не влияет на излучение. Показано, что нанесение на поверхность стержней шероховатых покрытий может снизить интенсивность излучения вихревого звука путем воздействия на точку отрыва потока от их поверхности.

Филиппов А.И., Ахметова О.В., Заманова Г.Ф. «Асимптотические представления упругих волновых полей в проницаемых пластах» с. 596-606

Развит аналитический метод исследования фильтрационно-волновых полей в коллекторах нефти и газа, который позволяет свести волновые задачи сопряжения к более простым задачам для коэффициентов асимптотического разложения. Найдены простые аналитические зависимости для расчета полей в неоднородных анизотропных пластах для нулевого и первого коэффициентов. Наличие таких зависимостей позволяет обеспечить основу для принципиально нового и более полного исследования волновых полей применительно к акустическому каротажу и сейсморазведке. Достоверность развитого метода обоснована сопоставлением полученных асимптотических решений с коэффициентами разложения точного решения параметризованной задачи в ряд Маклорена по формальному параметру.

Канев Н.Г. «Реверберация в трапециевидном помещении» с. 607-612

Рассмотрена задача о затухании звука в трапециевидном помещении с неравномерным распределением поглощения на стенках. Показано, что затухание звуковой энергии может происходить аномально медленно по закону, близкому к степенному ∼1/t, или достаточно быстро – по экспоненциальному. Установлено, что вид закона затухания зависит от наличия устойчивых лучевых траекторий в помещении. Проявление устойчивых лучевых траекторий продемонстрировано в лабораторном и натурном экспериментах.

Малышкин Г.С., Шафранюк А.В. «Адаптивное разрешение широкополосных гидроакустических сигналов с частично нарушенной когерентной структурой» с. 613-629

Рассматривается вопрос разрешения слабого широкополосного сигнала на фоне сильного широкополосного сигнала с использованием адаптивных сверхразрешающих алгоритмов в условиях сигналов с нарушенной когерентностью. При этом формирование оценки корреляционной матрицы проводится не только с использованием временного, но и с использованием частотного накопления с применением фокусирующей матрицы, формируемой различными способами. Приводятся результаты имитационного моделирования и их анализ.

Руденко О.В., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю. «Нелинейные шумовые волны в мягких биологических тканях» с. 630-635

Исследование интенсивных волн в мягких биологических тканях необходимо как для диагностики, так и для терапевтических целей. Ткань представляет собой наследственную среду с частотно-зависимыми диссипативными свойствами, волны в которой описываются нелинейными интегро-дифференциальными уравнениями. Уравнения для таких волн известны. Проведен их групповой анализ, найден ряд точных решений. Однако статистические задачи для нелинейных волн в тканях практически не изучены. Вместе с тем, для медицинских приложений могут использоваться как интенсивные шумовые волны, так и волны с флуктуирующими параметрами. Кроме того, статистические решения по структуре проще, чем регулярные; они полезны для понимания физики процессов. Ниже описан общий подход к решению нелинейных статистических задач, применимый к рассматриваемым математическим моделям биологических тканей. Рассчитаны зависимости интенсивностей гармоник узкополосного шума от расстояния. Для широкополосного шума вычислена зависимость от расстояния интегральной по спектру интенсивности. Во всех случаях затухание волны определяется как специфическими диссипативными свойствами ткани, так и нелинейностью среды.

Вовк И.В., Гринченко В.Т., Мацыпура В.Т. «Природа шумов дыхания и их мультифрактальные свойства» с. 636-647

На основе использования традиционной и оригинальной методики регистрации везикулярных и трахейных шумов дыхания человека в норме и проведения их фрактального анализа, установлено, что шумы имеют мультифрактальный характер и природа возникновения везикулярных и трахейных шумов разная. Показано, что везикулярные шумы возникают в результате деформации растяжения–сжатия паренхимы легких в процессе акта дыхания, а трахейные шумы, как известно, за счет пульсаций давления на внутренней поверхности трахеи, вызванных нестационарностью потока воздуха в зоне голосовой щели.

Титов С.А., Маев Р.Г. «Определение параметров изотропного слоя по пространственно-временным сигналам ультразвуковой решетки» с. 648-656

Рассмотрен метод измерения скоростей и коэффициентов затухания продольной и поперечной ультразвуковых волн, плотности и толщины изотропного слоя с помощью решетки, помещенной в иммерсионной жидкости параллельно образцу. Метод основан на регистрации полного пространственно-временного сигнала решетки и его разложении в пространственный спектр откликов импульсных плоских волн. Скорость ультразвука и толщина образца находятся по зависимости задержки отклика плоской волны в слое от поперечной проекции вектора медленности, а плотность и коэффициент затухания определяются по поведению амплитуд спектральных откликов. Для экспериментального подтверждения метода проведено измерение параметров пластинки из полистирола с помощью линейной, 32-элементной решетки с центральной частотой 17 МГц.

Чуприн В.А. «Особенности акустического поля наклонных преобразователей поверхностных волн» с. 657-664

Исследуется влияние технологии изготовления наклонных преобразователей (отклонение от равномерного распределения механических напряжений/смещений по их излучающей/принимающей поверхности) на акустическое поле возбуждаемых поверхностных волн. Расчет выполнен в рамках параболического приближения путем замены реального наклонного преобразователя поверхностных волн линейным источником, расположенным на поверхности волновода (объекта контроля) с неравномерным (косинусоидальным) распределением амплитуд механических напряжений. Получены выражения в комплексной форме для механического напряжения (смещения) в произвольной точке наблюдения для точечного приемника (отражателя) и для напряжения, усредненного по плоскости приемника. Для типичных технологических ситуаций выполнены расчеты зависимостей амплитуд и фаз механических напряжений в функции от координат, представленные в виде графиков. Показано, что наиболее сильное влияние отклонений от равномерного распределения наблюдается в переходной (от ближней к дальней) зоне, где неравномерность смещений по краям пьезоэлемента в 10–15% вызывает изменение их амплитуды на 15–30% по сравнению с равномерным, что должно приниматься во внимание при оценках дифракционных поправок. Обсуждаются возможности экспериментальной проверки степени неравномерности распределения механических напряжений по поверхности наклонных преобразователей.

Gupta Arpan, Lim Kian-Meng, Heng Chew Chye «Sound propagation in two-dimensional waveguide with circular wavefront» pp. 493-497

Sound propagation through a waveguide is generally modeled by the Webster horn equation which assumes a planar pressure wavefront. However, most of the sources are non-planar in nature. In this work, a 1-D model is derived for sound propagation through a 2-D waveguide with circular wavefront. The model is derived from the 2-D Helmholtz equation using the weighted residual method. The model assumes a uniform pressure across the angular coordinate at a given radial distance. A 2-D finite element model is used to validate the results for different waveguide geometries and it shows good agreement.

Song Ming-tai, Zhang Shu-yi, Fan Li, Zhou Feng-mei, Wang Yan, Shui Xiu-ji «Study on sensitivities of Love-wave immunosensors based on SiO₂/36°YX-LiTaO₃ and ZnO/36°YX-LiTaO₃ structures» pp. 528-532

Love-wave immunosensors based on SiO₂/36°YX-LiTaO₃ or ZnO/36°YX-LiTaO₃ structures coated by special sensitive films have been fabricated and studied experimentally. A theoretical model using the partial wave theory of elastic waves propagating in three-layer structures covered by liquid loads is built up to calculate the sensitivities. To determine the elastic constants of the guiding layers, the phase velocities of the corresponding Love-wave devices are measured by a network analyzer, and the theoretical fitting of the experimental data are carried out. Then the relationships between the sensitivities of the Love-wave immunosensors and normalized thicknesses of the guiding layers are obtained, and there are optimized thicknesses of the guiding layers for getting maximum sensitivities. The experimental measurements and numerical calculations of the sensitivities of the Love-wave immunosensors show that both results are essentially consistent with each other.

Brown Michael G., Udovydchenkov Ilya A. «Underwater communication using weakly dispersive modal pulses» pp. 533-538

In the modal description of sound propagation, signal distortion is caused primarily by dispersion, which is largely controlled by the product I(m; f)ß(m; f). Here m is mode number, f is acoustic frequency, I is the action and ß is the waveguide invariant. A modal pulse with fixed m and variable f that satisfies Iß ≈ 0 over the entire frequency band is referred to in this letter as a weakly dispersive modal pulse. The manner by which weakly dispersive modal pulses can be exploited in underwater communications applications is described and illustrated. The connection between weakly dispersive modal pulses and weakly divergent beams is discussed.

Ali M.G.S., Elsayed N.Z. «Reflectivity function reconstruction using the frequency deconvolution technique» pp. 580-583

Deconvolution of ultrasonic echo signals improves resolution and quality of ultrasonic images. A frequency deconvolution algorithm depends on the Fast Fourier transform is proposed for ultrasonic data. The stability of the algorithm and the influence of the truncation effect on the deconvoluted results were investigated with respect to the duration time of reflectivity function reconstruction and the signal to noise ratio. Reliability of the separation of reconstructing the reflectivity of a biological tissue is estimated by frequency deconvolution of the echo ultrasound signals.