Руденко О.В., Гурбатов С.Н., Демин И.Ю. «Поглощение интенсивных регулярных и шумовых волн в релаксирующих средах» с. 459-465

Выписано интегро-дифференциальное уравнение, содержащее члены, ответственные за нелинейное поглощение, вязко-теплопроводную диссипацию и релаксационные процессы в среде. Получено общее интегральное выражение для расчета потерь энергии волны с произвольными характеристиками – интенсивностью, профилем (частотным спектром) и ядром, описывающим внутреннюю динамику среды. Показано, что для слабых волн общий интеграл приводит к известным результатам линейного приближения. Построены профили стационарных решений как для экспоненциального релаксационного ядра, так и для других форм ядер. Рассчитаны потери энергии на фронте слабых ударных волн. Получены общие интегральные формулы для потерь энергии интенсивного шума, определяемых формой ядра, структурой корреляционной функции шума и средним от квадрата производной реализации случайного процесса. DOI: 10.7868/S0320791914050116

Пимштейн В.Г. «Об излучении звука при возникновении возмущений в турбулентных струях при аэроакустических взаимодействиях» с. 466-469

С использованием теневого метода визуализации исследуется процесс излучения звука при воздействии на сверхзвуковые струи пилообразных звуковых волн конечной амплитуды. DOI: 10.7868/S0320791914050104

Пирозерский А.Л., Чарная Е.В., Габбасова К.Р., Бугаев А.С. «Упругие аномалии при фазовых переходах в мультиферроиках» с. 470-475

Анализируются температурные зависимости модуля упругости в мультиферроиках-магнитоэлектриках, в которых магнитное и сегнетоэлектрическое упорядочения возникают в результате двух последовательных фазовых переходов. Получены аналитические выражения для модуля упругости в области фазовых переходов в упорядоченные состояния при учете либо стрикционных, либо биквадратичных вкладов в магнитоупругое и электроупругое взаимодействия. Найдена явная зависимость модуля упругости в мультиферроидной фазе от константы магнитоэлектрической связи. Показано, что характерные аномалии упругих свойств в мультиферроиках допускают интерпретацию в рамках теории Ландау без учета флуктуаций. При рассмотрении учитывались изменения фазовых диаграмм за счет магнито- и электроупругих взаимодействий. DOI: 10.7868/S0320791914040121

Полунин В.М., Стороженко А.М., Ряполов П.А., Танцюра А.О., Казаков Ю.Б., Арефьева Т.А., Арефьев И.М., Неручев Ю.А., Коротковский В.И. «Возмущение намагниченности магнитной жидкости ультрамалыми тепловыми колебаниями, сопровождающими звуковую волну» с. 476-482

Приводятся результаты теоретического и экспериментального исследования эффекта возмущения намагниченности магнитной жидкости, вызванного тепловыми колебаниями в адиабатной звуковой волне на начальном участке кривой намагничивания. Измерения проведены на образцах магнитного коллоида с различной вязкостью дисперсионной среды в диапазоне частот 20–60 кГц. В указанном диапазоне частот исследованные образцы характеризуются отсутствием тепловой релаксации намагниченности. Сравнение выводов модели тепловой релаксации намагниченности с результатами эксперимента позволяет получить информацию об особенностях реологии ближайшего молекулярного окружения частицы – нанореологии. DOI: 10.7868/S0320791914040133

Бибко В.Н., Голубев А.Ю. «Основные закономерности влияния скоса потока на характеристики полей пульсаций давления перед прямым и за обратным уступом» с. 483-491

Проведены экспериментальные исследования влияния скоса потока на характеристики полей пульсаций давления перед прямым и за обратным уступами. Показано, что при наличии скоса потока эти поля обладают существенной неоднородностью и трехмерностью. Показано, что поле пульсаций давления характеризуется наименьшим масштабом неоднородности по линии, ортогональной кромке уступа; наибольшей степенью коррелированности и наличием конвективных свойств поля в направлении, коллинеарном направлению потока. Влияние скоса потока на масштаб неоднородности и нормированный взаимный спектр полей пульсаций давления перед прямым и за обратным уступом проявляется в меньшей степени, чем на спектральную плотность. Предложено уточнение эмпирической модели полей пульсаций давления перед прямым и за обратным уступами с учетом трехмерности полей. DOI: 10.7868/S0320791914050037

Белянкова Т.И., Калинчук В.В. «К проблеме анализа динамических свойств слоистого полупространства» с. 492-504

Развит эффективный метод построения матрицы-функции Грина слоисто-неоднородного полупространства. Предложены удобные для программирования матричные формулы, позволяющие с высокой точностью изучать свойства многослойного полупространства. На примере задачи о колебаниях трехслойного полупространства показана трансформация дисперсионных характеристик структурно-неоднородной среды в зависимости от соотношения механических и геометрических параметров ее составляющих. Исследование свойств функции Грина среды с низкоскоростным слоистым включением показало, что каждая мода поверхностной волны существует в ограниченном диапазоне частот: наряду с критической частотой возникновения моды существует частота ее исчезновения – частота, выше которой мода подавляется за счет наложения нуля функции Грина на ее полюс. Аналогичное исследование, проведенное для среды с высокоскоростным слоистым включением, показало, что наряду с частотой отсечки (частота, на которой распространяющаяся в низкочастотном диапазоне поверхностная волна исчезает) существует частота повторного ее зарождения – верхняя граница “диапазона запирания” первой моды. Вне этого диапазона первая мода является распространяющейся, могут появляться другие распространяющиеся моды. Установлено критическое соотношение геометрических параметров среды, определяющее существование и границы диапазона запирания волны. DOI: 10.7868/S0320791914050013

Володин И.А., Чеботарева И.Я. «Сейсмическая эмиссия в зонах техногенных воздействий» с. 505-517

Предложен и описан на основе современных методов математической физики сложный многоэтапный сценарий генерации сейсмической эмиссии в зонах техногенных разрушений и отдельных тектонических элементов. Показано, что основой механизма генерации является амплитудная неустойчивость возбужденных в результате энергетического воздействия на среду сейсмических огибающих высокочастотных акустических колебаний элементов геологической среды. Действие указанных механизмов иллюстрируется экспериментальными результатами мониторинга процесса гидроразрыва пласта методом эмиссионной сейсмической томографии. DOI: 10.7868/S0320791914050141

Ефимцов Б.М., Лазарев Л.А. «Расчет колебаний шпангоутов в подкрепленной оболочке, моделирующей фюзеляж самолета» с. 518-525

Шум в салон самолета от внешних источников проникает через бортовую конструкцию несколькими путями. Среди них можно выделить прямой путь через слои рыхло-волокнистого материала и косвенный - через места крепления панели интерьера к поперечным ребрам (шпангоутам). Аналитический метод расчета колебаний ортогонально подкрепленной оболочки, разработанный ранее авторами, позволяет корректно рассчитать колебания шпангоутов. Это дает возможность аналитически определять прохождение шума в салон через места крепления панели интерьера. В работе представлена первая часть решения этой задачи, т.е. представлены соотношения и примеры расчета колебаний шпангоутов при точечном возбуждении оболочки и при возбуждении пульсациями давления турбулентного пограничного слоя. DOI: 10.7868/S0320791914040042

Малышкин Г.С., Сидельников Г.Б. «Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов (обзор)» с. 526-545

Рассмотрены различные методы оптимальной и адаптивной обработки гидроакустических сигналов в условиях многолучевого распространения и рассеяния. Приводится анализ положительных и отрицательных сторон классических адаптивных алгоритмов (алгоритмов Кейпона, MUSIC, Джонсона) и “быстрых” проекционных алгоритмов в условиях многолучевого распространения и рассеяния сильных сигналов. Представлены классические оптимальные подходы по обнаружению многолучевых сигналов. Для обеспечения автоматического обнаружения слабых сигналов предлагается механизм контролируемого нормирования сильных сигналов. Представлены результаты моделирования работы различных алгоритмов обнаружения на линейной эквидистантной антенной решетке в условиях многолучевого распространения и рассеяния. Проводится анализ автоматического обнаружителя на основе классических или быстрых проекционных алгоритмов, проводящего оценку фона на основе медианной фильтрации или методом двустороннего пространственного контраста. DOI: 10.7868/S0320791914050098

Махонин Г.М. «Реконструкция формы гидролокационных объектов» с. 546-554

Рассматривается задача реконструкции формы гидролокационных объектов в условиях, когда известные методы, например метод Боярского, неприменимы или неэффективны. Предложен вариант метода реконструкции формы объекта по функции от гауссовой кривизны поверхности. При этом показано, что основную информацию об этой функции несет начальный участок эхосигнала и что результаты реконструкции формы зависят от корреляционной длительности зондирующих сигналов. При применении сверхширокополосных зондирующих сигналов этот метод принципиально пригоден для реконструкции формы заиленных объектов. Формально метод применим только для выпуклых поверхностей, но может быть распространен на более сложные поверхности при некоторых условиях. DOI: 10.7868/S0320791914050086

Бибиков Н.Г. «Корреляция ответов нейронов кохлеарного ядра лягушки с низкочастотной шумовой амплитудной модуляцией тонального сигнала» с. 555-566

Исследованы ответы одиночных нейронов кохлеарного ядра травяной лягушки на длительные тональные сигналы, модулированные по амплитуде повторяющимися отрезками низкочастотного шума. Несущая частота всегда соответствовала характеристической частоте исследуемой клетки (диапазон: 0.2–2 кГц), модулирующим сигналом служил шум в диапазонах 0–15 Гц, 0–50 Гц или 0–150 Гц. Получены функции корреляции между циклической гистограммой, отражающей изменение вероятности генерации нейроном импульсного разряда на протяжении периода модуляции, и формой огибающей сигнала на том же периоде. Вид полученных корреляционных функций обычно качественно не менялся при изменении уровня несущей или глубины модуляции, однако мог существенно зависеть от частотного состава модулирующей функции. В большинстве случаев сопоставление циклической гистограммы реакции только с текущим значением амплитуды не позволяет адекватно выявить те временные особенности сигнала, которые определяют реакцию нейрона. Ответ определяется и другими особенностями звука, и прежде всего, скоростью изменения амплитуды. Исследованные нейроны различались между собой как по предпочтению к определенному диапазону модулирующих частот, так и по тем особенностям огибающей, которые вызывали ответ клетки. DOI: 10.7868/S0320791914050025

Емельянов М.Б., Салин Б.М., Салин М.Б., Циберев А.В. «Восстановление временной зависимости и параметров сигнала широкополосных протяженных акустических источников в дальней зоне. Часть 1. Методы восстановления и технические средства» с. 567-576

Рассмотрена задача восстановления в дальней зоне временной зависимости сигнала распределенного источника. Показано, что при регистрации акустического сигнала линейной антенной, расположенной в ближнем поле источника, и последующей обработке удается восстановить временную зависимость сигнала источника в дальней зоне. В работе оценены возможные искажения сигнала, обусловленные конечностью апертуры приемной антенны, определены оптимальные характеристики системы обработки сигнала. Предлагается вариант технической реализации линейной антенны в виде цифровых приемных элементов, которые синхронно регистрируют акустическое поле в полосе до 10 кГц и передают принятый сигнал по четырем витым парам непосредственно на сетевую карту персонального компьютера. Описанная в работе методика и ее техническая реализация могут быть использованы при гидроакустических измерениях, а также при создании звукозаписывающей системы для оркестров и хоров с большим количеством исполнителей. DOI: 10.7868/S0320791914050049

Lebedev A.V., Ostrovsky L.A. «A unified model of hysteresis and long-time relaxation in heterogeneous materials» pp. 555-561

A physical model of stress-strain dynamics and long-time relaxation (slow time) in structured media is proposed. The model is based on the analysis of inter-grain contacts and the resulting surface force potential with a barrier. The result is a unified description of the classical acoustic nonlinearity, stress-strain hysteresis, and logarithmic relaxation law for sound velocity (and, hence, for the frequency of nonlinear resonance in samples of structured materials). Estimates of a characteristic volume of interacting contacts give close values for the variety of consolidated materials. For weak (linear) testing waves, the logarithmic relaxation occurs if a classical quadratic nonlinearity is added to the stress-strain relation.