Григорьева Н.С., Кадыров С.Г., Куприянов М.С. «Дифракция звуковых импульсов на сфере в плоскослоистом волноводе с градиентным слоем» с. 275-282

Учет вертикального распределения скорости звука в задачах распространения звука в волноводах и в задачах рассеяния имеет исключительно важное значение. В статье моделируется импульсный эхо-сигнал, отраженный от сферического рассеивателя, находящегося в волноводе, скорость звука в котором возрастает с глубиной. Рассматривается простейшая модель среды, когда рассеиватель, а также источник/приемник находятся в слое с постоянной скоростью звука. Ниже этого слоя скорость звука возрастает с глубиной, причем квадрат показателя преломления меняется по линейному закону. Для вычисления коэффициентов рассеяния сферы используется метод нормальных волн. Число нормальных волн, формирующих эхо-сигнал, определяется заданной направленностью источника. Моделирование проведено в диапазоне частот 70–90 кГц при расстояниях между рассеивателем и источником/приемником 500–1000 м. Излученный сигнал представляет собой импульс с косинусоидальной огибающей и центральной частотой 80 кГц

Блинков Ю.А., Блинкова А.Ю., Евдокимова Е.В., Могилевич Л.И. «Математическое моделирование нелинейных волн в упругой цилиндрической оболочке, окруженной упругой средой и содержащей вязкую несжимаемую жидкость» с. 283-288

Предложена математическая модель нелинейной упругой цилиндрической оболочки типа Кирхгофа–Лява, окруженной упругой средой и содержащей вязкую несжимаемую жидкость. В рамках предложенной модели проведен аналитический и численный анализ волновых процессов. На основе разработанного вычислительного алгоритма создан комплекс программ, позволяющий построить графики на их базе и получить численные решения задач Коши при точных решениях уравнений динамики оболочек без учета жидкости в качестве начального условия.

Губайдуллин А.А., Пяткова А.В. «Акустическое течение при термических граничных условиях 3-го рода» с. 289-295

Выполнено численное исследование акустического течения в цилиндрической полости, подверженной вибрационному воздействию с малой амплитудой вибрации. Изучена зависимость характера течения от интенсивности теплообмена с окружающей средой. Показано изменение вида вихрей акустического течения при плавном переходе от адиабатических граничных условий к изотермическим, осуществленном при помощи варьирования коэффициента теплоотдачи. Определены значения безразмерного коэффициента теплоотдачи, при которых картина акустического течения близка к предельным случаям, соответствующим адиабатическим и изотермическим граничным условиям. Для предельных случаев термических граничных условий выполнено сравнение с аналитическим решением.

Комкин А.И., Быков А.И., Миронов М.А. «Инерционная присоединенная длина отверстия при высоких уровнях звукового давления» с. 296-301

Исследовано влияние уровней звукового давления на акустический импеданс отверстия в перегородке на основе проведения измерений в импедансной трубе методом двух микрофонов. Получены зависимости мнимой и действительной частей импеданса от диаметра отверстия на нелинейных режимах. Основное внимание уделялось присоединенной длине (концевой поправке) отверстия. Проведена аппроксимация зависимости присоединенной длины отверстия от колебательной скорости в отверстии аналитическими функциями.

Михайлов С.Г., Руденко О.В. «Простой бимодульныи нелинейный элемент» с. 302-307

Исследована динамика искусственного нелинейного элемента, представляющего собой гибкую мембрану с ограничителями ее колебаний и статической прижимающей силой. Такой элемент обладает свойством “бимодульности” и демонстрирует “модульную” нелинейность. Построена математическая модель, описывающая эти колебания. Рассчитана их форма. Прослежена аналогия с классическим объектом – маятником Галилея. Показано, что при низкочастотном возбуждении мембраны уровень гармоник в спектре выше, чем в окрестности частоты резонанса. Установлена сильная зависимость уровня гармоник от величины прижимающей силы при слабом возбуждении. Предложена конструктивная схема устройства, в квазистатическом приближении обладающего свойством бимодульности. Проведен эксперимент, подтверждающий ее работоспособность. Показано качественное совпадение экспериментальных результатов и расчетов при детектировании амплитудно-модулированного сигнала.

Сапожников О.А., Анненкова Е.А. «Нелинейные сферические стоячие волны в акустически возбужденной жидкой капле» с. 308-317

Проанализирован процесс нелинейной эволюции стоячей акустической волны в сферическом резонаторе с абсолютно мягкой поверхностью. В рамках квадратичного приближения нелинейной акустики проведен анализ колебаний в резонаторе методами медленного изменения амплитуд гармоник и медленного изменения профиля стоячей волны. Продемонстрировано, что нелинейные эффекты могут приводить к существенному усилению пикового давления в центре резонатора. Разработанная теоретическая модель применена для анализа акустического поля в каплях жидкости, образующихся в акустическом фонтане. Показано, что в результате нелинейной эволюции пиковое отрицательное давление может превысить порог механической прочности жидкости, что может служить объяснением наблюдаемой в экспериментах взрывной неустойчивости капель.

Юлдашев П.В., Мездрохин И.С., Хохлова В.А. «Моделирование высокоинтенсивных полей сильно фокусирующих ультразвуковых излучателей с использованием широкоугольного параболического приближения» с. 318-329

На основе широкоугольного параболического приближения построен новый численный алгоритм расчета линейных и нелинейных полей, создаваемых аксиально-симметричными ультразвуковыми излучателями. На примере одиночного сильно фокусирующего излучателя проведено сравнение результатов моделирования ультразвукового поля, полученных на основе уравнения Вестервельта, уравнения Хохлова–Заболотской–Кузнецова (ХЗК) с различными способами задания граничных условий и нелинейного широкоугольного параболического уравнения. Показано, что при сравнимой с уравнением ХЗК скорости численных расчетов использование широкоугольного параболического приближения позволяет получать решения для сильно фокусированных линейных и нелинейных ультразвуковых пучков гораздо более близкие по точности к решениям уравнения Вестер-вельта.

Казаков Л.И. «О распространении звука в дисперсных средах» с. 330-341

В рамках ячеечной модели теоретически исследовано распространение звука в монодисперсных эмульсиях с произвольными объемными концентрациями. Принято, что ячейки эмульсии ограничены тонкими и невесомыми жесткими оболочками, позволяющими реализовать принцип минимума диссипации энергии при вязких звуковых потерях. Получены решения, охватывающие много частных случаев и широкие диапазоны параметров и переменных. Эти решения пригодны для изучения акустических свойств как эмульсий, так и суспензий, морских осадков, туманов, дымов, а также упруго-вязких материалов с твердыми или жидкими включениями, и т.п. Подробнее рассмотрено распространение и поглощение звука в эмульсиях и суспензиях. Выполнено сравнение с литературными экспериментальными данными.

Григорьев В.А., Петников В.Г., Росляков А.Г., Терёхина Я.Е. «Распространение звука в мелком море с неоднородным газонасыщенным дном» с. 342-358

Приводятся методы и результаты численных экспериментов по распространению низкочастотного звука в одном из районов арктического шельфа со случайно-неоднородным газонасыщенным дном. Характеристики верхнего слоя донных осадочных пород (осадков), использованные при расчетах, были получены при 3D-сейсморазведке и малоглубинном бурении морского дна. Показано, что для неоднородных осадков можно определить эффективную скорость звука. Она оказывается равной средней скорости звука при усреднении по трассе распространения до глубины в осадках 0.6 длины волны в дне. При этом затухание акустических волн, наблюдаемое в воде на расстояниях более 30 глубин волновода в моделях неоднородного и однородного (с эффективной скоростью звука) дна, одинаково. Предложена оригинальная методика оценки распределения скорости звука в верхнем неоднородном слое осадков. Методика основана на измерениях затухания акустических волн в воде при волноводном распространении.

Луньков А.А. «Реверберация широкополосных сигналов в мелком море при использовании фокусировки звука» с. 359-368

В рамках приближения нормальных волн (мод) получены выражения для расчета сигналов донной реверберации, регистрируемых горизонтальной антенной в неоднородном мелководном волноводе в широкой полосе частот. Эти выражения могут быть использованы для моделирования рассеянных дном сигналов как для моностатической, так и для бистатической геометрии, а также в случае, когда применяется фокусировка звука. С помощью построенной модели численно изучена структура донной реверберации в волноводе с различными параметрами и характеристиками приемных и излучающих систем. В качестве неоднородностей рассматривается наклон дна, изменение глубины термоклина и ветровое волнение. Продемонстрирована перспективность использования фокусировки звука обращением времени с помощью одиночного приемно-передающего элемента для усиления реверберационного сигнала, приходящего от заданного участка дна.

Баженова Л.А. «Источники шума аэродинамического происхождения в воздуходувных машинах» с. 369-378

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса возникновения и местоположения источников аэродинамического шума в воздуходувных машинах, связанных с обтеканием потоком воздуха неподвижных и движущихся элементов внутри корпуса машины. Исследования проведены на основе фундаментальных работ Лайтхилла–Керла и с помощью разработанного метода измерения пульсаций давления на вращающихся лопастях и неподвижных элементах корпуса. Выявлены наиболее значимые источники дискретных и широкополосных составляющих аэродинамического шума. Исследована роль лопаток в лопастном колесе в излучении дискретных составляющих шума. Установлено, что широкополосные максимумы в излучаемом шуме связаны с акустическими резонансами внутреннего объема корпуса воздуходувной машины. Показано влияние на интенсивность аэродинамических источников внутри корпуса турбулентности и скорости набегающего потока. Проведенные исследования способствовали более глубокому изучению природы возникновения источников шума аэродинамического происхождения в воздуходувных машинах и выработке рекомендаций по снижению шума, создаваемого этими источниками.

Калёнов Е.Н. «Помехоустойчивость системы обнаружения при оптимальной пространственной фильтрации и при использовании компенсатора помех» с. 379-388

Исследована зависимость потенциальной помехоустойчивости системы обнаружения и помехоустойчивости системы обнаружения с компенсатором помех от параметров антенны, углового положения сигнала и локальных помех, степени коррелированности распределенного шума и спектральных плотностей мощности сигнала, шума и помех. Оценивается выигрыш в помехоустойчивости системы обнаружения при использовании оптимального пространственного фильтра относительно использования компенсатора помех в зависимости от степени коррелированности распределенного шума и мощности случайных амплитудно-фазовых ошибок весовых коэффициентов антенны.

Клочков Б.Н. «Модель волнового перемещения в биосистемах» с. 389-392

Рассмотрены активные волновые процессы изменения просвета цилиндрических полых органов. Предложена математическая модель автоволнового транспорта внутреннего содержимого органа на основе механохимических взаимодействий. Обсуждены самоорганизационные изменения формы органов применительно к лимфатическим сосудам живых организмов.

Акопян В.Б., Руденко О.В., Сапожников О.А., Сарвазян А.П., Свет В.Д., Хохлова В.А., Aubry J.-F., Chapelon J.-Y., Cleveland R.O., Crum L.A., Duck F.A., Hand J.W., Hill K., Holland C.K., Hynynen K.H., Lewin P.A., McGough R.J., Mourad P.D., Muratore R., O'Brien W.D.(Jr.), ter Haar G. «Леонид Рафаилович Гаврилов (к 80-летию со дня рождения)» с. E001-E003

25 мая 2018 г. исполнилось 80 лет Леониду Рафаиловичу Гаврилову, главному научному сотруднику Акустического института им. академика Н.Н. Андреева, доктору технических наук, известному специалисту в области медицинской акустики.

Su Ting, Zhang Shi, Li Dayu, Yao Dingjie «Combined Sign Coherent Factor and Delay Multiply and Sum Beamformer for Plane Wave Imaging» pp. 379-386

Plane wave imaging is a relatively new technique in ultrasound imaging. However, in traditional methods, the coherent information of different emissions and different elements are not considered. In fact, the sign coherent factor (SCF) can improve the lateral resolution of the imaging greatly. In addition, the delay multiply and sum (DMAS) beamformer is mainly based on the spatial correlation of background scattering signals, it has higher contrast and resolution, but suffers from energy loss at great depths. In this paper, combining the advantages of SCF and DMAS, the sign coherent factor delay multiply and sum (SCF-DMAS) beamformer for plane wave imaging is proposed. Unlike the traditional plane wave imaging, the proposed SCF-DMAS beamformer is based on the 2-D echo data set, which improves the imaging speed greatly. Finally, we simulated the point targets and the cyst phantom to evaluate the performance of proposed method. Compared with the traditional plane wave imaging, the lateral resolution of SCF-DMAS beamformer improves greatly for the point targets, and for the cyst phantom the contrast ratio (CR) and contrast-to-noise ratio (CNR) increased by 96.97 and by 79.98% respectively without reducing the frame rate.