Бобровницкий Ю.И., Томилина Т.М. «Поглощение звука и метаматериалы (Обзор)» с. 517-525

Дан обзор и анализ методов решения и современного состояния задачи о поглощении звука в линейной постановке. Показано, что большая часть публикаций с точки зрения эффективности поглощения сводится к реализации одного из двух идеальных поглотителей: черного тела Кирхгофа и оптимального поглотителя. Эти два поглотителя имеют принципиально различные свойства: относительное сечение поглощения черного тела равно единице, в то время как для оптимального поглотителя оно является максимально возможным и может принимать значения много больше единицы. Решаемые ими практические задачи также различны. Обсуждаются пути создания современных эффективных поглотителей. Наиболее перспективными представляются поглотители из акустических метаматериалов, реализующие идеальные тела наилучшим образом, для изготовления которых необходимы развитые аддитивные технологии.

Кюркчан А.Г., Маненков С.А. «Дифракция поля точечного источника на компактном препятствии в непрерывно-слоистом волноводе» с. 526-533

Рассмотрена задача дифракции поля точечного источника на теле вращения, расположенном в плоском слое, который ограничен с одной стороны абсолютно мягкой границей, а с другой – жидким полупространством. Рассмотрен случай, когда среда внутри слоя имеет характеристики, непрерывно зависящие от вертикальной координаты. Проведено тестирование метода путем сравнения результатов расчета волнового поля для случая постоянного профиля скорости звука внутри плоского слоя, а также путем сравнения предлагаемого метода и метода поверхностных интегральных уравнений. Показано существенное влияние наличия неоднородности среды слоя на звуковое поле.

Назаров С.А. «Обострение и сглаживание околопороговых аномалий Вуда в акустическом волноводе» с. 534-546

Пологое возмущение жесткой стенки плоского акустического волновода может вызвать аномалию Вуда, выражающуюся в несоразмерно быстром изменении дифракционной картины при приближении снизу к частотам отсечки внутри непрерывного спектра. При помощи асимптотического анализа установлены ограничения на профиль возмущения стенки, обеспечивающие возникновение аномалии, ее обострение или исчезновение. Исследуется асимптотика собственных частот, и обсуждаются комплексные и пороговые резонансы.

Федотовский В.С. «Пористая среда как акустический метаматериал с отрицательными инерционными и упругими свойствами» с. 547-553

Рассмотрены эффективные инерционные и упругие свойства дисперсного композита в виде упругой пористой среды с пустыми сферическими полостями. Показано, что при резонансе поступательных колебаний и объемных осцилляций полостей динамическая плотность и сжимаемость пористой среды принимают отрицательные значения. Приведены оценки внутренних динамических параметров, при которых инерционные и упругие свойства, определяющие фазовую скорость и затухание звука, могут быть одновременно отрицательными в определенных частотных диапазонах. Пористая среда при этом приобретает свойства метаматериала с отрицательным преломлением звука и другими уникальными акустическими эффектами.

Гурбатов С.Н., Руденко О.В., Тюрина А.В. «Трансформация высокочастотного шума в поле ударной волны» с. 554-561

Исследованы взаимодействия шумовых и регулярных сигналов с фронтом, крутизна которого растет или уменьшается из-за нелинейного искажения профиля интенсивной волны накачки. Использовано проективное преобразование, являющееся следствием одной из симметрий уравнения Бюргерса. Взаимодействие сигнала с волной накачки на ее переднем фронте приводит к увеличению амплитуды сигнала, уменьшению его временного масштаба, увеличению темпа эволюции сигнала и более раннему слиянию разрывов. На заднем фронте происходит уменьшение амплитуды сигнала, увеличение временного масштаба и замедление темпа эволюции. Получены формулы, описывающие трансформацию спектра и корреляционную функцию шума. Найдены законы изменения энергии шума как при малых, так и при больших числах Рейнольдса. Исследовано взаимодействие слабого шума с нестационарным ударным фронтом в среде с конечной вязкостью. Показано, что из-за конкуренции усиления на ударном фронте и высокочастотного затухания зависимость интенсивности шума от расстояния имеет немонотонный характер, при этом на больших расстояниях интенсивность стремится к нулю, а время корреляции стремится к конечному значению.

Комкин А.И., Быков А.И., Миронов М.А. «Акустическое сопротивление отверстия при высоких уровнях звукового давления» с. 562-565

Исследовано влияние уровней звукового давления на акустическое сопротивление отверстия в перегородке на основе проведения измерений в импедансной трубе методом двух микрофонов. Получены зависимости сопротивления отверстия от его диаметра на нелинейных режимах. Показано, что на нелинейном режиме сопротивление отверстия зависит от его диаметра. Проведена аппроксимация зависимости нелинейного сопротивления от колебательной скорости в отверстии линейной функцией.

Ахметов Б.Р., Вахин А.В. «О некоторых характеристиках затухания ультразвука в суспензиях высокомолекулярных компонентов нефти» с. 566-571

Представлены экспериментальные данные исследований частотной и концентрационной зависимостей дополнительного затухания ультразвуковых волн в образцах смесей асфальтенов в толуоле. Полученные результаты свидетельствуют, что дополнительное затухание определяется несколькими различными процессами и имеет релаксационный характер. Сопоставлением результатов с данными нескольких методов исследования аналогичных модельных дисперсных систем показывается, что изменения концентрационного коэффициента затухания и его частотной зависимости могут служить источниками дополнительной информации о структурных перестройках и фазовых переходах. Измерения частотной зависимости проводились в диапазоне 10–23 МГц. Концентрационная зависимость измерялась в том же диапазоне частот в пределах от 0.1 до 10 мас. %.

Петухов Ю.В., Бурдуковская В.Г. «Эффект слияния лучевых и дифракционных каустик в рефракционном океаническом волноводе» с. 572-579

Рассмотрены закономерности, проявляющиеся при формировании пространственного распределения интенсивности акустического поля, возбуждаемого точечным источником тонального излучения в глубоководном океаническом волноводе с открытым к поверхности подводным звуковым каналом и акустически прозрачным дном. Показано, что при определенной частоте излучения возможно слияние дифракционных и лучевых каустик, приводящее к заметному возрастанию интенсивности акустического поля вдоль характерных для них каустических линий на плоскости горизонтальное расстояние–глубина.

Серебряный А.Н., Химченко Е.Е. «Сильная изменчивость скорости звука в шельфовой зоне черного моря, вызванная инерционными внутренними волнами» с. 580-590

Представлены результаты исследований изменчивости скорости звука в водной толще на основе продолжительных измерений, проведенных со стационарных платформ на крымском и юго-восточном шельфах Черного моря в летне-осенние сезоны. Измерения велись при помощи ежечасных долговременных зондирований зондом скорости звука miniSVP совместно с непрерывной записью температуры гирляндой термисторов и наблюдением за течениями с использованием ADCP. Выявлена значительная и часто наблюдаемая изменчивость полей скорости звука при прохождении инерционных внутренних волн, а также внутренних боров как на крымском, так и на кавказском шельфах.

Буров В.А., Румянцева О.Д., Дмитриев К.В. «Создание управляемой анизотропной подсветки в корреляционных схемах акустической томографии» с. 591-597

Рассматривается возможность создания управляемой анизотропной подсветки в акустических томографических устройствах с корреляционной обработкой экспериментальных данных. Обсуждаются принципиальные трудности организации анизотропной подсветки в схемах с кольцевой антенной решеткой. Показано, что в схемах с фокусирующими элементами подсветка оказывается реализуемой; оценивается выходное отношение сигнал/помеха.

Ильгамов М.А. «Изгибные колебания пластины при изменении среднего давления на ее поверхностях» с. 598-604

Изучено влияние среднего избыточного давления на цилиндрический статический изгиб и колебания пластины. Повышение этого давления приводит к уменьшению прогиба, а снижение – к возрастанию прогиба. В первом случае происходит стабилизация формы пластины при действии продольных сил, во втором – дестабилизация. Определяется критическое значение среднего давления. Анализируются динамические режимы деформации пластины при резком повышении и падении давления. В первом случае возбуждаются колебания с повышенной частотой, во втором – колебания с пониженной частотой по сравнению с собственной частотой ненагруженной пластины. При сильном вакуумировании происходит экспоненциальное возрастание прогиба по времени. Разработан метод решения задачи в случае сложного изменения давления.

Ковзель Д.Г. «Технические средства гидроакустического мониторинга сейсморазведочных работ на шельфе» с. 605-617

Представлена новая модификация измерительно-регистрационного комплекса, разработанного в ТОИ ДВО РАН для мониторинга уровней антропогенных шумов на северо-восточном шельфе о. Сахалин. Описаны функциональные возможности оригинальных устройств, модулей и программ. Базовым устройством комплекса является гидроакустическая донная станция “Шельф-2014”, ведущая запись вариаций акустического давления в диапазоне частот 2–15 000 Гц. Для работы в режиме реального времени станция дополняется поверхностным телеметрическим буем. Каналом передачи данных с морских буев служит спутниковая сеть Иридиум. Программное обеспечение берегового поста позволяет отображать акустическую обстановку в режиме реального времени. Производится постоянный автоматический контроль координат и технического состояния донных станций и буев. При выходе параметров за разрешенные пределы производится визуальное оповещение оператора. Модифицированный комплекс прошел проверку на шельфе Японского моря.

Леонов Д.В., Кульберг Н.С., Громов А.И., Морозов С.П., Владзимирский А.В. «Режим обнаружения твердых минеральных включений при медицинской акустической визуализации» с. 618-631

Предлагаемый режим ультразвуковой визуализации позволяет обнаружить объекты, которые существенно отличаются по рассеивающим характеристикам от окружающих тканей и жидкостей – прежде всего, микрокальцинаты, почечные и мочевые конкременты. Ранее проведенные нами исследования указывают на наличие в доплеровском сигнале, помимо общеизвестных компонент кровотока и шума в тракте приема, двух компонент, характерных для рассеяния на твердых включениях. Одна характеризуется наличием кавитации, другая – вынужденными колебаниями объекта под действием акустической радиационной силы. По статистическим и энергетическим параметрам эти компоненты отличны друг от друга, от шума и сигнала кровотока. В статье предложена методика различения сигналов, на основе которой разработан диагностический режим визуализации.

Попов П.А., Иголкин А.А., Шахматов Е.В. «Расчет акустического поля на поверхности объекта сложной конфигурации внутри излучающей цилиндрической оболочки» с. 632-638

На практике часто встречаются задачи снижения акустических нагрузок на объекты сложной формы, помещенные внутри цилиндрической оболочки. Примером является адаптация космического аппарата к сборочно-защитному блоку ракеты-носителя. В работе представлена математическая модель для определения акустических нагрузок, воздействующих на объект, в зависимости от фактора поглощения акустической энергии поверхностями. В результате были получены спектры среднеквадратических уровней акустического давления в зависимости от площади нанесения звукопоглощающего материала на поверхность оболочки и находящейся под ней объекта.

Яблоник Л.Р. «Упрощенный метод расчета многослойной звукоизоляции, включающей слои волокнистого пористого материала» с. 639-646

Предлагаемый метод основывается на теории Био распространения волн в пористых насыщенных упругих средах. Для упрощения громоздкой процедуры полного расчета используется специфика типичных волокнистых пористых материалов: большая по сравнению с воздухом плотность и умеренная по сравнению с воздухом жесткость упругого каркаса. В этом случае передаточные свойства упругого пористого слоя представляются двумя матрицами второго порядка, которые характеризуют передачу звука воздушными и структурными волнами. В совокупности с граничными условиями такое представление в типовых схемах позволяет формировать единую передаточную матрицу слоя, рассматривая его как линейный четырехполюсник, связывающий давления и нормальные компоненты скорости во входном и выходном сечении. При расчете звукоизоляции многослойной структуры сформированная матрица упругого пористого слоя вводится сомножителем в цепочку передаточных матриц второго порядка, определяемых другими слоями. Приведены примеры и сравнительные расчеты, демонстрирующие высокую степень соответствия результатов применения метода данным полного расчета.

Zou Ming-Song, Wu You-Sheng, Liu Jian-De, Liu Shu-Xiao «A Mixed Analytical-Numerical Method for the Vibro-Acoustic Analysis of an Underwater Ring-Stiffened Cylindrical Shell Containing Substructures» pp. 596-604

A new sono-elastic substructure method is proposed in this paper to improve the computational efficiency of the hull-substructure coupled and fluid-structure interacted vibration and acoustic radiation of a submerged cylindrical-shell-type vehicle. The typical part of the vehicle structure is divided into the main hull and the internal substructures. The fluid-structure interaction problem of the main hull is solved by an analytical method based on the simplified model of a single-hull ring-stiffened cylindrical shell simply supported at both ends. Meanwhile, the substructures are numerically modeled through the Finite Element Method, with the condensed dynamic stiffness matrices of them obtained via the Superelement Method of Modal Synthesis. The main hull and the internal substructures are then integrated according to the boundary compatibility conditions at the connecting parts. Thus, a Mixed Analytical-Numerical Substructure (MANS) method is formulated. The applicability of this method is validated by two numerical examples as well as the test results of a large-scale submerged structural model. It is shown that the MANS method is suitable for the prediction of vibration and acoustic radiation of typical cylindrical-shell-type submerged structures in the medium frequency region.