Васильева О.А., Лапшин Е.А., Руденко О.В. «Интенсивные импульсы в релаксирующих средах с ограниченным "временем памяти", степенными и неаналитическими нелинейностями» с. 3-9

Изучены процессы, сопровождающие распространение ограниченных во времени импульсных сигналов в релаксирующей среде, которая обладает нелинейностью одного из следующих типов: степенной (квадратичной, кубичной) или неаналитической (модульной, квадратично-кубичной). Вместо обычных интегро-дифференциальных уравнений с экспоненциальными или дробно-степенными ядрами использована упрощенная модель среды с конечным “временем памяти”. Такая среда “помнит” свою предысторию в течение ограниченного промежутка времени, а соответствующее ядро интегрального члена отлично от нуля лишь на конечном интервале. Для этой модели удается свести задачу к решению дифференциально-разностного уравнения и существенно сократить объем вычислений по сравнению с исходным интегральным уравнением. Описаны процессы, сопровождающие эволюцию импульсов – формирование ударных фронтов сжатия и разрежения, нелинейных структур треугольной и трапециевидной формы. Выяснено влияние времени релаксации на протекание указанных процессов.

Калинина В.И., Смирнов И.П., Хилько А.И., Хилько А.А. «Восстановление параметров морского дна при когерентном сейсмоакустическом зондировании. III. Накопление сигналов и подавление шумов» с. 10-21

Исследуются методы и алгоритмы накопления сигналов и подавления шумов, позволяющие повысить точность и устойчивость реконструкции геоакустических параметров при послойной реконструкции донных слоев с использованием параметрических моделей формирования сигналов, отраженных от упругого слоистого полупространства при когерентном импульсном зондировании дна морского шельфа. Приводятся результаты анализа эффективности предлагаемых алгоритмов, выполненного методом численного стохастического моделирования.

Салин Б.М., Кемарская О.Н., Салин М.Б. «Оценка амплитуды ветрового волнения на основе корреляционного анализа сигнала реверберации» с. 22-33

Выполнен корреляционный анализ низкочастотных реверберационных сигналов путем разложения реверберации по эталонным функциям, сформированным в виде набора сигналов, отраженных от точечного рассеивателя, движущегося по круговой траектории. Выбор эталонного сигнала связан с моделью рассеяния звука неоднородностями (пузырьками), возникающими в приповерхностном слое и движущимися вместе с орбитальными течениями ветровых волн. Исследование показало, что корреляционные функции значительно (на 5–6 дБ) различаются для области положительных и отрицательных доплеровских частот сигналов реверберации. Также выявлено устойчивое увеличение значений максимума корреляционной функции на определенных радиусах движения рассеивателей, связанных с амплитудами ветровых волн.

Салин М.Б., Потапов О.А., Стуленков А.В., Разумов Д.Д. «Исследование распределения реверберационной помехи по частотам Доплера в бистатическом эксперименте в глубоком море» с. 34-41

Описаны результаты эксперимента по исследованию дальней поверхностной реверберации в глубоководной части Черного моря. В опыте излучались тональные импульсы с частотой заполнения 2 кГц и длительностью, достаточной для проведения узкополосного спектрального анализа. Источник и приемник акустических сигналов были разнесены по акватории, поэтому направленный прием и стробирование по времени позволили изучать различные ситуации: просветное рассеяние, бистатическое рассеяние, моностатическое (обратное) рассеяние. В работе анализируются доплеровские спектры рассеяния при различных значениях бистатического угла рассеяния.

Белоус А.А., Корольков А.И., Шанин А.В., Остриков Н.Н. «Измерение импульсного отклика акустического MLS-сигнала в среде с потоком» с. 42-48

Представлены результаты эксперимента по измерению импульсного отклика при прохождении сигнала через воздушную струю при помощи MLS-техники. Полученные данные сравниваются с результатами численного моделирования, проведенного путем решения уравнения для распространения звука в постоянном потоке методом конечных разностей. Показывается, что продольная компонента потока вызывает снос и фокусировку сигнала.

Копьев В.Ф., Храмцов И.В., Ершов В.В., Пальчиковский В.В. «О возможности использования единичной временной реализации для исследования шума вихревых колец» с. 49-58

Рассматривается возможность использования единичной временной реализации вихревого кольца для исследования его аэроакустических свойств. Для каждой реализации усреднение производится по шести микрофонам, расположенным вокруг траектории движения кольца на одинаковом расстоянии от оси. Представлены спектры, полученные в результате такого усреднения. Показано, что особенности шума отдельного вихревого кольца хорошо соответствует результатам, полученным ранее при усреднении по ансамблю реализаций. Для локализации источников шума вихревого кольца при его движении впервые предложено использовать многомикрофонную антенну с применением адаптации алгоритма метода бимформинга для рассматриваемой задачи. Положение источников шума на карте локализации хорошо согласуется с траекторным измерениям вихревого кольца. С помощью решетки бимформинга получены осредненные спектры однократных реализаций, соответствующие локализации источников при различных задержках от момента запуска.

Копьев В.Ф., Остриков Н.Н., Яковец М.А., Ипатов М.С., Кругляева А.Е., Сидоров С.Ю. «Излучение звука из открытого конца канала, моделирующего воздухозаборник авиадвигателя в статических условиях и в потоке» с. 59-73

Представлены результаты сравнительных экспериментальных исследований в заглушенной камере АК-2 эффекта существенного различия диаграмм направленности излучения отдельных акустических мод из открытого канала в статическом режиме и в режиме полета. При появлении натекающего потока меняется направленность и в несколько раз может меняться амплитуда максимума отдельных мод. Этот эффект был первоначально обнаружен на основе численного моделирования, и экспериментальное подтверждение различия характеристик отдельных мод ставит задачу разработки нового метода пересчета результатов акустических испытаний авиадвигателей в условиях стендовых испытаний на условия полета в составе самолета.

Кравчун П.Н. «Акустические особенности органных залов: тенденции и проблемы» с. 74-81

Рассматриваются основные акустические требования к концертным залам, используемым для органных концертов, их эволюция за последние десятилетия и проблемы, возникающие при создании и реконструкции таких залов. Кратко обсуждаются вопросы акустического проектирования залов, связанные с особенностями органов.

Романенко Е.В. «Акустика дельфинов и рыб (обзор)» с. 82-92

Обзор посвящен анализу исследований и разработок, связанных с акустикой дельфинов и рыб. Основное внимание уделено структуре эхолокационных и коммуникационных звуков дельфинов в условиях воздействия интенсивных шумовых помех. Звуки регистрировали и излучали непосредственно на голове дельфина в точках предположительного входа акустической информации. Исследованы звуки внутри носового прохода с целью более точной локализации источников излучения. Звуки рыб регистрировали в водоеме, в котором они находились. Анализ показал, что дельфины способны целенаправленно изменять структуру излучаемых звуковых сигналов под воздействием предельно интенсивных шумовых помех с целью повышения их помехоустойчивости. Высказаны предположения о механизме излучения звуков рыбами.

Юсупов В.И., Воробьева О.В., Рочев Ю.А., Баграташвили В.Н. «Действие гидродинамических процессов, генерируемых импульсным лазерным излучением 1.94 мкм, на ракообразных Daphnia magna» с. 93-103

Исследованы гидродинамические процессы, происходящие в воде под действием выходящего из оптического волокна импульсного лазерного излучения мощностью 20 Вт с длиной волны 1.94 мкм и длительностью импульсов 100 нс. Такое излучение приводит к возбуждению в воде струйных течений, микропузырьков и широкополосных акустических колебаний. Установлено, что основная энергия этих колебаний лежит в диапазоне 10–15 кГц, их возбуждение происходит по механизму термокавитации, а режим соответствует сверхинтенсивному пузырьковому кипению. Показано, что лазероиндуцированные гидродинамические процессы оказывают выраженное биологическое действие на ракообразных Daphnia magna, приводя к увеличению плодовитости рачков для доз акустического воздействия 35 и 350 Дж/м². Экспериментальные данные и теоретические оценки показывают, что стимуляция репродуктивной функции ракообразных обусловлена воздействием лазероиндуцированных низкоинтенсивных широкополосных акустических колебаний и не связана с температурными эффектами. При наибольшей экспозиции (300 с) наблюдалась гибель рачков и появление особей с аномалиями развития. Показано, что негативные эффекты связаны исключительно с действием на дафний высокотемпературных микроструй.

Виноградов Н.С., Маков Ю.Н. «Изменения акустических характеристик заглушенных камер со съемной звукоотражающей рабочей площадкой» с. 104-109

Проведенные тестовые измерения в звукомерной заглушенной камере со звукоотражающей съемной площадкой (фанерные щиты) на подвесном сетчатом полу и полученные в результате этого октавные и интегральные эквивалентные уровни звукового давления от широкополосного шумового источника показали для частотной области ниже 500 Гц заметное отклонение от условия свободного поля при выполненной конструктивной модификации камеры. В экспериментально определенном низкочастотном диапазоне в наибольшей степени сказывается наличие заданного звукоотражающего элемента в заглушенной камере.

Муравьева О.В., Петров К.В. «Акустическое поле, формируемое в условиях импульсного излучения–приема на поверхности эллиптического цилиндра» с. 110-119

Проведено моделирование процесса распространения импульсов продольных ультразвуковых волн по сечению эллиптического цилиндра в условиях излучения–приема волн по его огибающей с использованием бесконтактного электромагнитно-акустического преобразователя, основанное на лучевом приближении и с использованием метода конечных элементов. Теоретически и экспериментально исследованы закономерности формирования серии многократных отражений по сечению эллиптического цилиндра. Обоснованы новые информативные параметры определения эллиптичности цилиндра зеркально-теневым электромагнитно-акустическим методом многократных отражений – период модуляции серии импульсов многократных отражений, время запаздывания отраженных импульсов, вероятностно-статистические характеристики массива данных серии многократных отражений.

«Виктор Васильевич Тютекин (к 90-летию со дня рождения)» с. 120-121

3 декабря 2018 года исполнилось 90 лет крупному ученому-акустику, главному научному сотруднику Акустического ин-та имени акад. Н.Н. Андреева, доктору физико-математических наук, профессору Виктору Васильевичу Тютекину. За более чем 60-летнюю научную деятельность Виктор Васильевич воспитал многих высококлассных ученых. Только в "Акустическом журнале" им опубликовано свыше 70 статей, он получил более 50 патентов, за что был удостоен звания Заслуженный изобретатель РСФСР.

Шамаев В.Г., Горшков А.Б. «О новых информационных ресурсах и книгах по акустике и смежным дисциплинам, вышедших с 2011 по 2014 годы. Обзор» с. 122-144

Анализируется наполнение рубрики 14 по тематике статей “Акустического журнала”. Приводится краткая информация о разработанных для акустики трех новых информационных продуктах, размещенных в Интернете, включая портал “Акустика, Русскоязычные источники”. База данных портала включает в себя более 50 тыс. статей, 2 тыс. книг и регулярно пополняется статьями из более чем восьмисот научных журналов. Начавшееся расширение портала “Акустика” на основные астрономические и физические источники откроет доступ не только к основным, но и в первую очередь к малодоступным научным журналам на русском языке, что является необходимой частью исследовательской работы.

Sun Fei, Guo Shuwei, Li Borui, Liu Yichao, He Sailing «An Acoustic Metamaterial Lens for Acoustic Point-to-Point Communication in Air» pp. 1-6

Acoustic metamaterials have become a novel and effective way to control sound waves and design acoustic devices. In this study, we design a 3D acoustic metamaterial lens (AML) to achieve point-to-point acoustic communication in air: any acoustic source (a speaker) in air enclosed by such an AML can produce an acoustic image where the acoustic wave is focused (the field intensity is at a maximum, and the listener can receive the information), while the acoustic field at other spatial positions is low enough that listeners can hear almost nothing. Unlike a conventional elliptical reflective mirror, the acoustic source can be moved around inside our proposed AML. Numerical simulations are given to verify the performance of the proposed AML.

Tong Yunzhe  Wei Wang, Fan Jun, Wang Bin «Acoustic Scattering from a Cylindrical Shell with Double Internal Rigid Plates» pp. 7-13

The acoustic scattering from an infinite cylindrical shell with double internal rigid plates at normal incidence is studied by theoretical and experimental approaches. The two rigid plates are attached to the shell along lines parallel to the shell axis symmetrically. The dominant feature of frequency-angle spectra is the interference fringes caused by the reflection waves of attachments in the illuminated region and specular reflection. For a cylindrical shell with double internal plates, there may be several attachments in the illuminated region simultaneously. There will be bright spots when two interference fringes caused by two attachments in the illuminated region intersect, while only interference fringes can be observed for one attachment in the illuminated region. Theoretical and experimental results show that the number of attachments in illuminated region can significantly affect the scattering characteristics, and it is a prominent feature to identify the location of internal plates.

Zhou Fulin, Wang Bin, Fan Jun, Peng Zilong «Theoretical and Numerical Studies on in vacuo Structural Admittance of an Infinite, Coated Cylindrical Shell» pp. 14-22

Studying the interaction of sound with a coated cylindrical shell immersed in water is essential for improving existing underwater target detection and classification algorithms. According to the impedance theory of sound scattering, in vacuo structural admittance describes the relationship between the sonar-induced forces and the resulting vibration on the surface, which can be used to solve the problem of the acoustic scattering and radiation. In this work, we investigate numerically and theoretically the structural admittance of a coated cylindrical shell. Analytical expressions of the structural admittance are derived for different external forces: a plane acoustic wave, a normal point force, and a random noise field. The structural admittance is also numerically evaluated. The results show that the structural admittance is independent of exterior medium and fluid loading. According to the impedance theory of sound scattering, the scattered field of a coated cylindrical shell is calculated by combining the structural-, acoustic-, and internal-admittance matrices. Because of the non-local property of structural surface admittance, we build an algebraic model of a coated object by nonlinear curve fitting and study a local approximation of the structural admittance. We also find that simplifying the large matrices is useful for research on structural vibrations. Thus, this work presents a systematic study of the acoustic scattering characteristics of structural admittance of an infinite, coated cylindrical shell.

Zakhidov E.A., Kokhkharov A.M., Kuvondikov V.O., Nematov Sh.K., Tazhibaev I.I. «A Low-Frequency Photoacoustic Spectrometer with an RGB Light-Emitting Diode for Evaluating Photosynthetic Activity in Plant Leaves» pp. 90-95

A photoacoustic spectrometer based on a three-colored light-emitting diode (with peak emission wavelengths of 465, 525, and 640 nm) designed to determine the intensity of photosynthesis in different deep layers of plant leaves is described. The physical properties of the photoacoustic signal were studied at different wavelengths and light modulation frequencies. It was shown that the proposed spectrometer can be employed for quantitative evaluation of heat dissipation and photochemical assimilation of the absorbed light energy in this medium.

Milekhina O.N., Nechaev D.I., Supin A.Ya. «Frequency Range of Compression for Discrimination of Acoustic Signals with Complex Spectra» pp. 96-102

Psychophysical experiments on listeners with normal hearing were conducted to discriminate the rippled spectra of an acoustic signal against maskers with different positions of the spectral band relative to the signal band. As the signal level changed from 50 to 80 dB SPL, the on-frequency masker level changed by 29 dB, whereas the low-frequency masker level (the position of the center of the spectral band was from -1.25 to -1 octave relative to the signal) changed by 8.7-9.8 dB. These results are interpreted as 0.3 dB/dB compression of responses to the signal and no compression of the effect of low-frequency maskers. If the spectral bands of the signal and masker partially overlap, discrimination of the spectral structure occurs predominantly in the part of the spectrum that does not overlap the masker spectrum and is subjected to low-frequency masking that is not compressed.

Wang Ping, Shi Yizhe, Jiang Jinyang, Kong Lu, Gong Zhihui «Generalized Sidelobe Canceller for Ultrasound Imaging based on Eigenvalue Decomposition» pp. 123-131

The improved generalized sidelobe canceller (GSC) based on eigenvalue decomposition beamforming technique for ultrasound imaging is proposed. Firstly, the signal subspace is obtained by performing eigenvalue decomposition on the covariance matrix of received data. Secondly, the weighting vector of GSC is divided into adaptive and non-adaptive two parts. Then the non-adaptive part is projected into the signal subspace to obtain a new steer vector. Subsequently, based on the orthogonal complementary space of the new steer vector, the blocking matrix is constructed. Finally, the weighting vector is updated by projecting the final weighting vector into the signal subspace. In order to verify the proposed algorithm, the simulations of the point targets and the cyst phantom were conducted in Field II. The experimental results indicate that the proposed method has better resolution and contrast ratio than the conventional algorithms. In addition, the algorithm is robust to noises. Furthermore, combining with coherence factor, the contrast ratio of the proposed algorithm can be further improved in comparison with a conventional GSC with coherence factor.