Шагапов В.Ш., Галиакбарова Э.В., Хакимова З.Р. «К теории акустического сканирования повреждений подземных трубопроводов» с. 583-594

Изучается эволюция импульсного сигнала, инициированного толчком цилиндрического поршня и распространяющегося по неподвижной жидкости, заполняющей трубопровод, который зарыт в грунт и имеет протяженный поврежденный участок. Принятая математическая модель основывается на линеаризованных уравнениях одномерного течения слабосжимаемой жидкости. Пространственная протяженность сканирующего импульсного сигнала полагается значительно меньше длины трубопровода и длины поврежденного участка, но больше диаметра канала. При получении условий отражения на границах поврежденного участка и расчете эволюции сигнала на этом участке принято, что интенсивность утечки жидкости полностью лимитируется проницаемостью грунта. Задача решается численно методом быстрого преобразования Фурье. Для этого получены дисперсионные выражения для фазовой скорости и коэффициента затухания гармонического сигнала на поврежденном участке, коэффициентов отражения и прохождения на границах этого участка. На их основе проведен анализ влияния геометрических параметров канала, проницаемости грунта, реологических свойств жидкости на поведение гармонических волн. Задача об эволюции импульсного сигнала решается в несколько этапов: распространение импульсного сигнала по среде, заполняющей канал; дисперсия сигнала на поврежденном участке с формированием отраженных и прошедших волн возмущения; распространение отраженных и прошедших поврежденный участок импульсных возмущений до модельных датчиков-анализаторов сигналов.

Квашнин Г.М., Сорокин Б.П., Бурков С.И. «Анализ распространения свч волн лэмба в пьезоэлектрической слоистой структуре на основе алмаза» с. 595-602

Выполнено 1D и 2D моделирование возбуждения и распространения волн Лэмба в пьезоэлектрических слоистых структурах “Al/AlN/(100) алмаз” и “Al-ВШП/AlN/(100) алмаз” (с конфигурацией ПАВ-резонатора) соответственно. Рассчитано распределение упругих смещений в волнах Лэмба различных порядков, идентифицированы типы мод и исследованы дисперсионные зависимости фазовых скоростей, включая возбуждение на сверхвысоких частотах. Значения фазовых скоростей, вычисленные из 1D и 2D моделей, находятся в хорошем соответствии с найденными из эксперимента. Показано, что выше частоты синхронизма ВШП в этих структурах возникают резонансы, связанные с возбуждением волн Лэмба в подложке. Добротность этих резонансов гораздо выше, чем у резонансов на поверхностных акустических волнах, что подтверждено экспериментальными данными. Рассчитанные из 2D модели амплитудно-частотные характеристики и частотные зависимости добротности находятся в хорошем соответствии с экспериментом.

Аксенов С.П., Кузнецов Г.Н. «Оценка расстояния до источника в глубоком море с использованием пространственно-частотных характеристик интерференционного инварианта и эффективных фазовых и групповых скоростей» с. 603-616

Исследуется амплитудно-фазовая структура и интерферограммы звукового давления и эффективных фазовой и групповой скоростей в зонах освещенности и в зоне тени глубокого океана. Анализ угловой структуры интерферограмм на плоскости “частота–расстояние” позволил установить, что эффективные фазовая и групповая скорости функционально и аналитически связаны с интерференционным инвариантом Чупрова и имеют идентичную частотно-пространственную структуру, позволяющую рассчитать инвариантные зависимости этого инварианта и эффективных скоростей от расстояния и выполнять высокоточное пеленгование и оценку расстояний до источников, расположенных в зоне тени. Показано, что зависимости интерференционного инварианта и эффективных скоростей от расстояния определяются типом доминирующих нормальных волн и существенно изменяются при переходе из ближней зоны в зону тени и в дальнюю зону освещенности. В зоне тени эффективные фазовая и групповая скорости заметно отличаются от средней скорости звука в воде, тогда как в зонах с доминирующими водными модами они практически равны средней скорости звука в воде. Показано, что в волноводе с известной глубиной в случае применения вертикально развитых антенн значения интерференционного инварианта и эффективных скоростей могут быть вычислены с использованием измеренного угла прихода сигнала, отраженного от дна. Это позволяет рассчитать дальность до источника и получать несмещенные оценки пеленга, независящие от глубин источника и приемника.

Бурдуковская В.Г., Малеханов А.И., Раевский М.А. «Влияние анизотропного ветрового волнения на эффективность пространственной обработки акустических сигналов в мелком море» с. 617-625

Исследуется влияние анизотропии частотно-углового спектра ветрового волнения на эффективность пространственной обработки сигналов, принимаемых горизонтальной антенной решеткой в мелководном волноводе со взволнованной поверхностью. Проанализированы коэффициенты усиления антенны для трех методов пространственной обработки: стандартного метода формирования диаграммы направленности, метода оптимальной линейной обработки и метода оптимальной квадратичной обработки. Приведены результаты численного моделирования для гидрологических условий Баренцева моря в зимний период. Основное внимание уделяется зависимости коэффициента усиления антенны от расстояния до источника и направления ветра относительно акустической трассы. Проводится также сравнение результатов численного моделирования для анизотропного спектра ветрового волнения и упрощенной модели с изотропным спектром.

Кузнецов Г.Н., Семенова И.В., Степанов А.Н. «Локальные аномальные зоны звукового поля в мелком море. эксперимент и моделирование» с. 626-638

Экспериментально и теоретически исследуется интерференционная структура низкочастотных пространственных амплитудных и фазовых характеристик скалярного поля и трех проекций вектора колебательной скорости, образованных тональными сигналами от буксируемых ненаправленных акустических источников в зонах вблизи интерференционных максимумов и минимумов звукового давления. Экспериментальные зависимости этих характеристик поля от расстояния, полученные на четырехкомпонентных векторно-скалярных приемниках при буксировке излучателей, сравниваются с расчетными в рамках модели Пекериса и модели волновода с трехслойным грунтом, параметры которых рассчитаны на основе акустической калибровки района работ. Установлено удовлетворительное согласие амплитудных и фазовых характеристик поля, рассчитанных на основе акустической калибровки и измеренных экспериментально. Показано, что в зонах максимумов наблюдается медленное изменение угла прихода, градиенты фазы “гладкие”, а в зонах минимума формируются резкие скачки амплитуд и фаз в горизонтальной и вертикальной плоскостях, приводящие при глубоких минимумах к образованию циркуляций – локальных вихрей вокруг полюсов. Выполнен численный анализ тонкой структуры звукового давления и проекций колебательной скорости в зоне акустического вихря, а также вычислены годографы колебательной скорости и градиентов фазы звукового давления, подтверждающие формирование в зоне полюсов вихрей в вертикальной плоскости.

Кудашев Е.Б., Яблоник Л.Р. «Развитие экспериментальных исследований турбулентных пристеночных пульсаций давления. критический анализ и обобщение накопленных опытных данных» с. 639-649

Представлен обзор современного состояния экспериментальных исследований пристеночных турбулентных давлений. За прошедшие десятилетия выполнено огромное количество прикладных, теоретических и экспериментальных исследований пристеночных турбулентных давлений, составляющих важную часть акустики турбулентных потоков. Представленные данные измерений пристеночных турбулентных давления показывают, что основной массив накопленных данных относится к характеристикам турбулентных пульсаций давления под турбулентным пограничным слоем. Наряду с анализом опытных данных (частотные спектры, среднеквадратичные значения), специальное внимание уделено методическим аспектам экспериментальных исследований. В приложениях значительная часть линейных задач возбуждения шума и вибраций конструкций при турбулентном обтекании особенно эффективно может быть проанализированa и решенa при частотно-волновом задании гидроаэродинамической пульсационной нагрузки. Отмеченные факторы стимулировали повышенное внимание к частотно-волновому спектру пристеночных турбулентных давлений, не ослабевающее на протяжении последних десятилетий. Все большее распространениe стали получать экспериментальные исследования частотно-волновых спектров турбулентных давлений на основе цифровой обработки сигналов. Подробно анализируются прямые методы измерений частотно-волнового спектра пристеночных турбулентных давлений. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований частотно-волнового спектра.

Непеина К.С., Ан В.А. «Годографы сейсмических волн от подземных взрывов на острове Амчитка» с. 650-658

Приводятся параметры времен пробега сейсмических волн от трех событий искусственного происхождения, полученные из архива Института динамики геосфер (ИДГ РАН). Для исследования выбраны подземные ядерные испытания (Long Shot, Milrow и Cannikin), с магнитудами 6.1<m_b<6.8, проведенные Соединенными Штатами Америки с 1965 по 1971 гг. на острове Амчитка Алеутской дуги. Исследование содержит результаты наблюдений, полученных с различных типов сейсмических каналов. Построены годографы и получены линейные уравнения распространения продольных волн для эпицентральных расстояний Δ∼8–85° и Δ∼134–160°. Сделаны оценки интегральной скорости верхней мантии и внешнего ядра Земли. Значения времени пробега волн предназначены для дальнейших исследований сейсмических волн от источников искусственного происхождения неглубокого заложения (701–1791 м) и уточнения строения Земли.

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в случайно–неоднородном канале с использованием многорангового алгоритма Кейпона» с. 659-667

Построена адаптивная версия многорангового алгоритма Кейпона, позволяющая локализовать акустический источник вертикальной антенной решеткой в условиях неполной информации о случайном канале распространения. В предположении, что основным механизмом, вызывающим рассеяние звука, является развитое ветровое волнение, представлены результаты статистического моделирования, показывающие точности оценивания координат источника и вероятности его правильного обнаружения. Приведена экспериментальная апробация предложенного способа, демонстрирующая его работоспособность в акватории Баренцева моря.

Римская-Корсакова Л.К. «Вклад разных распределений активности ансамбля периферических волокон в формирование громкости и распознавание интенсивности тестовых импульсов, предъявляемых в тишине до и после помеховых импульсов» с. 668-683

С целью поиска физиологических основ слуховых эффектов повышения громкости и ухудшения распознавания интенсивности импульсов, предъявляемых до или после помеховых импульсов, а также эффекта ухудшения распознавания интенсивности одиночных импульсов моделировалась реакция ансамбля моделей периферических волокон. Полученная в ответ на однократное предъявление импульсов реакция ансамбля представлялась в виде двух комплементарных распределений: распределения вероятности появления спайков во времени и распределения межспайковых интервалов. В ответ на импульсные звуки такие распределения имели узкие области возбуждения. Для одиночных импульсов суммы спайков и межспайковых интервалов в областях возбуждения могли быть основой для формирования независимых “базовых” и “комплементарных” компонентов громкости импульса. Полученные в ответ на пару импульсов суммы спайков в двух областях первого распределения могли быть основой “базовых” компонентов громкости импульсов пары. Сумма межспайковых интервалов в первой области возбуждения второго распределения объединяла интервалы, соразмерные с длительностями каждого из импульсов пары, поэтому могла быть основой для “комплементарного” компонента громкости пары. Сумма межспайковых интервалов во второй области возбуждения объединяла интервалы, соразмерные с задержкой второго импульса относительно первого, и могла отвечать за выраженность периодичности пары. Величина “комплементарного” компонента громкости пары зависела от интенсивности и длительности импульсов пары, но не от положений и задержек этих импульсов. Учет “базовых” и “комплементарных” компонентов громкости позволил объяснить известные эффекты повышение громкости и ухудшения распознавания интенсивности одиночных и замаскированных импульсов. Специально проведенные слуховые эксперименты показали, что распознавание интенсивности замаскированных импульсов, по-видимому, вследствие влияния “комплементарного” компонента громкости пары, зависело от отношения интенсивностей импульсов в паре, но не от положений и задержек этих импульсов относительно друг друга.

Рутенко А.Н., Ущиповский В.Г., Манульчев Д.С., Радаев И.Р., Сизов Д.А., Фершалов М.Ю. «Натурные и модельные исследования акустических сигналов, генерируемых раком-щелкуном в б. Витязь Японского моря» с. 684-694

Приводятся результаты натурных и модельных исследований распространения импульсных высокочастотных акустических сигналов, генерируемых раком-щелкуном на шельфе Японского моря в бухте Витязь. Пространственные акустические измерения проводились с помощью 4 гидрофонов, устанавливаемых в море глубиной 3 м с помощью металлических конструкций – пирамиды и рамы длиной 3 м. Численное моделирование проводилось с помощью лучевого метода мнимых источников и модового параболического уравнения. Результаты моделирования согласуются с натурными измерениями.

«Памяти Владимира Ильича Коренбаума (27.12.1955–08.05.2021)» с. 695-696

8 мая 2021 г. в возрасте 65 лет ушел из жизни доктор технических наук, профессор, член Российского и Американского акустических обществ, главный научный сотрудник Отдела технических средств исследования океана ТОИ ДВО РАН Владимир Ильич Коренбаум. В.И. Коренбаум является автором более 200 публикаций, 2 монографий, 36 изобретений, под его руководством защищено 6 диссертаций. Владимир Ильич на протяжении всего своего трудового пути плодотворно сотрудничал с редакцией “Акустического журнала”, и как автор, и как постоянный рецензент.

Goldberg Z., Goldberg A. «Goldberg’s Number for Magneto-Acoustic Finite Amplitude Waves» pp. 582-583

One-dimensional magneto-acoustic finite amplitude waves moving perpendicularly to a magnetic field in a viscous heat- and electric-conducting medium are considered. We demonstrate how Goldberg’s number and values that depend on it can be generalized in the case. One-dimensional magneto-acoustic finite amplitude waves moving perpendicularly to a magnetic field in a viscous heat- and electric-conducting medium are considered. We demonstrate how Goldberg’s number and values that depend on it can be generalized in the case.

Jyoti Bhawan, Pratap Shakti Singh, Gupta Mohit, Tripathi Sudhanshu, Verma Alok Kumar, Singh Devraj, Yadav R.R. «Ultrasonic and Thermophysical Properties of Cobalt Nanowires» pp. 584-589

We have estimated elastic, mechanical, thermal and ultrasonic properties, in high temperature regime, of cobalt nanowires (Co-NWs) having a hexagonal close-packed (HCP) structure. The second and third order elastic constants (SOECs and TOECs) have been calculated using the Lennard–Jones potential model at 300 K. These elastic constants are used to find out mechanical properties, ultrasonic velocities, Gruneisen parameters and thermal conductivity of Co-NWs. Further, these properties are used to analyze the stability and bonding properties of the present system. The relaxation time, non-linearity parameter and ultrasonic attenuation have been computed using the associated parameters. The achieved results of the present investigation have been analyzed with other NWs systems. https://doi.org/10.1134/S1063771021330022

Mironov M.A., Pyatakov P.A., Shulyapov S.A. «Specific Features of Applying Signal Time Reversal in a Nonstationary Waveguide» pp. 648-652

The article presents the results of applying the signal time reversal method in the ultrasound (∼130 kHz) under strong spot heating conditions (>250°С) and deformation of the investigated sample–a steel plate. It is shown that the distortions of the time-reversed signal during propagation, caused by changes in the sample properties, can be significantly reduced by reducing the duration of the processed signals and by using several receivers.

Sattar Farook «On Marine Mammals Signals Analysis by Retrieving Inter-Click Interval Information» pp. 686-693

The occurrence of typical inter-click intervals (ICIs) is considered for the analysis of marine mammals signals. A new framework for passive acoustic monitoring is introduced based on ICI information retrieved from ocean acoustic data. The proposed scheme involves extraction of plausible click trains consist of echolocation clicks from various annotated data of marine mammals; here we investigate sperm whale (Physeter macrocephalus), Pacific white-sided dolphin (Lagenorhynchus obliquidens), and killer whale (Orcinus orca). Then a preliminary investigation on the analysis of the proposed ICI-based parameters is carried out. In order to characterize the biological clicks, some distinct information of ICI are derived from the click trains, which are extracted from the phase slope functions of the signals. The experimental results obtained from real-recorded ocean data reveal that the proposed ICI-based scheme can be a useful tool for monitoring various types of marine mammal vocalizations. https://doi.org/10.1134/S1063771021060087

Karpov I.A., Grebennikov S., Kim A.A. «Application of Autoregressive Moving Average Modeling of Random Processes to Identify the Loss Factor of Linear Oscillatory Systems» pp. 694-699

Experimental identification of the loss factor in acoustic media and elastic structures is one of a number of problems that have not been completely solved. This article describes a new method based on autoregressive moving average (ARMA) modeling of measured random vibration or acoustic oscillations.https://doi.org/10.1134/S1063771021330034