Ерофеев В.И., Лисенкова Е.Е. «Дисперсионные и энергетические характеристики изгибных волн в пластине, лежащей на двухпараметрическом упругом основании» с. 277-283

Рассматривается распространение изгибных волн в пластине, лежащей на двухпараметрическом упругом основании. В отличие от классической модели Кирхгофа, используемая здесь для исследования математическая модель учитывает не только кинетическую и потенциальную энергии изгибных колебаний, но и кинетическую энергию, обусловленную инерцией вращения элементов пластины при изгибе. Проводится анализ дисперсионного уравнения, фазовой скорости, скорости переноса энергии и энергетических характеристик волн, распространяющихся в пластине, в зависимости от соотношения коэффициентов, определяющих жесткости упругого основания на сдвиг и сжатие. Найдены условия, при которых возможно существование в пластине волн, фазовая и групповая скорости которых имеют противоположные направления (часто называемых “обратными” волнами). Показано, что такие волны существенно изменяют характер поведения потока энергии. Кроме того, найдены соотношения, связывающие кинематические и средние значения энергетических характеристик волн. Ключевые слова: тонкая упругая пластина, обобщенное упругое основание, обратная волна, скорость переноса энергии, вектор плотности потока энергии, тензор плотности потока волнового импульса DOI: 10.31857/S0320791922600342

Мокряков В.В. «Внутренние антисимметричные волны Лэмба» с. 284-294

Исследован класс антисимметричных решений волновых уравнений Лэмба, имеющих нулевые деформации и напряжения на поверхности, так называемых внутренних волн Лэмба. Найдено два типа таких решений: первый соответствует фазовой скорости Ламе, второй – с фазовыми скоростями, превышающими скорость волны расширения в безграничной среде. Доказано, что внутренние волны с одной и той же фазовой скоростью образуют ряды, при этом частоты членов одного ряда кратны частоте первого члена ряда. Это же справедливо и для волновых чисел. Представлены профили деформированных пластин и распределения максимальных значений растяжения и сдвига. Ключевые слова: волны Лэмба, упругость, неограниченная пластина, напряженно-деформированное состояние, коэффициент Пуассона, локализация напряжений, внутренняя волна Лэмба DOI: 10.31857/S0320791922600573

Бахтин В.К., Гурбатов С.Н., Дерябин М.С., Касьянов Д.А. «Об особенностях трансформации профиля акустических нелинейных волн, отраженных от ступенчатой структуры» с. 295-303

Приведены результаты исследования отражения интенсивного акустического пучка от ступенчатых структур. Рассмотрен случай больших чисел Рейнольдса, когда в падающем пучке сформировался пилообразный профиль волны, а препятствие в виде ступеньки располагалось нормально к акустической оси и находилось за координатой разрыва. При отражении от препятствия падающий на него акустический пучок расщепляется на две части, между которыми существует разность хода, задаваемая самой ступенчатой структурой. В эксперименте уделялось внимание препятствиям, создающим при отражении разность хода между двумя частями пучка, равную 0, λ/3, λ/2, λ и некоторым другим значениям. С помощью широкополосного мембранного гидрофона регистрировалась форма профиля нелинейных волн падающего и отраженного акустических пучков в произвольной пространственной точке. Это позволило проанализировать эволюцию формы пучка по мере удаления от препятствия, а также исследовать его поперечную структуру. Показан эффект удвоения характерной частоты сигнала при отражении акустического пучка от ступенчатой структуры, создающей между двумя частями отраженного пучка разность хода λ/2. Показано, что динамика нелинейных эффектов в интенсивных пучках, отраженных от ступенчатых структур, имеет сходство с трансформацией профиля акустических волн, образованных двухчастотными сигналами накачки. Ключевые слова: дифракция, нелинейные волны, фазовый экран DOI: 10.31857/S0320791922700058

Гусев В.А., Руденко О.В. «Взаимодействие конечных возмущений с фронтом и сингулярностью профиля нелинейной волны в диссипативной среде» с. 304-311

Описаны процессы взаимодействия короткого импульса с тремя типами волновых профилей в нелинейной диссипативной среде: стационарным ударным фронтом конечной ширины, нестационарным формирующимся фронтом, а также со “стационарной” волной, профиль которой содержит сингулярность. Использованы точные решения уравнения Бюргерса, описывающие эти взаимодействия, а также свойства симметрии этого уравнения. Ключевые слова: ударный фронт, профиль волны, сингулярность, импульсное возмущение, стационарная волна, взаимодействие DOI: 10.31857/S032079192360004X

Григорьева Н.С., Легуша Ф.Ф., Сафронов К.С. «Рассеяние плоской звуковой волны на сферической границе раздела двух сред с учетом поглощения звука в акустическом пограничном слое» с. 312-316

Моделируется рассеяние плоской звуковой волны на сферической границе раздела двух жидких или газообразных сред. Принимается во внимание влияние теплопроводности и вязкости; при этом используются результаты классической работы Г. Кирхгофа о распространении звука в вязкой и теплопроводящей среде. Сферическая поверхность может иметь любой волновой размер. Полученные результаты сравниваются с полем, рассеянным на твердой сфере, являющейся идеальным проводником тепла. Ключевые слова: сферическая полость, вязкая теплопроводящая жидкость, тепловые волны, вязкие волны DOI: 10.31857/S0320791922700022

Кольцова И.С., Хомутова А.С. «Акустоэлектронный метод измерения скорости ультразвуковых волн в жидкостях» с. 317-321

Рассматривается новый акустоэлектронный метод измерения скорости ультразвуковых волн в жидкости. Показано, что по изменению угла между направлением распространения ультразвуковой волны и нормалью к поверхности пьезокварцевого приемника, помещенного в исследуемую жидкость, можно определить скорость распространения этой волны в жидкости. Этим методом при частоте волны 3 МГц были измерены скорости звука в дистиллированной воде, глицерине, хладоне. Полученные экспериментальные величины скоростей удовлетворительно согласуются с табличными данными. Ключевые слова: ультразвук, скорость, частота, фаза, пьезоприемник, осцилляция, волновой вектор, угол, импульс, давление, акустоэлектронное взаимодействие DOI: 10.31857/S032079192260041X

Муллакаев М.С., Муллакаев Р.М., Есипов И.Б. «Ультразвуковое регулирование вязкоупругих свойств нефтяных дисперсных систем» с. 322-329

Показано, что ультразвуковое воздействие на нефтяные дисперсные системы приводит к значительному снижению их вязкоупругих свойств. Экспериментально определены режимные параметры ультразвукового воздействия на высоковязкую нефть с целью снижения ее эффективной вязкости и температуры застывания. Результаты опытно-промышленных испытаний разработанного ультразвукового модуля свидетельствуют, что воздействие на высоковязкую нефть в проточном режиме позволяет существенно модернизировать существующую технологию транспортировки высоковязкой нефти. Ключевые слова: ультразвук, нефтяные дисперсные системы, высоковязкая нефть, эффективная вязкость, температура застывания, ультразвуковой модуль, опытно-промышленные испытания DOI: 10.31857/S0320791922600408

Чашечкин Ю.Д., Прохоров В.Е. «Акустика периодических и множественных ударов капель о водную поверхность» с. 330-339

Высокоскоростная видеосъемка поверхностных течений и синхронизованные акустические измерения подводных звуковых сигналов падающих капель выполнены в лабораторном бассейне. При последовательном падении в картине течения сохраняются в искаженной форме основные структурные элементы, характерные для столкновения с поверхностью одиночной капли: каверна, брызги, венец, всплеск, а в фонограмме устойчиво повторяются ударные импульсы, сопровождающие каждый контакт. Дополнительно наблюдаются редкие резонансные пакеты. При множественном падении капель картина течения резко меняется, основные структурные элементы течения импакта капли исчезают, поверхность покрывается плавающими пузырями. Фонограмма приобретает вид шумового сигнала, в спектре которого выделяются отдельные линейчатые участки. Ключевые слова: капли, периодическое и множественное соударение, картина течения, акустика, спектры, масштабы, частоты DOI: 10.31857/S0320791922700071

Луничкин А.М., Андреева И.Г., Зайцева Л.Г., Гвоздева А.П., Огородникова Е.А. «Изменение спектральных характеристик гласных звуков в русской речи на фоне шума» с. 340-350

В контексте проблемы слухового анализа сложной сцены исследованы акустические характеристики русской речи в условиях шума многоголосия и проявления эффекта Ломбарда. Сравнивали спектры ударных гласных звуков [a], [u], [i] в словах, произнесенных шестью женщинами в тишине и на фоне диотически предъявляемого речеподобного шума уровня 60 дБ, имитирующего многоголосие. В шуме, по сравнению с тишиной, получили повышение частоты основного тона голоса (F₀) и первой форманты (F₁) для всех выделенных гласных. Общей закономерности в изменениях второй форманты (F₂) обнаружено не было. При произнесении гласного звука [i] в шуме F₂ понижалась у всех дикторов, при произнесении гласных звуков [u] и [а] она могла как понижаться, так и повышаться. Таким образом, в основном характер выявленных изменений спектральных характеристик гласных звуков русской речи в шуме соответствовал особенностям ломбардной речи для ряда европейских и азиатских языков. При этом впервые была показана обратно пропорциональная зависимость между F₀ диктора в тишине и ее изменениями в шуме: чем выше F₀ в тишине, тем меньше ее увеличение на фоне шума. Выявленные спектральные изменения отражают процессы адаптивной коррекции артикуляции, направленные на выделение голоса диктора и повышение разборчивости его речи на фоне речеподобного шума. Ключевые слова: акустика речи, шум многоголосия (речеподобный), слухоречевой контроль, эффект Ломбарда, речевая коммуникация, характеристики голоса DOI: 10.31857/S032079192110018X

Артельный В.В., Родионов А.А., Стуленков А.В. «Повышение частотного разрешения при измерении вибраций вращающихся тел с помощью лазерной виброметрии с неподвижным лучом» с. 351-356

Техника лазерной доплеровской виброметрии активно применяется при выполнении экспериментальных исследований из-за бесконтактного принципа измерений. При использовании неподвижного лазера для измерений вибраций вращающихся тел и преобразования Фурье для обработки результатов таких измерений возникает проблема, связанная с понижением частотного разрешения спектров при увеличении частоты вращения тела. В результате при достаточно высоких скоростях вращения могут перестать разрешаться близко расположенные дискретные составляющие. В данной работе предложен способ решения такой проблемы, основанный на методе наименьших квадратов. Работоспособность такого метода обработки продемонстрирована на экспериментальных данных. Ключевые слова: лазерная виброметрия, частотное разрешение, метод наименьших квадратов, измерение вращающихся тел DOI: 10.31857/S0320791922600214

Львов А.В., Карасева В.А., Потапов О.А., Соков А.М. «Адаптивная система активного гашения акустического широкополосного излучения с динамической калибровкой» с. 357-366

Рассмотрен принцип работы адаптивных систем активного гашения акустического широкополосного излучения. Приведено описание алгоритма работы данных систем, функционирующих при изменениях характеристик среды, акустических или электрических параметров их элементов. Предложена модификация данного алгоритма, позволяющая увеличить эффективность работы системы и уменьшить уровень остаточных шумов излучения при калибровке системы. Приведены результаты проверки модифицированного алгоритма на имитационной модели системы активного гашения. Ключевые слова: система активного гашения звука, автоматическая калибровка, адаптивное шумоподавление DOI: 10.31857/S0320791922100148

Сучков С.Г., Явчуновский В.Я., Тимофеев А.И., Николаевцев В.А., Сучков Д.С., Третинников В.В. «О генерации звука поездами метро при торможении и метод его подавления» с. 367-373

Проанализированы причины акустического шума, возникающего при торможении электротранспорта, в частности, метро. Измерен спектр такого шума и показано, что высокочастотные дискретные тоны возбуждаются тормозными резисторами, применяемыми для электродинамического торможения электротранспорта. Рассмотрены три возможных механизма электромеханического взаимодействия в фехралевой пластине, являющейся элементом тормозного резистора: сила Ампера, линейная и нелинейная магнитострикция. Показано, что преобладание нечетных гармоник свидетельствует о наличии у фехралевого сплава значительного пьезомагнитного эффекта и обратного к нему эффекта линейной магнитострикции. На основе феноменологического подхода рассчитаны элементы пьезомагнитного тензора фехраля. Проведенные методом конечных элементов расчеты показали, что введение в пластину несимметричных разрезов может привести к значительному снижению интенсивности возбуждаемых тормозным резистором акустических колебаний. Ключевые слова: тормозной резистор, акустический шум, пьезомагнитный эффект, магнитострикция, сила Ампера, фехраль DOI: 10.31857/S0320791923600191

Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Беляев Р.В., Санин А.Г., Мороскин Д.В. «Импульсный корреляционный расходомер газа с накладными датчиками» с. 374-385

Создан и исследован усовершенствованный импульсный корреляционный расходомер газа с накладными датчиками для измерения течений газа в трубах. Работа подобных устройств основана на измерении скорости движения вихрей в турбулентном потоке. Обсуждаются проблемы выделения слабого полезного сигнала, прошедшего через газ, на фоне помех от сигналов, распространяющихся по стенке трубы. Предложена схема корреляционного расходомера с импульсным зондированием и возможностью автоматического поиска полезного сигнала на фоне помех. Продемонстрирована работа расходомера на фоне вибраций стенки трубы и на фоне капель жидкости, находящихся в потоке. Ключевые слова: течение газа в трубе, ультразвуковое зондирование потоков, взаимная корреляция, измерение расхода газа DOI: 10.31857/S0320791922700034

Зверев В.А., Диденкулов И.Н., Голубев В.Н. «К вопросу о равной громкости звуков разных частот» с. 386-387

Обсуждаются кривые равной громкости звуков разных частот и частотные характеристики слуха. Показано, что кривые равной громкости не описывают частотную характеристику слуха и применимы только к тональным сигналам. Частотная характеристика слуха является адаптивной к спектру звука. Для музыки формируется широкополосная частотная характеристика, для речи используется частотная характеристика с подавлением низких частот. Ключевые слова: кривые равной громкости, слух, частотная характеристика, адаптивность DOI: 10.31857/S0320791923600336

«Рецензия на монографию: Г.С. Малышкин, В.С. Мельканович “Классические и быстрые проекционные адаптивные алгоритмы в гидроакустике” (СПБ.: ГНЦ РФ АО “Концерн ЦНИИ Электроприбор”, 2022. 268 С. ISBN: 978-5-91995-086-8)» с. 388-389

В издательстве АО “Концерн ЦНИИ Электроприбор” вышла из печати монография двух ведущих отечественных специалистов в области адаптивных алгоритмов пространственной обработки сигналов, поступающих с выхода многоэлементных гидроакустических антенн, Г.С. Малышкина и В.С. Мелькановича. Данная монография является продолжением двухтомной монографии Г.С. Малышкина “Оптимальные и адаптивные методы обработки акустических сигналов”, вышедшей в том же издательстве в 2009 и 2011 гг. В первом томе автором подробно описаны физические и математические модели гидроакустических сигналов и помех и показано, как на их основе могут быть синтезированы оптимальные алгоритмы обработки гидроакустических сигналов. Поскольку оптимальные алгоритмы являются, строго говоря, не реализуемыми, во втором томе приведен синтез большинства известных адаптивных алгоритмов (Андерсена, Джонсона, Кейпона, Шмидта, Борджотти–Лагунаса и др.), появившихся во второй половине прошлого столетия. DOI: 10.31857/S0320791923700089

Korobov A.I.,  Kokshaiskii A.I.,  Mikhalev E.S.,  Odina N.I.,  Shirgina N.V. «Поправка к статье “Исследования упругих свойств полимера PLA статическими и ультразвуковыми методами” [Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 4. С. 387-394]» с. 390

В статье Коробов А.И., Кокшайский А.И., Михалев Е.С., Одина Н.И., Ширгина Н.В. “Исследования упругих свойств полимера PLA статическими и ультразвуковыми методами”, Акуст. журн. 2021. Т. 67. №4. С. 387-394, была допущена ошибка при вычислении относительного изменения скорости звука, что привело к существенному занижению абсолютных значений нелинейного модуля упругости и нелинейного параметра. DOI: 10.31857/S0320791923340014

Tiryakioglu B. «Transmission Loss Analysis in an Infinite Tube with Multiple Discontinuities» pp. 303-308

The effect of perforated screens and absorbing linings on the sound propagation is investigated using Mode Matching technique. This method is applied for the prediction of transmission loss (dB) for different parameter values of the geometry. Both low and high porosity are considered for perforated screens. In order to show the effect of the tube radius, length of the partial lined part and perforated screen porosities on the propagation phenomenon, graphics are plotted. The results demonstrate the significance of the parameters of the problem in the predictions for transmission loss (dB). https://doi.org/10.1134/S1063771023600262

Kurashkin K.V., Gonchar A.V., Klyushnikov V.A., Mishakin V.V. «Effect of Microstructure on Temperature Dependence of Ultrasonic Velocity in Aluminum» pp. 335-340

The sensitivity of temperature behavior of ultrasonic waves to microstructural features is discussed. A phenomenological model linking the temperature dependence of ultrasonic velocity with microstructural damage, texture and thermal deformation is proposed. The use of echo-method for measuring the times-of-flight of shear and longitudinal ultrasonic waves as a function of temperature is presented. The experimental results are given for the temperature coefficients in polycrystalline pure aluminum under different plastic strains. It is concluded that the application of temperature behavior of shear and longitudinal waves may be a promising way for structural health monitoring of products made of aluminum alloys widely used in aircraft and shipbuilding. https://doi.org/10.1134/S1063771022600589

Mohapatra K., Pereira S.V., Jena D.P. «Free Field Insertion Loss and Echo Reduction of Finite Size Periodic Scatterers in Room Environment» pp. 388-400

The free field insertion loss (IL) and echo reduction (ER) are calculated for finite size periodic scatterers via time domain simulations in a room environment where the walls of the room are acoustically reflective. A spectrally dense short pulse is used as a sound source and the time domain pulse separation technique is devised to calculate the IL and ER of finite size periodic scatterers. The key discovery of the research is that the calculated IL and ER of periodic cylindrical scatterers in a room environment agree to results obtained from the free field simulations which are also imitable experimentally. Next, the experiments are conducted in a room environment with periodic cylindrical scatterers. A loudspeaker is used as a sound source. The signal synthesis technique is demonstrated to generate the desired short pulse from a loudspeaker for measurement in a given environment. The agreement between results from simulations and measurements are shown to illustrate the potential of the suggested method for free field characterization of finite size periodic scatterers in a room environment. https://doi.org/10.1134/S1063771022600486