Акустический журнал

Для балки Эйлера–Бернулли и тонкого нерастяжимого полукольца показано, что их функция Грина для нормальных сил и смещений может равняться нулю при наличии диссипативных потерь. Балка и полукольцо рассмотрены в двух вариантах: со свободным креплением и подвижной заделкой на концах. Решения существуют в широких полосах частот. Для полукольца с подвижной заделкой среди решений есть такие, для которых производная функции Грина по частоте близка к нулю при независящем от частоты тангенсе потерь. Виброизолятор в виде замкнутого кольца с четырьмя опорами, распложенными в точках, соответствующих одному из таких решений, будет обладать как теоретически бесконечной виброизоляцией на одной частоте, так и большой виброизоляцией в широкой полосе соседних частот.

Многие реальные жидкости кроме самой жидкой фазы содержат твердые включения различных размеров. Эти включения влияют на распространение акустических волн. Такие параметры акустических волн, как поглощение и скорость распространения звука зависят от размеров и концентрации частиц. В данной работе получены зависимости коэффициента поглощения и скорости звука для суспензии агарозного геля с частицами талька и для суспензий с частицами диоксида кремния. Проведено сравнение экспериментальных спектров затухания в различных суспензиях с теоретическими расчетами по модели Урика. Получены зависимости акустического поглощения и скорости звука от концентрации в суспензиях с различными размерами частиц. Результаты сравнения показали, что модель Урика удовлетворительно описывает поглощение в различных суспензиях при концентрациях частиц φ < 20%.

Теоретически оценены возможности использования лучевого и дифракционного методов коррекции аберраций, применяющихся в неинвазивной нейрохирургии для фокусировки ультразвука высокой интенсивности через кости черепа на различных глубинах в мозге человека. При анализе использовались данные компьютерной томографии головы с различными геометрическими характеристиками черепа в рамках анонимизированного набора из восьми пациентов. В качестве излучателя рассматривалась фазированная решетка с абсолютно плотным мозаичным заполнением поверхности 256 элементами, рабочей частотой 1 МГц, имеющая форму сферической чаши с радиусом кривизны и диаметром 200 мм. Компенсация аберраций лучевым методом проводилась путем расчета набега фаз вдоль лучей, исходящих из целевой точки к центрам элементов. В дифракционном методе при коррекции аберраций и расчете фокусировки ультразвука использовалась комбинация интеграла Рэлея и псевдоспектрального численного метода решения волнового уравнения в неоднородной среде, реализованного в программном пакете k-Wave. Показано, что наибольшие искажения поля наблюдаются для черепов с более выраженной вариацией толщины костной ткани. Дифракционный метод позволяет повысить эффективность фокусировки, а также проводить коррекцию на меньших глубинах по сравнению с лучевым методом.

Представлены результаты расчета дифракции звука на экранах различной формы, выполненные с помощью предложенного авторами Метода Конечных Элементов (МКЭ) в формулировке Бубнова–Галеркина. Проведена верификация расчетов на задачах, имеющих точно решение (дифракция на цилиндре, на отрезке и на сфере), а также представлены результаты экспериментальной валидации расчетов дифракции звука на прямоугольном экране, выполненных с помощью Метода последовательностей максимальной длины. Статья подготовлена по материалам доклада на 10-й российской конференции “Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике”, 16-21 сентября 2024 г., г. Светлогорск Калининградской области, http://ceaa.imamod.ru/.

Представлены результаты исследования влияния клокинга — взаимного смещения в окружном направлении рабочих колес или направляющих аппаратов — на тональный шум первых двух подпорных ступеней компрессора низкого давления двухконтурного турбореактивного двигателя. Проведены расчеты как для различных взаимных положений рабочих колес, так и для различных взаимных положений направляющих аппаратов. Расчетная модель включала в себя рабочее колесо вентилятора и две подпорные ступени с входным направляющим аппаратом. Ступени имели одинаковые числа лопаток в рабочих колесах и направляющих аппаратах. Была поставлена задача получить мощность излучения и диаграммы направленности для наиболее интенсивных тонов на режиме c относительной частотой вращения вала 58%. Исследование выполнено с использованием метода расчета тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области. Данный метод позволяет моделировать изменение взаимного положения венцов без манипуляций с расчетной сеткой. Результаты расчета демонстрируют, что мощность излучения из воздухозаборника при изменении взаимного положения рабочих колес может меняться на 4 дБ. Мощность излучения из воздухозаборника при изменении взаимного положения спрямляющих аппаратов в целом не меняется, однако для отдельных азимутальных мод может меняться более чем на 5 дБ. Статья подготовлена по материалам доклада на 10-й российской конференции “Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике”, 16–21 сентября 2024 г., г. Светлогорск Калининградской области, http://ceaa.imamod.ru/.

Решение прикладных задач сейсмической разведки и ультразвуковой дефектоскопии сопровождается применением компьютерного моделирования. Это ставит перед учеными задачу по разработке новых модификаций численных методов, позволяющих увеличить точность расчетов, минимизируя при этом затраты вычислительных ресурсов. В отличие от численных методов на неструктурированных расчетных сетках, использование Химерных (или наложенных, или адаптивных) расчетных сеток позволяет также описывать границы и контактные границы произвольной формы, но при этом затрачивать меньше оперативной памяти и времени на проведение вычислений. Это особенно важно в связи с активным использованием нейронных сетей для решения обратных задач, так как при генерации обучающих выборок важна как точность моделирования, так и скорость вычислений и количество затрачиваемой оперативной памяти. В работе рассматриваются и сравниваются между собой различные модификации сеточно-характеристического метода на Химерных расчетных сетках. Приведены примеры тестовых расчетов.

Цель исследования — изучение проявления эмоциональных состояний в речи типично развивающихся подростков и подростков с интеллектуальными нарушениями. Анализировали эмоциональную речь 25 подростков при произнесении текстов бессмыслиц в эмоциональных состояниях “радость — нейтральное — печаль — гнев — страх”. Спектрографический анализ речи детей проводили в программе “Cool Edit Pro 2.0”. Считали: длительность; значения частоты основного тона; минимальные и максимальные значения частоты основного тона; диапазон частот основного тона; значения интенсивности частоты основного тона по фразе, ударному слову и ударному гласному. Проводили перцептивный эксперимент с участием 10 взрослых аудиторов. Выявлены различия в акустических характеристиках эмоциональной речи типично развивающихся подростков и подростков с интеллектуальными нарушениями: по длительности слов и гласных; минимальным значениям частоты основного тона слов и гласных. По результатам перцептивного эксперимента показано, что типично развивающиеся подростки лучше проявляют состояния печали и гнева в голосе по сравнению с подростками с интеллектуальными нарушениями.

Задачи акустической физики, описывающие распространение акустических воздействий или связанных с ними течений, опираются на уравнения гидроаэромеханики, в частности, на уравнения Навье–Стокса, содержащие векторный лапласиан скорости движения жидкой или газообразной среды. При этом одной из наиболее употребительных систем координат является сферическая. В заметке рассмотрена тиражирующаяся вплоть до 6-го исправленного издания 2021 г. принципиальная опечатка в “Гидродинамике” Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица (Курс теоретической физики, том VI), которая попала также в английскую версию Курса издательства Пергамон. Она касается уравнения Навье–Стокса в сферических координатах (15.21), описывающего r-компоненту векторного лапласиана. Опечатка мигрирует во вторичные публикации и может осложнить теоретические исследования, связанные с применением уравнений Навье–Стокса. Подробно выводится r-компонента векторного лапласиана из общих принципов, чтобы показать, как должно выглядеть соответствующее уравнение Навье–Стокса, и что опечатка действительно присутствует. Кроме того, предлагаются более компактные эквивалентные формы уравнений Навье–Стокса в сферических координатах.