Потенциальная точность оценки направленности излучения протяженного источника с использованием векторно-скалярной антенны
Потенциальная точность оценки направленности излучения протяженного источника с использованием векторно-скалярной антенны
Г. М. Глебова$^1$, Г. Н. Кузнецов$^2$
Исследуется потенциальная точность оценки направленности излучения протяженным источником, акустическая модель которого представляется совокупностью распределенных вдоль апертуры и одновременно излучающих элементарных источников монопольного типа. Задаются исходное распределение звуковой энергии вдоль апертуры и корреляционные характеристики источников. Предполагается, что протяженный источник движется параллельно векторно-скалярной антенне (ВСА), которая регистрирует интерференционное поле на фоне шумов моря. Расчет погрешности оценки параметров выполняется с использованием скалярных, векторно-скалярных и потоковых компонент. Показано, что в мелком или глубоком море суперпозиция малошумных источников, параметры которых были вычислены при решении обратной задачи в волноводе, достаточно точно формирует поле, эквивалентное полю от протяженного многоэлементного источника с заданными параметрами, но наименьшие погрешности получены при использовании векторно-скалярной или потоковой обработки.
Показать АннотациюОценка координат движущегося источника с использованием векторно-скалярной антенны
Оценка координат движущегося источника с использованием векторно-скалярной антенны
В. Н. Драченко, Г. Н. Кузнецов, А. Н. Михнюк
Приведены и обсуждаются экспериментальные результаты обнаружения и оценки координат стационарного и движущегося по сложной траектории широкополосного источника. Эксперименты выполнены в мелком море. Согласованная фильтрация производилась с использованием лучевой модели волновода. Установлено хорошее согласие полученных экспериментально оценок и исходных данных.
Показать АннотациюВлияние первичных параметров соединительного кабеля на точность измерений электроакустических характеристик мощных низкочастотных гидроакустических излучателей
Влияние первичных параметров соединительного кабеля на точность измерений электроакустических характеристик мощных низкочастотных гидроакустических излучателей
А. К. Бритенков$^{1,2}$, О. И. Канаков
Специфика разработки низкочастотных гидроакустических излучателей под конкретные задачи накладывает жёсткие требования к обеспечению заданных электроакустических параметров преобразователя, что требует точного измерения характеристик при проведении испытаний. Использование длинного кабеля от системы возбуждения до излучателя без учёта электрических характеристик такой линии приводит с одной стороны, к уменьшению точности измерений, а с другой – к отсутствию оптимального согласования системы возбуждения и низкочастотного излучателя, снижая эффективность работы излучающего комплекса в целом. Исследования влияния кабеля длиной 1 км на результаты измерений электроакустических характеристик излучателя и параметров его эквивалентной схемы показали, что вносимые погрешности при измерении резонансной частоты и ширины полосы частот в диапазоне до 1 кГц несущественны, однако значения напряжения и тока системы возбуждения значительно отличаются от значений тока и напряжения на излучателе. КПД и чувствительность излучателя оказываются занижены по отношению к его реальным характеристикам. В работе приведены рекомендации по методике измерений и обработке экспериментальных данных с учётом первичных параметров кабеля для различных метрологических задач гидро- и электроакустики, радио- и электротехники для любых нагрузок в диапазоне звуковых и ультразвуковых частот.
Показать АннотациюПрименение методов машинного обучения для оптимального хранения информации о вертикальном разрезе скорости звука
Применение методов машинного обучения для оптимального хранения информации о вертикальном разрезе скорости звука
В. О. Захаров$^1$, М. В. Лебедев$^2$
В настоящей работе представлены результаты исследования различных методов сжатия информации о вертикальном разрезе скорости звука (ВРСЗ), а именно: метод главных компонент, нейронные сети, K-SVD. Также приведено сравнение этих методов сжатия информации с точки зрения наилучшего восстановления информации о месяце в котором производилось измерение ВРСЗ. Для этого использовались следующие методы классификации: бустинг, логистическая регрессия, случайный лес. Все исследования проводились с базой профилей Баренцева моря.
Показать АннотациюМетод нахождения комплексно-значного спектра волновых чисел изотропно- слоистых пластин в низкочастотном диапазоне
Метод нахождения комплексно-значного спектра волновых чисел изотропно- слоистых пластин в низкочастотном диапазоне
Д. Д. Захаров
Излагается новый численно-аналитический метод исследования полного спектра волновых чисел изотропно-слоистых пластин упругих с однородными граничными условиями на лицевых поверхностях. В такой задаче при каждой фиксированной частоте имеется конечное число вещественных волновых чисел и бесконечное (счетное) множество комплексно-значных волновых чисел, что и представляет наибольшую трудность. За последние сорок лет только для двух видов упругих волноводов – однородной изотропной пластины и однородного изотропного цилиндрического тела – полный спектр изучен относительно детально. Несмотря на развитие многих эффективных численных методов, задача нахождения всего счетного множества комплексно-значных волновых чисел для волн с PSV- поляризацией слабо изучена, что и мотивировало работу. Для этой целью предложены удобные матрицы- пропагаторы, получены их обращения в замкнутом виде и построены асимптотики при больших по модулю значениях волновых чисел. Получены в замкнутом виде дисперсионные уравнения и их асимптотическое представление при больших волновых числах или малых частотах. Предложен метод вывода асимптотик волновых чисел в статике, в длинноволновом приближении, а также итерационный алгоритм их уточнения для расчета точных комплексно-значных дисперсионных кривых. Приведены пример расчета спектра волновых чисел для волн Лэмба в трехслойной пластине с оценкой численной и асимптотической погрешности метода. Проведен параметрический анализ результатов.
Показать АннотациюЭкспериментальное исследование рассеивателей звука различной формы
Экспериментальное исследование рассеивателей звука различной формы
М. А. Лаврова$^1$, Н. Г. Канев$^{1,2}$
Представлены результаты исследования звукорассеивающих свойств трех видов объемных элементов, имеющих пирамидальную, кубическую и полусферическую формы. Проведены сравнительные измерения коэффициента рассеяния при нормальном падении звуковой волны, а также влияние их концентрации, т.е. количества элементов на единицу площади, на эффективность рассеяния. Получены зависимости звукорассеивающих свойств для трех форм рассеивателей при различной их концентрации: от 2 до 121 элементов на тестовой поверхности. Во всех случаях элементы распределены равномерно по поверхности. Установлено, что при малой концентрации (2-20 рассеивателей на тестовой стенке) наиболее эффективны кубические рассеиватели, а наименее эффективны – пирамидальные. С ростом концентрации элементов сечение рассеяния пирамидальных элементов увеличивается, а сечение рассеяния кубических и полусферических элементов достигает некоторого предельного значения.
Показать АннотациюОб отражении звука от криволинейных поверхностей в акустике помещений
Об отражении звука от криволинейных поверхностей в акустике помещений
М. А. Сумбатян, Н. В. Боев
В работе исследуется приближенный подход к отражению звука от криволинейных поверхностей, основанный на их замене набором плоских отражателей. Вопрос о точности такого приближения остается открытым. Настоящая работа предлагает новый метод решения данной актуальной проблемы. Рассматривается асимптотически точное решение, соответствующее лучевой теории звука. Явные формулы сравниваются с методом трассировки лучей (МТЛ).
Показать АннотациюВалидация двухточечной модели предсказания низкочастотного усиления шума струи вблизи крыла
Валидация двухточечной модели предсказания низкочастотного усиления шума струи вблизи крыла
О. П. Бычков$^1$, В. Ф. Копьев$^1$, Г. А. Фараносов$^1$
При близком расположении реактивного двигателя и крыла самолета на низких и средних частотах может возникать интенсивный шум, связанный с взаимодействием струи и задней кромки крыла. Для проведения расчетных оценок вклада данного эффекта в уровни шума самолета на местности на ранних этапах проектирования необходимо использование надежных предсказательных моделей. В данной работе предложена и валидирована модификация разработанной ранее аналитической модели шума взаимодействия, в основе которой лежит идея о рассеянии линейных гидродинамических пульсаций ближнего поля турбулентной струи на задней кромке крыла. Для валидации модели методом LES проведено численное моделирование шума струи вблизи прямоугольной пластины, имитирующей крыло самолета. Показано, что модифицированная модель, имеющая простой набор входных параметров, позволяет с приемлемой точностью предсказывать основные характеристики шума взаимодействия струи и крыла, в том числе в условиях наличия спутного потока, характерных для взлета и посадки самолета.
Показать АннотациюКорреляция разборчивости речи и частотной разрешающей способности слуха у пациентов после кохлеарной имплантации
Корреляция разборчивости речи и частотной разрешающей способности слуха у пациентов после кохлеарной имплантации
М. В. Гойхбург$^1$, В. В. Бахшинян$^2$, А. -. Важыбок$^3$, Б. -. Вилигес$^4$, Т. -. Юргенс$^5$, Г. А. Таварткиладзе$^6$
Одной из наиболее частых жалоб пациентов с двусторонней сенсоневральной глухотой после кохлеарной имплантации (КИ) является ухудшение разборчивости речи в шумной обстановке. При проведении исследований за рубежом была доказана корреляция между разборчивостью речи и спектральной разрешающей способностью слуха (ЧРС) у нормально слышащих испытуемых. Цель исследования: определить корреляцию разборчивости речи в шуме с ЧРС слуха у пользователей КИ. Материалы и методы исследования: для оценки разборчивости речи в шуме использовался международный Ольденбургский фразовый тест RUMatrix, для определения ЧРС слуха - спектрально-временной модулированный гребенчатый тест SMRT (spectral-temporally modulated ripple test). В контрольную группу включено 15 испытуемых без нарушений слуха, которые были исследованы в оригинальной версии тестов и с использованием вокодера. В исследование включено 22 пациента после КИ, использующих системы производства фирмы «Cochlear», с опытом использования системы КИ более 3 лет. Результаты: проведенное исследование в контрольной группе выявило высокую корреляцию результатов SMRT-теста и RUMatrix. Группа пациентов после КИ состояла из пре- и постлингвально оглохших пациентов. В группе постлинально оглохших пациентов была выявлена корреляция между разборчивостью речи в шуме и ЧРС слуха (R2=0,55), в прелингвальной группе данная корреляция не выявлена (R2=0,03). Выводы: SMRT-тест коррелирует с данными речевой аудиометрии, что позволяет использовать его для оценки результатов реабилитации пациентов вне зависимости от уровня речевого развития.
Показать АннотациюБиофабрикация кольцеобразного конструкта из тканевых сфероидов в магнитоакустическом поле
Биофабрикация кольцеобразного конструкта из тканевых сфероидов в магнитоакустическом поле
А. А. Крохмаль$^1$, О. А. Сапожников$^1$, С. А. Цысарь$^1$, Е. В. Кудан$^2$, Е. К. Нежурина$^2$, Ю. Д. Хесуани$^2$, В. А. Парфенов$^2$
В рамках данной работы был предложен новый метод биофабрикации тканеинженерных конструктов из тканевых сфероидов, основанный на манипулировании сфероидами с помощью магнитного и акустического полей. В отличие от большинства современных методов, использующих каркасы для придания тканевому конструкту нужной формы, в предложенном методе фабрикация производится левитирующими сфероидами. Эффект левитации достигается за счет сильного градиента магнитного поля и разницы парамагнитных восприимчивостей сфероидов и раствора, в котором они находятся. Конструкт был сформирован в области, где гравитация была компенсирована вертикальной компонентой магнитной силы, и из-за магнитного градиента в горизонтальной плоскости тканевые сфероиды перемещались навстречу друг другу, поднимаясь над дном контейнера. В свою очередь, акустическое поле формировало структуру собираемого тканеинженерного конструкта. Одной из наиболее желаемых форм является трубка или кольцо (как предельный случай трубки), так как именно такую форму имеют сосуды в тканях человека. Такая форма была сфабрикована с помощью цилиндрического пьезоэлектрического преобразователя, который создавал стоячее цилиндрическое ультразвуковое поле в своей внутренней области. Акустическая радиационная сила действовала от пучности к узлу, формируя кольцо из тканевых сфероидов. Удерживание сфероидов в такой ловушке в течение 18–20 часов привело к их слиянию в сплошную живую ткань в форме кольца. Изменение частоты и амплитуды ультразвуковой волны позволило регулировать диаметр и толщину конгломерата сфероидов.
Показать Аннотацию