Плоский напружений стан матеріалу з урахуванням процесу розвантаження у динамічній пружно-пластичній постановці

З використанням різницевих методів досліджено плоский напружений стан тонкого компактного зразка з нерухомою тріщиною в нестаціонарній пружно-пластичній постановці. У разі цього враховувався процес розвантаження матеріалу під час навантаження, яке прикладене до локалізованої області й змінюється з часом за лінійним законом. У ролі основного незалежного параметра для виявлення розвитку полів напружень, деформацій, параметра Одквіста і т.п. вибрано розрахункове значення коефіцієнта інтенсивності напружень біля тріщини у статичній задачі для пружно-деформованого компактного зразка. Виявлено характерні осциляції напружень під час досягнення коефіцієнтами інтенсивності напружень критичних значень. Розроблена методика надає можливість визначати в'язкість руйнування (тріщиновитримність) матеріалу.

Функції Гріна хвильового рівняння й рівняння Гельмгольца для нескінченного прямого жорсткостінного каналу кругового поперечного перерізу з осередненою течією

Побудовані функції Гріна тривимірного хвильового рівняння й тривимірного рівняння Гельмгольца для нескінченного прямого жорсткостінного каналу кругового поперечного перерізу з осередненою течією. Ці функції записуються у вигляді відповідних рядів за акустичними модами каналу і є періодичними по азимутальній координаті та симетричними відносно осьового перерізу розташування точкового джерела. У функції Гріна хвильового рівняння кожен член ряду є сумою прямої й зворотньої хвиль, які поширюються на відповідній моді каналу вниз і вгору за течією від джерела. У побудованих функціях Гріна в явному вигляді відображено ефекти осередненої течії, які стають вагомішими зі зростанням числа Маха течії. Зокрема, це зумовлює появу й подальше збільшення асиметрії функцій відносно поперечного перерізу розташування точкового джерела. У випадку ж відсутності осередненої течії побудовані функції Гріна симетричні відносно поперечного перерізу джерела і співпадають з відомими функціями Гріна для досліджуваного каналу.

Диссипативный разогрев и потеря функциональной способности гибкой жестко защемленной вязкоупругой круглой пластины с пьезоэлектрическими сенсорами при вынужденных резонансных колебаниях

С помощью метода Бубнова - Галеркина решена задача о вынужденных изгибных резонансных колебаниях и диссипативном разогреве жестко защемленной гибкой круглой пассивной вязкоупругой пластины с распределенными пьзоэлектрическими сенсорами. Исследовано влияние геометрической нелинейности и температуры диссипативного разогрева на эффективность работы пьезоэлектрического сенсора.

Регулярная и хаотическая динамика модифицированной модели взаимодействия сердечно-сосудистой и респираторной систем

Исследована модель взаимодействия сердечно-сосудистой и респираторной систем, модифицированная с учетом обратного воздействия деятельности сердца на параметры дыхательных осцилляций. Рассмотены линейные приближения неизвестных функциональных зависимостей обратного воздействия. Респираторный тракт моделировался автоколебательной системой, испытывающей импульсное воздействие сердечных сокращений. С помощью методов современной нелинейной динамики исследованы установившиеся режимы построенных моделей. Обнаружены регулярные (периодические и квазипериодические), а также хаотические режимы, характерные для функционирования кардиосистем.

Нелинейная асимптотическая модальная теория резонансных колебаний жидкости в срезанных конических баках

Рассмотрены нелинейные резонансные колебания идеальной несжимаемой жидкости в жестком баке в форме срезанного кругового конуса при его поступательных колебаниях с частотой, близкой к основной собственной частоте колебаний жидкости. С использованием техники неконформных отображений построена нелинейная модальная асимптотическая теория. Предложен алгоритм определения коэффициентов соответствующей нелинейной модальной системы. С помощью этой системы проанализированы установившиеся резонансные движения жидкости. Проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

Трансформация энергии потока в поле пульсаций пристеночного давления

Исследованы особенности трансформации энергии потока в поле пульсаций пристеночного давления. Сопоставлены вклады различных факторов, наблюдаемых в канонических внутренних и внешних течениях, в изменение интенсивности пульсаций пристеночного давления. Представлены обобщающие данные о влиянии чисел Рейнольдса и Кармана, диаметров чувствительной поверхности датчиков пульсаций давления и диаметра отверстия над утопленными микрофонами на интенсивность пульсаций пристеночного давления. Указаны максимальные значения акустико-гидродинамического коэффициента, которые можно измерить точечными датчиками пульсаций давления. Получена предельная зависимость изменения интенсивности пульсаций пристеночного давления от числа Кармана для турбулентного течения над гладкой поверхностью с нулевым градиентом давления.

Рассеяние волн Рэлея - Лэмба на приповерхностной трещине в упругом волноводе. I. Метод решения

На основании метода суперпозиции проведен расчет рассеяния волн Рэлея - Лэмба на вертикальной открытой трещине в упругом волноводе. Хорошая сходимость решения обеспечивается учетом характера особенности по напряжениям, существующей в вершине трещины. Приведены численные результаты, подтверждающие эффективность метода.

Демпфирование резонансных изгибных колебаний гибкой жестко защемленной вязкоупругой круглой пластины при совместном использовании сенсоров и актуаторов

С помощью метода Бубнова - Галеркина решена задача об активном демпфировании вынужденных изгибных резонансных термомеханических колебаниях жестко защемленной гибкой круглой пассивной вязкоупругой пластины с помощью распределенных пьзоэлектрических сенсоров и актуаторов. Исследовано влияние геометрической нелинейности и температуры диссипативного разогрева на эффективность активного демпфирования резонансных колебаний такой пластины с помощью пьезоэлектрических включений.

Особенности структуры звукового поля при взаимодействии точечных вихрей

В рамках модели точечных вихрей и акустической аналогии Лайтхилла в широком диапазоне геометрических параметров выполнены расчеты и проведен анализ звуковых полей, порождаемых при прямом и обменном взаимодействии в безграничной идеальной жидкости трех точечных вихрей с интенсивностями к1 = к2 = к3. Обнаружен эффект вращения диаграммы направленности. Установлены соотношения между поворотом диаграммы направленности и поворотом вихревой системы. Показано, что вихревая система и генерируемое ею звуковое поле могут вращаться как в одном, так и в противоположных направлениях.

Динамика затопленной плоской осесимметричной струи

Отмечено, что жидкоструйный гидродинамический преобразователь с круговым щелевым соплом в виде соосных дисков смоделирован колеблющейся затопленной плоской осесимметричной струей. Вычислена основная частота акустического сигнала как функция свойств рабочей жидкости, геометрических и гидродинамических параметров струи. Проведено сопоставление теоретических и экспериментальных результатов. Предложен критерий соответствия приведенной модели реальным излучателям данного типа.

Шумозащитные свойства барьеров, размещенных вдоль городской улицы

Исследованы шумозащитные свойства барьеров, размещенных на краях тротуаров вдоль обеих сторон городской улицы с многоэтажными домами. Шум транспортного потока моделировался источником звука в виде бесконечной пульсирующей полосы, расположенной на проезжей части улицы. Рассмотрены барьеры с акустически жесткими и звукопоглощающими стенками. В качестве критерия, характеризующего шумозащитные свойства барьеров, выбрано усредненное давление на окнах зданий. Показано, что для барьеров с акустически жесткими поверхностями характерно появление ряда резонансных явлений в областях между барьерами, между домами, а также между барьерами и домами. Таким образом, установка жестких барьеров не приводит к существенному повышению шумозащищенности окон домов и зон тротуаров. В отличие от этого, использование барьеров с поглощающими поверхностями ослабляет резонансные явления и тем самым существенно улучшает шумозащищенность указанных зон.

Энергетические особенности дифракции изгибных волн на вертикальной границе в составном упругом волноводе

На основании метода суперпозиции проведен расчет дифракции антисимметричных волн Рэлея - Лэмба на вертикальной границе волновода, образованного при жестком контакте двух полуполос одинаковой высоты, но с различными упругими свойствами. Эффективность метода обеспечивается учетом характера особенности по напряжениям, возникающей в угловой точке на линии контакта при определенном сочетании упругих характеристик сред. Проведен анализ трансформации энергии падающей волны в отраженную и прошедшую волны.

О согласовании обработки сигналов со средой передачи в задачах акустического течеискания

Акустические методы обнаружения и локализации течи играют важную роль в современных системах оперативной диагностики трубопроводов различного назначения. Одним из резервов повышения эффективности этих методов может быть согласование обработки сигналов с физическими особенностями среды передачи. На основании известных решений задачи колебаний упругой цилиндрической оболочки предложена модель поля сигнала утечки в виде декомпозиции нормальных волн (мод). С ее использованием синтезирована структура оптимальной обработки сигналов утечки и рассмотрены частные случаи. Основной трудностью на пути практической реализации согласованной обработки является отсутствие или неточность априорных данных о параметрах среды передачи. Предложены некоторые пути решения указанной проблемы, в частности, адаптивный алгоритм обработки, инвариантный к параметрам интенсивности модовых компонент сигнала. Рассмотрены пути адаптации обработки к волновым параметрам сигнала и высказана гипотеза о возможности их априорного прогнозирования для трубопроводов заданного типа.

Релаксационные процессы нанонаполненного ПВХ в звуковом диапазоне частот

Изложены результаты исследования поведения в динамических механических полях поливинилхлорида (ПВХ), наполненного наночастицами меди. Показано, что при изменении содержания высокодисперсного металла в диапазоне (0 - 0,1) об. % в ПВХ-композите при <$E 293~symbol Г~T~symbol Г~373> K и частоте (60 - 200) Гц имеет место нелинейное изменение величины квазиупругого модуля сдвига, логарифмического декремента, эффективного времени релаксации, энергии активации процесса интра- и интермолекулярного взаимодействия, определенной на основании взаимосвязи частоты деформации с температурой максимума внутреннего трения материала.

Исследование эффективности неинвазивного оценивания скорости звука в ограниченных объектах с неоднородностями при линеаризации данных о фазовых задержках

Рассмотрена задача оценивания скорости распространения звука в ограниченных объектах с акустическими неоднородностями, сравнимыми с длиной волны. В качестве информативной характеристики использованы данные о частотной зависимости фазовых задержек сигналов локализованного источника в двух точках приема, координаты которых полагаются известными. На основании линеаризации указанной частотной зависимости разработаны алгоритмы оценивания скорости звука и проведены модельные исследования его эффективности для неоднородной стенки конечной цилиндрической трубы. Проанализированы зависимости ошибок оценивания скорости звука от взаимного расположения источника сигналов, точек приема и границ объекта при разных волновых размерах. Определены рациональные частотные параметры процедур оценивания и схемы расстановки приемников. Для двух вариантов схемы измерений исследовано влияние характерных структур неоднородностей на полученные результаты. Работоспособность предложенных алгоритмов подтверждена экспериментально на примере оценивания скорости звука в паренхиме легких.

Особенности формирования волновых полей в заполненных жидкостью цилиндрах из жестких и мягких материалов

Исследованы свойства нормальных волн в заполненных идеальной сжимаемой жидкостью упругих цилиндрах из жестких и мягких материалов. Для описания волнового поля в цилиндре использована полная система динамических уравнений теории упругости, что позволило изучить эффекты упруго-жидкостного взаимодействия в широком диапазоне частот и длин волн. Представлены данные о дисперсионных, кинематических и энергетических характеристиках нормальных волн. Предложена методика систематизации дисперсионных свойств нормальных волн на основе выделения парциальных подсистем. Установлены существенные различия в проявлении эффектов взаимодействия волн в цилиндре и жидкости для случаев жестких и мягких материалов.

Возрастная трансформация звуков дыхания у здоровых детей

Приведены результаты акустического анализа звуков дыхания у здоровых детей трех возрастных групп, записанных в клинических условиях с помощью специализированных датчиков, разработанных в Институте гидромеханики НАН Украины. На базе этих данных выделены характерные частотные и временные признаки респираторных сигналов, изменяющиеся с возрастом, и установлены соответствующие им количественные параметры.

Исследование эффективности использовании авторегрессионного спектрального оценивания угловых спектров акустических полей для неинвазивного выявления артефактов в ограниченных объектах

Рассмотрена эффективность алгоритмов оценки угловых спектров акустических сигналов в малоразмерных объектах. Учтено, что из-за ограниченности волновых размеров для этого следует использовать малоразмерные антенны, структура которых обеспечивала бы возможность применения простых и эффективных вычислительных процедур. Предложены алгоритмы оценки угловых спектров с помощью линейной дискретной эквидистантной антенны. Внимание уделено двухэлементной антенне и авторегрессионному (АР) алгоритму. На основании выполненных модельных исследований показана более высокая эффективность АР-оценивания по сравнению с традиционной процедурой. Выявлены особенности структуры угловых спектров сигналов протяженных и сосредоточенных источников. Показано как изменяется структура угловых спектров при вариациях скорости звука в среде распространения, а также при появлении слоя акустической неоднородности. Рассмотрена эффективность использования АР-процедуры для пространственного разрешения сосредоточенных источников сигналов. Представленные результаты экспериментального определения угловых спектров голосовых сигналов и возникающих при дыхании хрипов подтверждают эффективность использования АР-оценивания для выявления и локализации таких источников.

Об одном численно-аналитическом подходе к решению задачи генерации звука тонким крылом. Ч. II. Схема применения для нестационарных задач

Проанализированы численные схемы решения уравнения распространения малых нестационарных возмущений от тонкого крыла. Указаны их особенности, преимущества и недостатки. Отмечено, что схемы смешанного типа, в которых временная переменная не отделяется от пространственных, а непосредственно включена в общую расчетную молекулу, позволяют более точно учесть специфику решения в задачах с быстро изменяющимися параметрами течения. В качестве примера применения одной из таких схем приведено дальнейшее развитие численно-аналитического подхода для нестационарных задач акустики. На его основе проведен численный расчет задачи генерации звука при обтекании тонкого крыла (лопасти винта) нестационарным потоком при различных кинематических и геометрических параметрах.

Свободные колебания тонкостенного стержня с подвесным резервуаром, частично заполненным жидкостью

На основании положений линейной теории движения твердых тел с полостями, частично заполненными идеальной жидкостью, и линейной теории тонкостенных стержней построена общая математическая модель динамики упругого стержня с присоединенным резервуаром, содержащим жидкость. Сформулированная спектральная задача о собственных колебаниях данной механической системы решена методом декомпозиции. С помощью метода Ритца исходная задача сведена к анализу обобщенной алгебраической проблемы на собственные значения. Приведенные результаты расчетов частот и форм колебаний продемонстрировали эффективность предложенного подхода.