Санкт-Петербургский Акустический семинар продолжает регулярную работу. Заседания семинара проходят в традиционное время (вторник 18.30 - 20.30) в конференц-зале Института Проблем Машиноведения
(Васильевский Остров, Большой проспект, 61). Ниже приводятся  названия докладов и краткие авторские аннотации.
 
 

23 ноября 2010г. М.Б. Бабенков. Сравнительный анализ различных вариантов уравнений связанной задачи термоупругости
 

Для уравнений связанной задачи термоупругости гиперболического типа (с учетом и без учета диссипации и релаксации теплового потока) выполнено сравнение графиков зависимости волнового числа и характеристики скорости затухания колебаний от частоты, проведено сравнение с аналогичными графиками классической модели. Построены зависимости для параметров реальных веществ. Определена область физической применимости.
 

16 ноября 2010г. Ю.А.Соловьева, Д.П.Коузов. Решение задачи о движущемся источнике и его применение в теории дифракции.
 

Рассматривается задача об источнике, возникающем в начальный момент времени и движущемся прямолинейно со скоростью звука. Находится поле, возбужденное данным источником.
 

9 ноября 2010г. Илья Израилевич Блехман. Об осцилляционной стрободинамике.

Предлагается общий подход к решению задачи о высокочастотном воздействии на динамику процессов в механике, электродинамике, химии, биологии, социологии. Подход состоит в переходе от "обычной" динамики к динамике лишь для медленной составляющей изменения вектора состояния. Именно эта составляющая представляет обычно наибольший интерес. Такую преобразованную динамику и предлагается называть осцилляционной стрободинамикой (ОС). Можно сказать, что ОС - это динамика для наблюдателя, видящего процесс в стробоскопическом освящении или через грубые очки. ОС значительно отличается от "обычной" динамики, она значительно проще, ибо не содержит избыточной информации. В ОС не действуют обычные законы сохранения. Приводится общая схема получения уравнений ОС и многочисленные примеры из различных областей знания.
 

26 октября 2010г.Шубин Сергей Николаевич. Конечно-элементное моделирование и анализ прохождения упругих волн в волноводе с включением в осесимметричной постановке.

Рассматривается акустический волновод с включением. На практике в роли волновода могут выступать системы трубопроводов, в качестве включения - различного рода отложения. Так, например, при использовании газопроводов лежащих на дне моря, в условиях пониженных температур и большого давления, на стенках трубы могут образовываться гидраты, что приводит к снижению пропускной способности, а иногда и к полной закупорке газопровода. Вследствие этого, определение местоположения и параметров включения является задачей, вызывающей повышенный интерес. Цель работы - выявление особенностей прохождения плоской осесимметричной волны в цилиндрической трубе, заполненной идеальной сжимаемой жидкостью, через включение. В качестве метода исследования выбран численный метод конечных элементов, реализованный в программной системе LS-DYNA. При решении нестационарной задачи распространения акустических волн находятся распределения давления во времени. Определяется перестройка волнового фронта, появление отраженной и прошедшей через включение волн. На базе численных экспериментов предложена одномерная модель, качественно описывающая эффекты, возникающие в более сложных трехмерных постановках. Анализ данной модели позволил создать алгоритм, определяющий геометрические размеры включения исходя из распределения спектральной плотности отраженной и прошедшей волн.
 

19 октября 2010г. Гилёв Евгений Евгеньевич. Моделирование колебаний подводного трубопро-вода вследствие волнения поверхности воды.

Проблема всплытия подводных трубопроводов известна с 70-х го-дов 20 века. Некоторые из них были катастрофические. Трубопроводы, придонные или частично и полностью погруженные в подводные тран-шеи, имеют возможность всплытия вследствие разжижения грунта во-круг трубы, особого явления, происходящего под воздействием дли-тельного гидродинамического воздействия. В данном случае рассматривается двумерная задача о гидродина-мическом воздействии стоячей волны на подводный трубопровод, раз-мещенный в траншее, засыпанной грунтом. Пучность волны совпадает с серединой траншеи и осью трубопровода. Фронт волны параллелен на-правлению траншеи. Взаимодействие трубопровода с грунтом в траншее описывается с помощью элемента с упругой линейной связью и элемента сухого тре-ния. Грунт описывается моделью "тяжёлой" жидкости. Также рассмат-ривается подход моделирования грунтовой пористой среды как среды Био. Задача численного моделирования состоит в настройке модели, объясняющей всплытие трубы под длительным периодическим воздей-ствием. Используется мультидисциплинарный подход для моделирования. Решаются связанные гидродинамическая задача и задача теория упру-гости. Для среды Био решаются связанные задачи теории фильтрации и теории упргугости. Моделирование проводится методом конечных элементов и реали-зовано в системе конечно-элементного моделирования COMSOL. Для моделирования движения жидкости используется Лагранжев подход с движущимися сетками.
 

5 октября 2010г.!!!Выездное заседание семинара!!! !!!Время: 17:30!!! Марина Геннадьевна Жучкова (СПбГМТУ), Даниил Петрович Коузов (СПбГМТУ, ИПМаш РАН) Рассеяние изгибно-гравитационных волн на сосредоточенных препятствиях в плавающей пластине. Исследуются периодические волновые процессы в тонкой упругой пластине, плавающей на поверхности несжимаемой жидкости. Пластина целиком покрывает свободную поверхность жидкости и совершает изгибные колебания, сопутствующие гравитационным волнам. Режим свободных колебаний пластины нарушен вдоль некоторой прямой или набора параллельных прямых. Изучается прохождение и отражение изгибно-гравитационной волны, набегающей под прямым углом на сосредоточенные препятствия в пластине. Находятся точные аналитические выражения для изгибного поля в пластине и волнового поля в жидкости, коэффициенты прохождения и отражения набегающей волны. Получены аналитические представления полей в двух предельных случаях мелкой и бесконечно глубокой воды. Сначала рассматривается общая схема исследования при наличии произвольных сосредоточенных препятствий в пластине. Затем, в качестве иллюстрации общей схемы решения, используются три типа препятствий: жесткий задел, скользящий задел и бесконечно тонкая трещина. По полученным явным выражениям численно рассчитываются коэффициенты прохождения и отражения, прогиб пластины, внутренние усилия в каждом закреплении пластины. Выясняются условия применимости приближений мелкой и бесконечно глубокой воды. Адрес: Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения (ПГУПС), Московский пр., 9, кафедра прикладной математики, ауд. VII-515.!!!Встреча у проходной!!! Проезд: ст. м. Сенная площадь, Садовая.
 

21 сентября 2010г. Алексей Алексеевич Локтев. Динамический контакт ударника и тонких тел с учетом волновых процессов.

Представляемая работа посвящена математическому моделированию ударного взаимодействия ударника и пластинки, которые обладают различными реологическими свойствами. Динамическое поведение мишени описывается волновыми уравнениями, учитывающими поперечный сдвиг и инерцию вращения поперечных сечений и позволяющими моделировать процесс распространения упругих волн после удара. Основными целями работы являются: установление законов деформирования и повреждения материалов, разработка методов постановки и решения краевых задач для прогноза поведения деформируемых твердых тел при динамических воздействиях, исследование ударного взаимодействия твердых тел с пластинками и оболочками с учетом волновых явлений, изучение влияния упругих, вязкоупругих, нелинейно упругих, упругопластических, термоупругих и анизотропных свойств материала мишени и ударника на динамические характеристики контактного взаимодействия, исследование влияния буфера, помещаемого между контактирующими телами, на динамические характеристики удара. Также в работе исследуется возможность использования такого буфера в качестве средства противоударной защиты, изучается влияния предварительных напряжений мишени на процесс распространения волновых поверхностей в ней и на динамические характеристики удара, создается методика расчета конструкций на ударное воздействие, которая может учитывать различные физические и геометрические свойства соударяющихся тел, на основе использования аналитических и численных методов. Для решения поставленной задачи используется два подхода. Один для определения скоростей упругих волн - заключающийся в синтезе лучевого метода и метода сращивания асимптотических разложений, полученных для малых времен в зоне контакта и вне ее. При взаимодействии ударника с пластинкой, в последней образуется контактная область и начинают распространяться упругие волны, представляющая собой поверхности сильного разрыва. За фронтами этих волн решения строятся в виде многочленных лучевых разложений, коэффициентами которого служат скачки производных по времени от искомых функций различных порядков. Второй подход состоит в записи определяющей системы уравнений в пространстве изображений, в котором для определения неизвестных перемещений точек мишени и нагрузки в зоне контакта применяются разложения искомых величин в ряды по полиномам Лежандра [2] с неизвестными коэффициентами. Для их определения используются ряды Лорана, записанные вблизи необходимой точки мишени.
 
 

27 апреля 2010г. М.Д. Cтерлин. Динамика структурно-фазовых переходов в твердом теле при физико-химических воздействиях. Санкт-Петербургский государственный университет, мат-мех

Изучается взаимодействие волновых механических процессов с процессом связывания скелетом тела диффундирующей примеси. Упругие характеристики материала динамически пересчитываются в зависимости от концентрации связанной части примеси в каждой точке. Показано, что петлеобразный характер локальной диаграммы напряжений не всегда говорит о фазовом переходе в окрестности точки. Даны приложения к водородному охрупчиванию металлов.
 
 
20 апреля 2010г. Е.А.Иванова. О двух подходах к определению материальной производной.

В докладе проводится сравнение двух определений материальной производной. Одно из определений ? это то определение, которое традиционно используется в работах по гидродинамике, второе - предложенное П.А.Жилиным. Будут рассмотрены несколько элементарных задач, на примере которых будут сравниваться оба определения.
 
 
13 апреля 2010 г. C.Н. Гаврилов, Е.В. Шишкина. Динамический и квазистатический подходы в механике фазовых превращений.

При помощи двух подходов (динамического и квазистатического) исследуются динамические процессы в одномерном упругом теле из материала, способного претерпевать фазовые превращения. Используется модель материала с невыпуклой энергией деформации: зависимость напряжения от деформации кусочно-линейна и содержит "падающий" участок. Показано, что только для системы с сильной диссипацией квазистатическое решение является предельным случаем динамического.
 
 
6 апреля 2010 г. Олег Викторович Солдатенко. Активное гашение звука в трубе

Рассматривается задача распространения звука в трубе, где имеются микрофоны, которые регистрируют амплитуду волны. Эти данные обрабатываются. Далее волна возбуждается с помощью динамиков. Задача состоит в том, чтобы погасить звук.
 
 
30 марта 2010г. Выездное заседание!!! в 17.30!!! Выездное заседание Акустического семинара состоится в Петербуржском Государственном Университете Путей Сообщения (ПГУПС) в 17.30 по адресу Фонтанка 111, каф. Прикладная механика, тел. 4578773 или 89119906752 Даниил Петрович Коузов. О влиянии силы тяжести на волновые процессы в идеальном газе.

Рассматривается простейшая баротропная энергетически замкнутая модель упругих колебаний идеального газа в однородном поле тяжести. Выясняется, к каким особенностям волновых процессов приводит наличие силы тяжести.
 
 
23 марта 2010 г. Владимир А.Топунов. Поверхностные акустические волны во вращающемся твердом теле.

Характеристики ПАВ зависят от скорости вращения среды распространения. Этот эффект возникает потому что, на частицы массой m колеблющиеся со скоростью v при вращении тела со скоростью ? действует сила Кориолиса m∙2[?v]. В оптике аналогичный эффект называется эффектом Фарадея [1]. Эффект Фарадея заключается в том что, скорость и поляризация света в веществе зависят от величины приложенного магнитного поля. Этот эффект возникает потому что, на электроны вещества заряда q, движущиеся со скоростью v в магнитном поле B действует сила Лоренца q∙[v B]. В данной работе рассматриваются два метода анализа данного эффекта. Первый заключается в численном решении уравнений ПАВ в сплошной среде. Второй заключается в анализе действия силы Кориолиса на колеблющуюся частицу. В работах [1-2] эффект оценивается только по изменению скорости ПАВ. Согласно [1-2] максимальное изменение скорости ПАВ достигается при вращении вокруг нормали к сагиттальной плоскости. В этом случаи, сила Кориолиса будет действовать по радиусу кривизны траектории движения частицы. Это действие будет приводить к изменению жесткости материала и скорости волны соответственно. С другой стороны, согласно [2], минимальное изменение скорости ПАВ достигается при вращении вокруг направления распространения ПАВ. В этом случаи, сила Кориолиса будет перпендикулярно сагиттальной плоскости. Это действие будет приводить к отклонению плоскости колебаний от сагиттальной плоскости. В результате появится дополнительная компонента смещения, а так же изменение направления переноса энергии волной. Данные предположения подтверждаются соответствующими численными расчетами. Библиографический список 1. Y. Lao. Gyroscopic effect in surface acoustic waves. // IEEE Untrasonic symposium, 1980 2. Huiyu Fang, Jiashi Yang, Qing Jiang. Surface Acoustic Waves propagating over a rotating piezoelectric Half-Space. // IEEE Transactions on ultrasonic, ferroelectrics and frequency control, vol. 8, ©4, July, 2001
 
 
16 марта 2010 г. Андрей Андреевич Ахматов. О проблемах проектирования транспортных магистралей в условиях населенных территорий. президент Восточно-Европейской Ассоциации Акустиков

Развитие дорожной сети в последнее время как в городах. так и в пригородных зонах порождает ряд экологических проблем. В целом по России почти 35 миллионов жителей вынуждены испытывать постоянный акустический дискомфорт, и в основном из-за некорректного проектирования и строительства транспортных магистралей. В постановлении Главного санитарного врача РФ Г.Г. Онищенко от 23 марта 2005г за ©10 прямо указывается что автотранспорт создает на 80% территории городов акустический дискомфорт, в результате чего санитарно-гигиенические нормы превышаются на 5-30 дБА, доля населения проживающего в таких условиях в зависимости от величины города составляет от 20 до 60%. По этим данным можно сделать вывод о том, что ошибки в градостроительстве и проектировании транспортных потоков уже привели к таким результатам, при которых в крупных городах России - Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде и других, уровень шума достиг угрожающих для жизни размеров (эквивалентные уровни звука достигают в среднем 73-83 дБА, а максимальные 90-95 дБА) и продолжают с каждым годом расти. Виной этому является непродуманная градостроительная политика, фактическое отсутствие перспективного с экологической точки зрения планирования транспортных потоков, неудержимое стремление проектировщиков и строителей экономить именно на внедрении экологических мероприятий при строительстве дорог. По некоторым данным, на мероприятия по акустической защите населения от неблагоприятного воздействия транспортных магистралей расходуется всего около 2% общей сметной стоимости их строительства. В настоящее время основными нормативными документами, регламентирующими допустимые уровни шумового воздействия на жилые массивы и применяемыми в процессе проектирования транспортных потоков являются санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562.-96; строительные нормы и правила СНиП 23-03-2003. Методы оценки шумового загрязнения населенных территорий регламентируются стандартами ГОСТ 31296-2005 Шум. Описание, измерение и оценка окружающего шума ( в двух частях) и рядом других нормативных документов, касающихся проблемы шумового загрязнения окружающей среды. Кроме того, на шумозащитные устройства (акустические экраны) существует государственный стандарт ГОСТ Р 51943-2002 (Экраны акустические для защиты от шума транспорта). Однако при проектировании транспортных потоков разработчиками допускаются ряд принципиальных ?ошибок?. Прежде всего странным является нормирование эффективности акустических экранов с использованием только псофометрических единиц дБА. В то время как санитарными нормами предусматривается основное нормирование в октавных частотных полосах, а норма уровня звука (дБА) является лишь ориентировочной характеристикой шумозащиты. Еще одно несоответствие с особенностями психоакустического восприятия шума состоит в том, что, строго говоря, псофометрическая кривая ?А? и соответственно уровень звука, выраженный в единицах дБА, как следует из кривых равной громкости, соответствует уровню громкости шума порядка 30 дБ. При реально существующих уровнях громкости 45 ? 80 и более дБ, при оценке психофизического воздействия на органы слуха человека следует применять псофометрические фильтры ?В? или даже ?С?.
 
 
9 марта 2010г. Алексей Николаевич Соколов. Расчет сопротивлений упругих элементов трубопроводов с жидкостью. ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова"

Рассмотрены некоторые подходы к расчету механических и акустических сопротивлений гибких вставок с учетом обмена колебательной энергией между жидкостью и структурными элементами. Полученные аналитические решения сравниваются с конечно-элементой моделью на базе ANSYS. Описан метод экспериментального определения искомых параметров
 

Организаторы семинара приглашают членов ВАА и всех акустиков к участию в
семинаре. Заявки на доклад могут быть сообщены  по электронной почте:
g.filippenko@gmail.com