ИСТИНА

Проект направлен на исследование нелинейных явлений в неклассических средах с сильным частотно-избирательным и резонансным откликом на внешнее воздействие. Такой отклик может быть обусловлен внутренней структурой, например, наличием сильно сжимаемых включений. Примером являются неньютоновские жидкости с газовыми пузырьками. Вдали от резонанса такую жидкость можно описывать как однородную с эффективными параметрами; акустические явления в ней хорошо изучены. Однако в условиях сильной дисперсии вблизи резонанса могут наблюдаться новые необычные особенности нелинейных взаимодействий и обмена энергией между гармониками. Вблизи резонанса возрастает поглощение и нарушаются условия синхронизма; при этом могут «обрываться» обычные каналы нелинейного взаимодействия. В результате нарушение синхронизма может способствовать уменьшению нелинейных потерь акустической волны и ее распространению на большие расстояния. Другим примером сред с частотно-зависимым откликом являются неньютоновские жидкости, в том числе сильно вязкие среды с релаксацией тензора вязкоупругости. При наличии в среде внутренней структуры, например, связей между частицами типа полимерных цепей, распространение волны будет зависеть от ее амплитуды. Поскольку воздействие на среду может носить пороговый характер, при превышении предельного уровня амплитуды связи между частицами будут рваться, что приведет к изменению эффективных параметров среды и характеристик волны. При распространении в таких средах акустических пучков, в том числе сфокусированных, могут наблюдаться новые эффекты, связанные с активным воздействием на среду и самовоздействием пучков. Исследования сред со сложной внутренней структурой и частотно-зависимым откликом могут найти применение в ряде прикладных задач. Отметим гидроакустические и геофизические задачи, связанные с дистанционным исследованием структуры и параметров донных осадков на морском шельфе, грунтов и почв, горных пород, глубинного строения Земли. Например, донные осадки зачастую содержат газовые пузырьки, приводящие к резкому усилению нелинейных взаимодействий. Формирование этих осадков, связанное с процессами разложения органики, приводит к неклассическим определяющим соотношениям между напряжениями и деформациями, наличию частотной зависимости, эффектам вязкоупругости и релаксации. Грунты и почвы также проявляют сильные вязкоупругие, а также тиксотропные свойства, связанные с пороговым характером поведения среды в зависимости от амплитуды внешнего воздействия. При исследовании глубоких слоев земной коры необходимо описывать расплавленные магматические породы, также относящиеся к категории вязкоупругих, т.е. проявляющих свойства как жидких, так и упругих тел. Отдельно необходимо отметить проблему описания акустических явлений в области фазовых переходов (например, изменения вязкоупругих параметров при переходе жидкость - твердое тело, релаксационные процессы в конденсированных растворах). Исследования акустических явлений в жидкости с пузырьками важно и для ряда технологических приложений, например, барботажа, для интенсификации процессов переноса, ферментации. Акустические волны могут использоваться и как средство мониторинга процессов, например, кипения, так и в качестве дополнительного управляющего фактора или катализатора. Модели вязкоупругих сред описывают и свойства таких биологических материалов, как кровь или мышечная ткань. Развитие теории нелинейных акустических явлений позволит усовершенствовать методы ультразвуковой экспресс-диагностики крови и диагностики и терапии биотканей.