ИСТИНА

Проект направлен на исследование акустических взаимодействий и трансформации акустических волн в средах с неклассическими типами нелинейности. Под классической подразумевается квадратичная нелинейность, под неклассической – модульная, квадратично кубичная нелинейности, другие нестепенные типы, а также амплитудно-зависимые диссипативные и дисперсионные эффекты, гистерезис. Подобное поведение характерно для многих природных и искусственно созданных материалов, содержащих трещины, дефекты, включения, внутреннюю структуру. Примерами являются различные осадочные породы, возникшие в результате переработки минеральных и органически веществ, строительные армированные материалы и бетоны, многофазные среды. С другой стороны, подобные неклассические модели могут использоваться как аналоги с качественно близким поведением классических квадратично-нелинейных сред для построения точных и приближенных аналитических решений для случая, когда исходная постановка этого сделать не позволяет. В Проекте будут предложены новые модели сред с неклассическими нелинейностями, пригодные для неодномерного (двумерного и трехмерного) случая. На их основе будут рассчитаны акустические поля в слоистых средах с неклассическими нелинейностями, найдены решения для поверхностных и граничных волн, локализованных вдоль границ раздела бимодульных сред. Будут получены дисперсионные уравнения, глубины локализации, изучена трансформация временного профиля волны, в котором будут образовываться разрывы. Будет изучена эволюция временных профилей и поперечной структуры ограниченных акустических пучков, распространяющихся в бимодульной среде и средах с амплитудно-зависимыми диссипацией и дисперсией. Будут аналитически решены задачи дифракции интенсивной волны на амплитудно-фазовом экране с различными масштабами неоднородности в бимодульной среде.Будет исследовано распространение акустических волн и пучков в неньютоновских жидкостях, а также особенности радиационного воздействия и самовоздействия волн в них. 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. 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.

he Project is aimed at studying acoustic interactions and transformation of acoustic waves in media with non-classical types of nonlinearity. Under the classical nonlinearity it is assumed the quadratic one, under non-classical – modular, quadratic-cubic nonlinearity, non-power-law and other types, as well as amplitude-dependent dissipative and dispersive effects, hysteresis. This behavior is typical for many natural and artificial materials containing cracks, defects, inclusions, internal structure. Examples are various sedimentary rocks resulting from the processing of mineral and organic substances, reinforced construction materials and concretes, multiphase media. On the other hand, such non-classical models can be used as analogues with qualitatively similar behavior of classical quadratic-nonlinear media for the construction of accurate and approximate analytical solutions for the case when the initial formulation does not allow this. The Project will propose new models of media with non-classical nonlinearities, suitable for non-dimensional (two-dimensional and three-dimensional) case. Based on these models acoustic fields will be calculated in layered media with non-classical nonlinearities. Solutions for surface and boundary waves localized along the boundaries of the bimodule media will be obtained. Dispersion equations, localization depths will be obtained, and the transformation of the time wave profile in which discontinuities will be formed will be studied. The evolution of time profiles and the transverse structure of bounded acoustic beams propagating in a bimodule medium and media with amplitude-dependent dissipation and dispersion will be studied. The problems of intense wave diffraction on the amplitude-phase screen with different scales of inhomogeneity in a bimodule medium will be solved analytically. The propagation of acoustic waves and bounded beams in non-Newtonian fluids, as well as the features of radiation exposure and self-action of waves in them, will be investigated. Studies of media with complex internal structure and frequency-dependent response can be applied in a number of applications. We note the hydroacoustic and geophysical problems associated with the remote study of the structure and parameters of bottom sediments on the shelf, soils and soils, rocks, the deep structure of the Earth. For example, bottom sediments often contain gas bubbles, leading to a sharp increase in nonlinear interactions. The formation of these sediments, associated with the processes of organic decomposition, leads to non-classical determining relations between stresses and strains, the presence of frequency dependence, viscoelasticity and relaxation effects. Soils also exhibit strong viscoelastic and thixotropic properties associated with the threshold behavior of the medium depending on the amplitude of the external influence. In the study of deep layers of the earth's crust is necessary to describe the molten igneous rocks, also belonging to the category of viscoelastic, i.e. showing the properties of both liquid and elastic bodies. Study of acoustic phenomena in the fluid with bubbles is important for number of technological applications, for example, sparging, for the intensification of transfer processes of fermentation. Acoustic waves can be used as a means of monitoring processes, for example, boiling, and as an additional control factor or catalyst. Models of viscoelastic media also describe the properties of biological materials such as blood or muscle tissue.