Научный совет РАН по акустике

Хроника
Сессия Научного совета РАН по акустике
"Современные направления акустики:
перспективы и приложения"

4-5 октября 2005 г. в Санкт-Петербурге, в ЦНИИ имени акад. А.Н.Крылова состоялась очередная Сессия Научного совета РАН по акустике, посвященная обзору современного состояния, перспективам фундаментальных исследований и приложений акустики. В сессии участвовали члены Совета и приглашенные специалисты в области акустики из научных и образовательных организаций Москвы, Санкт-Петербурга, Саратова. Были представлены доклады по музыкальной и архитектурной акустике, психоакустике, применению акустических диагностических методов в физических исследованиях и дефектоскопии, акустической океанологии и гидроакустики, а также доклады, посвященные перспективам лазерной акустики и проблемам акустического загрязнения окружающей среды.

И.А.Алдошина

В докладе И.А. Алдошиной (Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. М.А.Бонч-Бруевича) "Музыкальная акустика в России: история и перспективы" отмечены основные этапы развития этой области акустики, указаны перспективные направления современных исследований. Именно, в передовых мировых научных центрах ведутся разработки физических моделей как классических, так и новых электронных инструментов, создаются трёхмерные компьютерные акустические модели концертных залов (т.н. аурализация), развивается новое направление - коммуникационная акустика - связанное с широким кругом вопросов восприятия и обработки звуковых сигналов слуховой системой человека. Участие России в этом исследовательском процессе неуклонно сокращается. Сегодня в стране не осталось ни одного специализированного исследовательского учреждения в области музыкальной акустики, эта дисциплина осталась в рамках программы преподавания в ряде вузов, а последний учебник по музыкальной акустике в нашей стране издан в 1954 году.

П.Н.Кравчун

В докладе П.Н.Кравчуна (Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова) "Архитектурная акустика - российские перспективы" освещалось сегодняшнее положение дел в архитектурной акустике концертных и театральных залов. Особенность современной российской ситуации в том, что в числе вновь вводимых в строй залов велика доля реконструируемых объектов, а при реконструкции зала акустик зачастую решает более сложные задачи. Еще одна особенность российской акустической практики заключается в жестких строительных нормах, задающих существенно меньшие времена реверберации, чем это принято в практике других стран-лидеров в этой области. Таким образом, наши ведущие залы традиционно страдают "переглушенностью". Решения проблемы качества акустических помещений могут быть самыми разнообразными - начиная с акустически трансформируемых залов и заканчивая электронной архитектурой. Залы трансформируемого объема в России - пока редкость. Совсем свежие решения - Большой концертный зал в Казани (1997), зал мемориальной синагоги в комплексе на Поклонной горе (1998) и Большой зал Московского международного дома музыки (2003). В докладе была отмечена основная тенденция современных разработок специалистов - стремление максимально использовать компьютерное моделирование при проектировании акустических помещений. Рассмотрены перспективы перехода от распространенных алгоритмов лучевых моделей к волновым алгоритмам в программах архитектурной акустики.

Ю.А.Ковалгин

В докладе Ю.А.Ковалгина (Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. М.А.Бонч-Бруевича) "Психоакустика и компрессия цифровых аудиоданных" дан обзор развития быстро развивающейся области - цифровой передачи звуковых сигналов. В силу присущей первичным студийным звуковым каналам значительной избыточности вопросы компрессии цифровых аудиоданных очень актуальны. Выделены особенности наиболее актуальных в телевидении и радиовещании алгоритмов сжатия аудиоданных. Современные алгоритмы основываются на новых способах модуляции фазы и амплитуды сигналов, широко используют субполосное кодирование, а также применяют модели звукового восприятия. Применение современных психоакустических моделей позволяет значительно снизить скорости передачи потока аудиоданных.

На сессии было уделено внимание исследованиям на стыке физической акустики и физики твердого тела.

Е.В.Чарная

Е.В.Чарная (Санкт-Петербургский государственный университет) выступила с докладом "Применение акустических методов для исследования фазовых переходов и релаксационных явлений в кристаллах и нанокомпозитах". В докладе отмечалось, что акустические методы вообще являются эффективным инструментом изучения фазовых переходов, в особенности, переходов, которые сопровождаются непосредственно деформацией кристаллической решетки (например, в сегнетоэластиках). В области такого перехода происходит существенное уменьшение скорости сдвиговой акустической моды, а температурная зависимость поглощения испытывает аномалию. Акустические методы являются информативными при исследовании суперионных кристаллов, для которых в зависимости от степени ионной подвижности возникает аномалия в поглощении акустических волн в том или ином частотном диапазоне. В докладе отмечалось, что в настоящее время большой интерес привлекают различные наноструктурированные материалы (пример такого материала - синтетический нано-пористый опал с индиевым наполнителем). Акустическими методами можно наблюдать гистерезис между плавлением и кристаллизацией, сдвиг обоих процессов в сторону более низких температур по сравнению с обычными для индия температурными диапазонами, изучать обратимость процессов плавления и кристаллизации. Было также отмечено, что такого рода исследования дают интересную информацию о структурной перестройке металлов.

В.В.Петров

В докладе В.В.Петрова (Саратовский государственный университет) "Методы высокочастотной акустики для исследования микропрофилей поверхностей и диагностики скрытых дефектов" освещались проблемы, связанные с применением высокочастотного ультразвука (до 1 ГГц) для визуализации высокого разрешения, в т.ч. для трёхмерной визуализации микропрофиля поверхности и диагностики подповерхностных дефектов. Рассматривались особенности конструирования акустических зондов для систем ультразвуковой визуализации. Характеристики зондов могут быть существенно улучшены за счет особой геометрии пары "излучатель-зрачок линзы" и применения многослойной согласованной конструкции пьезоэлектрического излучателя. Дан подробный обзор экспериментальных результатов, полученных с использованием новых фазовых методов формирования акустического изображения. Показано, что методами акустической микроскопии эффективно решается ряд задач в области технической диагностики, криминалистике.

Вопросы технической акустики, гидроакустики и акустической океанологии традиционно входят в повестку дня сессий Научного совета.

Н.В.Тюрина

Доклад Н.И.Иванова и Н.В.Тюриной (Санкт-Петербургский Балтийский государственный технический университет "Военмех" им. Д.Ф.Устинова) "Проблема акустического загрязнения окружающей среды" представлял результаты исследований вопросов акустического загрязнения окружающей среды. Сегодня более 50% населения больших городов России живёт в условиях окружающего шума, превышающего норму. Основными источниками акустического загрязнения является транспорт (автомобильный, железнодорожный и другие его виды), а также стационарные источники шума (компрессоры, производственные комплексы и т.п.). Соответственно, емким и весьма конкурентным является рынок шумозащитных экранов различных типов. В зависимости от необходимого уровня защиты экраны выполняются из металлических, пластиковых, асбестобетонных, деревянных панелей; предлагаются принципиально новые конструкции.

В.Б.Жуков

В докладе В.Б.Жукова (ЦНИИ "Морфизприбор") "Современное состояние разработки гидроакустических приборов" изложена история развития российских разработок в области гидроакустики, охарактеризован их современный научный потенциал. Основная часть доклада была посвящена проблемам конструирования гидроакустических антенных устройств, пьезоэлектрических приёмников и излучателей. Автор привёл классификацию таких устройств и отметил их основные особенности. Было отмечено, что научные исследования в этой области направлены на создания чувствительных, помехоустойчивых и широкополосных антенн нового поколения. Создаются испытательные комплексы и натурные стенды для измерений воздействий на гидроакустические приборы со стороны механических нагрузок, влияния пониженных и повышенных температур, гидростатического давления.

А.Н.Серебряный

А.Н.Серебряный (ГНЦ РФ "Акустический институт имени Н.Н.Андреева") выступил с докладом "Исследование процессов в море с помощью акустического допплеровского измерителя течений (ADCP)". Отмечалось, что подобные измерительные системы в настоящее время является популярными в мировой акустической океанологии, активно используется океанологическими экспедициями и позволяет изучать наиболее детально многие динамические процессы в море. Прибор даёт возможность определять скорости течений - как горизонтальную, так и вертикальную составлющие, измерять траекторию течений, имеет ряд эффектных режимов визуализации. Докладчик привел результаты исследований, выполненных в прибрежной зоне Чёрного и Японского морей, отметил перспективность таких исследований.

А.Б.Майзель

В докладе А.Б.Майзеля (ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова) "Достижения и перспективы судовой акустики" охарактеризованы основные направления современных научных исследований в области корабельной акустики - программирование акустических характеристик судов, создание малошумных механизмов и гребных винтов, создание различных средств виброшумоизоляции, выявление источников шума, уменьшение вредного воздействия шумов на экипаж. Результатом разработок являются методики и программы расчёта и прогнозирования акустических характеристик подводных и надводных кораблей.

С.В.Егерев

В докладе С.В.Егерева (ГНЦ РФ "Акустический институт имени Н.Н.Андреева") "Лазерная акустика в России и в мире" речь шла об оптоакустических исследованиях в "макро-" и "микро-" масштабах. "Макроскопическая" оптоакустика связана с лазерной генерацией звука в природных средах - океане и атмосфере в интересах диагностики, связи и других приложений. Такие исследования активно велись в СССР и США в 70-е 80-е годы. Сегодня лидерство переходит к научным центрам в Даляне и Циньдао (КНР). Успешное развитие и практическая реализация идей "макроскопической" оптоакустики будет зависеть от совершенствования лазерной техники, перехода к более компактным, но достаточно мощным лазерным установкам. "Микроскопическая" оптоакустика находит применение в анализе веществ в малых объемах, в медицинской диагностике, подповерхностной визуализации и других задачах. В этой области исследовательские российские группы равноправно и плодотворно сотрудничают с мировыми научными центрами. Подробно рассмотрен пример применения оптоакустики для обнаружения следовых концентраций наночастиц в суспензиях медицинского назначения, эти работы достаточно давно ведутся в нашей стране и сейчас находят всемирное признание.