Визначення акустичної радіаційної сили, що діє на тверду сферичну частинку в пружній трубі з рідиною

Acoustic radiation force effect upon a rigid spherical particle placed in the thin elastic tube is studied. The problem of determination of the acoustic radiation forces acting on an obstacle in an ideal liquid is formulated with respect to the Lagrange coordinate system. Thus, the radiation pressure is defined as time-averaged value of the acoustic pressure over the obstacle surface. This approach is adequate if, at determining of the acoustic pressure in a fluid, the deviation of the pressure from the harmonic law in time domain is taken into account in the obstacle vicinity. An action of the acoustic radiation force on the rigid spherical particle placed in the thin tube with elastic wall is studied here for the case of the incident plane sound wave propagating along the tube axis. Model is developed to describe the response of the system consisting of the compliant infinite thin circular cylindrical tube filled with the ideal compressible liquid and rigid spherical body which is immovable and located on the tube axis under the plane wave propagating along the tube axis. The problem of the hydrodynamic characteristics determination is reduced to the solution of the infinite system of algebraic equations that can be solved by the reduction method. The formula for the acoustic radiation force calculation is derived to characterize the force acting upon rigid spherical particle in the thin compliant elastic cylindrical tube. Pages of the article in the issue: 38 - 41 Language of the article: UkrainianРозглянуто випадок поширення у вузькій циліндричній трубі плоскої поздовжньої звукової хвилі, в якій складові руху рідини, паралельні осі труби, мають значно більшу кінетичну енергію ніж складові, перпендикулярні осі труби. Дослідження дії акустичної радіаційної сили звукового поля на тверду сферичну частинку в заповненій ідеальною рідиною тонкостінній пружній циліндричній трубі проведено у два етапи: перший – розв’язання лінійної задачі розсіяння первинної хвилі на перешкодах; другий – обчислення гідродинамічних сил, які діють на сферичну частинку, з наступним осередненням їх в часі. Виведено формулу для обчислення акустичної радіаційної сили для такого випадку

Взаємодія системи сторонніх об’єктів у рідині, обумовлена силами акустичного випромінювання

The problem of interaction of two foreign bodies placed in a liquid in an acoustic field propagating along the line connecting the bodies is under investigation. An approach is elaborated to characterize the interaction between the bodies caused by the acoustic radiation forces that are the time-constant components of hydrodynamic forces acting upon the bodies located in the outer liquidmedium. For example of the method application, propagation of the plane acoustic wave along the center line of two liquid spherical drops placed into a space filled with another liquid is under investigation. Study of the acoustic radiation forces is performed in the frame of two-step procedure. The first step comprises solution of the linear problem of incident wave diffraction on the bodies.The problem is solved by the variable separation method. To satisfy the boundary conditions on spherical surfaces, the expansion of the incident and reflected wave potentials over the spherical wave functions are used. The second step is calculation of the hydrodynamic forces acting upon each body followed by time averaging of forces determined. The analytical formula for the acoustic radiation force calculation is derived for the case under consideration.It is established that value of the acoustic radiation force affecting each liquid drop depends significantly on the incident wave frequency, densities, speed of sound in the outer and internal liquid as well as on the radius and distance between drops. Pages of the article in the issue: 104 - 107 Language of the article: UkrainianРозглянуто задачу про взаємодію двох сторонніх об’єктів, розташованих у рідині в полі акустичної хвилі, яка поширюється вздовж лінії розташування цих тіл. Узагальнено метод розв’язання задачі, який полягає у дослідженні лінійної задачі розсіювання первинної хвилі на сторонніх об’єктах, обчисленні гідродинамічних сил, які діють на кожний об’єкт, з наступним осередненням їх в часі. В рамках цього підходу виведено формулу для обчислення акустичної радіаційної сили (АРС) для випадку, коли сторонні тіла є краплями рідини, що розташовані в зовнішній рідині. Досліджено вплив на акустичну радіаційну силу частоти падаючої хвилі, відстані між краплями, їх радіусів і фізичних параметрів рідин

Про взаємодію сферичних крапель рідини в радіаційному полі акустичної хвилі

Propagation of the plane acoustic wave along the center line of two liquid spherical drops placed into a space filled with another liquid is under investigation. An approach is elaborated to characterize the interaction between the liquid drops caused by the acoustic radiation forces that are the time-constant components of hydrodynamic forces acting upon the drops located in the outer liquid. Investigation of the acoustic radiation forces influencing the drops in the acoustic field is performed in the frame of two-step procedure. The first step comprises solution of the linear problem of incident wave diffraction on the drops while the second one is calculation of the hydrodynamic forces acting upon each spherical drop followed by time averaging of forces determined. The analytical formula for the acoustic radiation force calculation is derived for the case under consideration. Pages of the article in the issue: 61 - 64 Language of the article: UkrainianРозглянуто випадок поширення плоскої акустичної хвилі вздовж лінії центрів двох сферичних крапель рідини, які знаходяться в іншій рідині, що заповнює весь простір. Розроблено підхід, який дозволяє встановити характер взаємодії крапель, обумовлений дією на краплі акустичних радіаційних сил – сталих в часі складових гідродинамічних сил, що діють в рідині на краплі. Дослідження дії на краплі акустичних радіаційних сил звукового поля проведено у два етапи: перший – розв’язання лінійної задачі розсіювання первинної хвилі на рідких краплях; другий – обчислення гідродинамічних сил, які діють на кожну сферичну краплю, з наступним осередненням їх в часі. Виведено формулу для обчислення акустичної радіаційної сили для досліджуваного випадку

Dissipative Heating and Thermal Fatigue Life Prediction for Structures Containing Piezoactive Layers

A coupled dynamic problem of thermo-electro-mechanics for a layered beam is formulated based on the Kirchhoff–Love hypotheses. In the case of harmonic loading, a simplified formulation is given using the single frequency approximation and the concept of complex moduli. As an example, the problem of forced vibration of a three-layer sandwich beam (aluminium alloy core covered with piezoelectric layers) with hinged ends is solved in order to investigate the accuracy and applicability of the approximate monoharmonic approach and to study the self-heating caused by the electromechanical losses in piezoactive layers and the mechanical losses in electrically passive metal layer. The thermal fatigue life was estimated assuming that the structure fails if the temperature exceeds the Curie point for piezoceramics

Integrable Multicomponent Perfect Fluid Multidimensional Cosmology II: Scalar Fields

We consider anisotropic cosmological models with an universe of dimension 4 or more, factorized into n>1 Ricci-flat spaces, containing an m-component perfect fluid of m non-interacting homogeneous minimally coupled scalar fields under special conditions. We describe the dynamics of the universe: It has a Kasner-like behaviour near the singularity and isotropizes during the expansion to infinity. Some of the considered models are integrable, and classical as well as quantum solutions are found. Some solutions produce inflation from "nothing". There exist classical asymptotically anti-de Sitter wormholes, and quantum wormholes with discrete spectrum.Comment: 28 pages, LaTeX, subm. to Gen. Rel. Gra

Modeling of Crystallographic Texture Formation in Hot-rolled Sheets of Ferritic Steel

It is known that hot rolling of ferritic steel leads to formation of texture inhomogeneous through sheet thickness [1-3]. For analysis of processes, which induce formation of texture inhomogeneity, finite element method simulation of hot rolling was carried out at macro- and mesoscopic levels. Crystallographic texture is a sensitive indicator of plastic deformation process so it is possible to use it to assess the quality of the simulation. Simulated orientation distribution functions are in a good agreement with experimental result in central part of sheet (middle in thickness), but does not substantially correspond with it in outer layer. Reasons of these inconsistencies were analyzed and following were singled out: disconnection of texture with mechanical properties, possible operation of some other mechanism of deformation apart from crystallographic slip

Features of Formation of Crystallographic Texture in Cells of Spacing Grid at their Stamping

The structural and textural heterogeneity of thin-walled tubes of Zr-1% Nb alloy used for stamping of the cells of the spacing grid (SG) was studied. It was found, that structure and texture of thin-walled tubes corresponds to incomplete recrystallization. During the increasing of recrystallization degree, the variation of crystal structure parameters of Nb solid solution i

Оптимальний алгоритм фильтрации речевых сообщений при наличии опорного сигнала помехи

В роботі розглядається двоканальна вимірювальна система, в якій окрім зашумленого мовного повідомлення також спостерігається опорний шумовий сигнал. На основі математичного апарату калманівської фільтрації синтезовано оптимальний алгоритм спільної фільтрації мовного сигналу та параметрів формуючого фільтру завади. Оптимальний пристрій відповідно включає два канали, які взаємопов’язані між собою. Дослідження отриманого оптимального алгоритму було проведене в середовищі моделювання MathLab на реальному мовному сигналі. Аналіз розробленого алгоритму та його порівняння з адаптивний градієнтним алгоритмом компенсації завад за критерієм найменших квадратів проведено шляхом статистичного моделювання на ЕОМ. Синтезований алгоритм забезпечує у підвищенні відношення сигнал/шум після фільтрації 21-40 дБ.In this work we examine two-channel measuring system, in which we have a bearing noise signal besides a noisy speech signal. Basing on the mathematic apparatus of Kalman’s filtration, an optimal algorithm of speech signal and obstacle forming filter parameters common filtration was synthesized. An optimal device includes two channels associated with each other. The received optimal algorithm investigation there was carried out in the modeling environment Math Lab on the real speech signal. Analysis of developed algorithm and it’s comparison with an adaptive gradient algorithm of obstacle compensation, assessed with lesser squares criteria, performed with a statistic modeling on ECM. A relation signal-noise increasing benefit after filtration reaches 20-40 dB.В работе рассматривается двухканальная измерительная система, в которой кроме зашумленного речевого сигнала также наблюдается опорный шумовой сигнал. На основе математического аппарата калмановской фильтрации синтезировано оптимальный алгоритм общей фильтрации речевого сигнала та параметров формирующего фильтра помехи. Оптимальное устройство соответственно включает два канала, которые взаимосвязаны между собой. Исследование полученного алгоритма проводилось в среде моделирования MathLab на реальном речевом сигнале. Анализ разработанного алгоритма та его сравнение с адаптивным градиентным алгоритмом компенсации помех за критерием наименьших квадратов проведено путем статистического моделирования на ЕВМ. Синтезированный алгоритм обеспечивает увеличения соотношения сигнал/шум после фильтрации 20-40 дБ

Electrodeposition of Silicon from the Low-Melting LiCl-KCl-CsCl-K2SiF6Electrolytes

The possibility of silicon electrodeposition from the low-melting LiCl-KCl-CsCl-K2SiF6 electrolytes has been studied. The stability of a silicon-containing additive was studied by cyclic voltammetry, and the rate constant of the chemical reaction of SiF4 release at a temperature of 827 K was calculated. It is determined that the constants of velocity values in the melt based on eutectic composition are 2 orders of magnitude higher, which indicates a higher rate of formation of volatile compounds. Cyclic voltammetry was also used to study the electrochemical behavior of K2SiF6 in the melts under study. It was found that the silicon electroreduction at the cathode is not reversible and proceeds in one 4-electron reaction. The diffusion coefficient calculated by the Matsuda-Ayabe equation was 0.72·10-5 cm2·s-1 at temperature of 823 K. According to the obtained voltammograms, the parameters for the silicon electrodeposition were selected. At a potential of -0.4 V vs QRE, dendritic silicon deposits were obtained. © 2022 The Author(s). Published on behalf of The Electrochemical Society by IOP Publishing Limited. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives 4.0 License (CC BYNC- ND, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/), which permits non-commercial reuse, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is not changed in any way and is properly cited. For permission for commercial reuse, please email: [email protected]. [DOI: 10.1149/1945-7111/ac5a1c]

Gravitational excitons from extra dimensions

Inhomogeneous multidimensional cosmological models with a higher dimensional space-time manifold are investigated under dimensional reduction. In the Einstein conformal frame, small excitations of the scale factors of the internal spaces near minima of an effective potential have a form of massive scalar fields in the external space-time. Parameters of models which ensure minima of the effective potentials are obtained for particular cases and masses of gravitational excitons are estimated.Comment: Revised version --- 12 references added, Introduction enlarged, 20 pages, LaTeX, to appear in Phys.Rev.D56 (15.11.97