Створено математичну модель генерації та проходження звуку в каналах з регулярною та нерегулярною геометрією. Досліджено вплив локальної нерегулярності геометрії каналу, механічних властивостей його стінки та витратних характеристик течії на поле пульсацій тиску за нерегулярністю, а також на коливальні й акустичні поля каналів і одержано відповідні співвідношення та кількісні оцінки для кореляційно-спектральних характеристик зазначених полів. У характеристиках звукових полів та поля пульсацій пристінного тиску виявлено ознаки, що доводять наявність нерегулярності геометрії у каналі. Установлено взаємозв'язок цих ознак з параметрами течії, каналу та нерегулярності. Визначено, що спектральні характеристики звукових полів і поля пульсацій пристінного тиску, згенерованих течією у каналі, значно чутливіші за їх просторові характеристики до локальних змін геометрії каналу, механічних властивостей його стінки та витратних характеристик течії. З'ясовано умови, за яких існючі моделі поля пульсацій тиску на плоскій стінці можна використовувати для опису поля пульсацій тиску, яке виникає на поверхнях циліндричних конструкцій регулярної та нерегулярної геометрії за їх взаємодії з внутрішньою течією. Розроблено теорію генерації звуку обмеженою областю збуреної течії у нескінченному прямому жорсткостінному каналі, яка враховує наявність диполів на його стінці і найбільш імовірний нерівномірний характер розподілу квадрупольних і дипольних джерел звуку у займаних ними областях. Наведено новий аналітично-числовий метод розв'язування зв'язуваних задач акустичного випромінювання течій у каналах з локальними нерегулярностями геометрії у вигляді звужень. Розроблено рекомендації щодо використання результатів дослідження під час створення неінвазивних акустичних методів діагностики локальних нерегулярностей геометрії каналів.

  Скачати повний текст

Створено теоретико-експериментальні засади оцінювання воднево-корозійного руйнування конструкційних сталей, які працюють під впливом відповідного середовища з одночасною дією механічного навантаження. Досліджено процеси зародження та розвитку мікро- та макротріщин у конструкційних сталях під дією зазначених фізико-хімічних чинників і пружні динамічні поля, які за цього виникають у твердому тілі. Для ефективного виявлення цих процесів розроблено науково обгрунтовані підходи щодо акустико-емісійного діагностування тріщиноподібних дефектів на засадах механіки руйнування та з використанням акустико-емісійної моделі оцінки виникнення та докритичного розвитку корозійно-водневих тріщин у металічних тілах. Створена модель передбачає врахування фізико-хімічних процесів, що відбуваються у металі (зокрема у вершині тріщин) під час електролітичного переносу водню та наводнення з газової фази, а також домінувальної дії механізму водневого окрихчення. Показано, що ранні стадії зародження та розвитку тріщиноподібних дефектів корозійно-водневого походження супроводжуються дискретними сигналами акустичної емісії, за допомогою яких є можливим визначення механізмів водневого чи корозійного розтріскування сталей, ступінь їх об'ємної пошкодженості.

  Скачати повний текст

Створено описову модель акустико-емісійного виявлення зародження та розвитку ранніх стадій руйнування бетону та залізобетону під впливом різних фізико-хімічних чинників і показано можливість їх оцінювання за параметрами сигналів акустичної емісії (АЕ), що дозволило побудувати логічно завершену схему закономірностей та послідовності впливу зазначених чинників на виникнення тріщиноподібних дефектів у бетоні та залізобетоні. Розкрито механізми їх подальшого розвитку, зокрема, під дією механічних факторів. Показано, що ці процеси взаємопов'язані з генеруваннями пружних хвиль АЕ. На підставі результатів математичного моделювання розподілу напружень на жорсткому включенні, розташованому у пружній цементній матриці, показано, що внаслідок відмінностей у їх жорсткості під дією зовнішнього навантаження відбувається утворення тріщин шляхом відшарування цементного каменя по поверхні включення. Проведено експериментальну перевірку одержаних результатів і показано, що інтенсивність утворення й еквівалентна площа таких дефектів залежать від орієнтації включення у цементній матриці та його форми. Це дало змогу виявити природу початку руйнування бетонних і залізобетонних композитних структур елементів будівельних конструкцій під час їх АЕ-діагностування. Завдяки експериментальним дослідженням одержано кількісні параметри сигналів АЕ за умов початкових стадій руйнування цементного каменю, відшарування гравійного чи щебеневого заповнювачів, а також арматури від бетонної матриці для найпоширеніших типів бетону та залізобетону за розробленими методиками. Установлено значення коефіцієнтів заникання пружних хвиль АЕ під час їх поширення у бетонах і залізобетонах різних типів. Це дозволило створити якісно нову методику АЕ-діагностування стану будівельних елементів конструкцій. Запропоновано теоретико-експериментальний метод, який дозволяє оцінити кількісні параметри сигналів АЕ під час моменту старту та субкритичного розвитку макротріщин у бетоні та залізобетоні на ранній стадії руйнування, що сприяє розвитку засад сучасної методології АЕ-діагностування. Запропоновано нові науково обгрунтовані алгоритми оптимізації встановлення п'єзоперетворювачів АЕ на об'єкті контролю, а також рекомендації щодо АЕ-діагностування великогабаритних елементів конструкцій з даних матеріалів.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси зародження та розвитку мікро- та макротріщин в об'ємі композита та пружні динамічні поля, які під час цього виникають. Розроблено науково обгрунтовані методологічні основи акустико-емісійного діагностування з урахуванням змін параметрів пружних хвиль, залежно від механізмів їх утвомрення. З цією метою розроблено фізичну модель виникнення та докритичного розвитку тріщин у матриці, когезивному шарі та скловолокні, основні положення якої верифіковано теоретично й експериментально розроблено на підставі застосування трипараметричного критерію.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні засади геометричного моделювання фізичних процесів у атмосфері, теплоізоляційній оболонці будинків та внутрішньому середовищі з метою розв'язання задачі оптимізації форми енергоефективних будинків. Досліджено закономірності зміни оптимальної форми тіл, що знаходяться у різних енергетичних полях: за власного та невласного точкового джерела тепла, заданого функцією енергетичної освітленості площини, перпендикулярної довільному напряму. Установлено закономірності, що дозволяють оптимізувати форму будинків і розподіл утеплювача їх теплоізоляційних оболонок. Розроблено нову комп'ютерну модель надходження атмосферної радіації, яка дозволяє розв'язувати оптимізаційні задачі у будівництві, зокрема, з оптимізації форми енергоефективних будинків, а саме: розраховувати двовимірні масиви енергетичної освітленості площини, орієнтація яких задана азимутами та кутовими висотами, від прямої, розсіяної та відбитої від підстильної поверхні сонячної радіації, а також теплової довгохвильової. Здійснено геометричне моделювання задач будівельної кліматології, тепло- та світлотехніки й акустики, що впливають на енергоефективність будинків. Результати роботи впроваджено у нормативні документи з питань, пов'язаних з енергозбереженням під час проектування та реконструкції будинків; у навчальні посібники та методичні вказівки для підготовки фахівців архітектурно-будівельного профілю в Україні й Афганістані, в практику архітектурно-будівельного проектування в Україні та Росії.

  Скачати повний текст

Комплексно досліджено звуковий фактор як визначальний компонент трубного виконавства. На підставі всебічного аналізу доведено, що саме звук, його естетичні критерії є головним рушієм розвитку інструмента. Теоретично обгрунтовано оволодіння базингом як специфічним технічним засобом звуковидобування. Уперше у світовій практиці виконавства на мідних духових інструментах створено цілісну методику формування та вдосконалення амбушура трубача. Виявлено суттєві ергономічні переваги базингу за його застосування у грі. Вивчено художньо-виразовий потенціал базингу та його вплив на оновлення композиторської та виконавської творчості. Запропоновано поглиблене розуміння специфічних особливостей музичної акустики, зокрема, питань диференціації єдиної акустичної системи.

  Скачати повний текст

Створено нові методики та технічні засоби неруйнівного контролю та діагностики технічного стану деталей і конструкцій методом акустичної емісії. З метою визначення координат дефектів під час діагностування технічних об'єктів різноманітної форми теоретично розв'язано задачі лінійної, площинної та просторової локації джерел акустичної емісії та для їх реалізації створено засіб на базі трьох модифікованих приладів АФ-15 і комп'ютера. Розроблено методику неруйнівного діагностування технічного стану зварних з'єднань чавуну СЧ-4 в процесі твердіння розплаву. Шляхом занурення контрольованого об'єкту та п'єзоелектричного перетворювача (ПЕП) в акустопрозоре однорідне середовище вперше значно точніше розв'язано задачу визначення координат дефектів у конструкціях зі складною неоднорідною поверхнею. Знайдено кореляційні залежності між характеристиками міцності деяких деталей машин та енергією сигналів акустичної емісії.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості еволюції сингулярностей у каустиках, утворених фазовими об'єктами циліндричної та сферичної форм. Підтверджено, що зменшення апертури циліндричної лінзи призводить до зникнення нулів у трикутнику акустики. Одержано залежність відносної апертури від радіуса циліндричної лінзи, за яких зникають сингулярності. Показано, що у випадковому полі лінії фазових сингулярностей неперервні та, як правило, не замикаються самі на себе. Лінії фазових сингулярностей у полі, розсіяному фрактальними поверхнями, мають фрактальні властивості. Показано, що нормування за інтенсивністю вихідного поля розподілу градієнта поля, одержаного в результаті строго співвісного накладання опорної хвилі, дозволило одержати координатний розподіл нулів амплітуди поля. У дальній зоні стосовно однієї нерівності шорсткої поверхні установлено майже удвічі більшу кількість нулів амплітули, ніж спеклів поля. У дальній зоні стосовно розмірів усього об'єкта кількість спеклів і кількість нулів амплітуди приблизно однакова. Відзначено, що нулі амплітуди спектральних компонент незалежні, не взаємодіють і не анігілюють у процесі розповсюдження поліхроматичного світла. Показано можливість кореляційно-оптичного діагностування сильно шорстких поверхонь шляхом дослідження закономірностей перетворення поздовжньої функції когерентності поля.

  Скачати повний текст

Розкрито роль слухового сприймання у формуванні пізнавальної та мовленнєвої діяльності дітей з порушенням слуху. Проаналізовано існуючий підхід до розвитку слухового сприймання у спеціальних школах для цих дітей. Визначено, що основною причиною його малої ефективності є недостатня наукова обгрунтованість змісту та технологій розвитку й використання залишків слуху, врахування філогенетичних й онтогенетичних закономірностей формування механізму слухання й говоріння в дітей. На підставі аналізу цих даних та визначення теоретичних засад науково обгрунтовано, розроблено та апробовано акустико-лінгвістичний підхід, що здійснюється на початковому етапі навчання дітей з порушенням слуху, який передбачає оволодіння механізмом слухового сприймання образів слухових одиниць мовлення з одночасним і послідовним формуванням артикуляційних образів фонем як еквівалентних до слухових. Розглянуто механізм слухового сприймання як здатність людини диференційовано сприймати акустичні ознаки, їх функціональні зв'язки, властиві немовленнєвим звуковим подразникам та одиницям мовлення різних рівнів. Зазначено, що акустико-лінгвістичний підхід реалізує "прямий шлях" розвитку й використання наявних у дитини залишків слуху з обов'язковим забезпеченням комфортного звукопідсилення. Визначено зміст, технології, засоби впровадження акустико-лінгвістичного підходу до практики оптимізації слухового сприйняття.

  Скачати повний текст

Створено теоретико-експериментальні засади та на їх підставі методики та засоби для оцінки об'ємної пошкодженості твердих тіл за сигналами акустичної емісії за умов дії квазістатичного навантаження та робочого середовища. Об'єктом досліджень є зародження та розвиток мікро- та макродефектів у пластично деформованому об'ємі конструкційного матеріалу та пружні динамічні поля, спричинені даними дефектами у деформівному твердому тілі. Запропоновано модель кількісної оцінки об'ємної пошкодженості кристалічних тіл. Розроблено експериментальні методики визначення механічної та акустико-емісійної міри об'ємної пошкодженості сталей та алюмінієвих сплавів в околі локалізованих пластичних деформацій, встановлено критичні значення цих величин і знайдено модельні константи, що пов'язують їх між собою для низки конструкційних матеріалів. Створено методологічні засади для кількісної оцінки акустико-емісійної міри об'ємної пошкодженості матеріалу в пластичній зоні макротріщини, запропоновано аналітичну залежність для її визначення та встановлено критерій початку розвитку макроруйнування. Розроблено моделі накопичення об'ємної пошкодженості матеріалів під дією воднево-механічного чинника, методик її кількісної оцінки. Одержано критерії визначення стадій накопичення об'ємної пошкодженості під час зародження та розвитку мікро- та макротріщин у композитних матеріалах. Наведено методики прикладного застосування та засоби для проведення досліджень з використанням методу акустичної емісії.

  Скачати повний текст

За результатами теоретичних та експериментальних досліджень процесу контактування мікронерівностей поверхонь деталей під час сполучення за термічних методів складання й акустичної емісії, що виникає у зоні контакту, обгрунтовано можливість використання неруйнівного акустико-емісійного контролю для визначення міцності відповідальних з'єднань із натягом. Визначено інформативні параметри акустичної емісії. Встановлено їх взаємозв'язок із характеристиками міцності з'єднань із натягом залежно від величини натягу, геометричних розмірів, шорсткості сполучених поверхонь.

  Скачати повний текст

Проаналізовано сучасну мовну ситуацію у Федеративній Республіці Німеччина. З'ясовано поняття білінгвізму, описано його типи та чинники формування й розвитку цього явища за умов конкретної мовної спільності. Обгрунтовано значущість фонетичної інтерференції як соціолінгвістичного чинника в мовленні переселенців з колишнього СРСР. Сформовано корпус акустико-артикуляційних ознак фонетичних систем німецької та російської мов у мовленні російськомовних мігрантів. Виділено диференційні ознаки фонем, що потенційно реалізуються в німецькому мовленні російськомовних переселенців. Описано трансформаційні та конвергентні зміни, що є наслідком взаємовпливу двох акустико-артикуляційних систем.

  Скачати повний текст

На прикладі одновимірних магнітних фононних кристалів (1D МФК) типу "магнетик - ідеальний діамагнетик (надпровідник)" досліджено умови поширення та локалізації пружних хвиль. Як магнітне середовище розглянуто моделі легковісного однопідграткового феромагнетика, двопідграткових антиферомагнетика та феромагнетика. Вперше узагальнено метод ефективного середовища з метою коректного врахування впливу динамічної магнітопружної взаємодії на акустичну динаміку одновимірних акустично гіротропних та акустично негіротропних 1D МФК у довгохвильовому наближенні. Теоретично визначено умови, за яких стає можливим виникнення нових аномалій у разі відбиття та заломлення зсувної об'ємної хвилі, яка падає на зовнішню поверхню дрібношаруватого 1D МФК (зокрема, для ефектів негативної й аномальної акустичної рефракції, ефектів повного внутрішнього відбиття та Шоха). Вперше досліджено умови локалізації поверхневих зсувних акустичних хвиль на межі розподілу "1D МФК - немагнітне середовище" з урахуванням кінцевих розмірів реального 1D МФК. З метою експериментального вивчення даного типу поверхневих збуджень у магнітних надгратках розроблено й апробовано акустичні аналоги широко використовуваних в оптиці схем Отто та Кречманна. Обгрунтовано умови для формування нового механізму безвідбивного проходження зсувної об'ємної пружної хвилі крізь дрібношаруватий 1D МФК (ефект посилення еванесцентних зсувних хвиль).

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади судової акустики, визначено сучасні підходи до механізмів мовотворення та сприйняття мовлення людиною. Визначено, що найбільш перспективним у сучасній теорії сприйняття мовлення є системно-адаптивний підхід, який дає змогу виділити та сформувати комплекс акустичних параметрів усного мовлення для вирішення задач судової акустики. Визначено необхідність створення єдиної гібридної системи дослідження усного мовлення на підставі ретроспективного аналізу досліджень в галузі судової акустики, а також їх сучасного стану, різних підходів до дослідження усного мовлення (акустичних сигналів). Розвинуто предмет і задачі судової акустики, види та об'єкти акустичних досліджень, методологічні засади криміналістичної ідентифікації в судовій акустиці. Запропоновано комплекс ідентифікаційних і діагностичних ознак усного мовлення людини, які відображаються фізичними характеристиками мовленнєвого сигналу. Показано вплив змін фонетичного, семантичного та вимовного плану на результати експертизи. Уточнено роль звукових слідів в системі доказів. Обгрунтовано можливість використання функцій усного мовлення як джерел інформації про людину. Зазначено шляхи створення технічних систем для розпізнавання емоційного стану людини за його усним мовленням. Визначено можливості використання сучасних технологій дослідження усного мовлення.

  Скачати повний текст

Проаналізовано причини руйнування оболонкових конструкцій, методи їх контролю та діагностування. Розглянуто умови збудження акустичної емісії (АЕ) та проведено аналіз впливу різних чинників на її параметри. Теоретично обгрунтовано та експериментально доведено можливість селекції поверхневих УЗ хвиль та вибору найбільш інформативної моди для виробів з різною товщиною стінок, що дозволяє правильно встановити швидкість УЗ хвиль та підвищити точність визначення координат дефектів, що розвиваються. Досліджено появу сигналів АЕ під час зварювання, зародження корозії та появи тріщин втоми. Встановлено кількісний зв'язок між сигналами АЕ та етапами корозійного руйнування на дільниці зварного з'єднання.

  Скачати повний текст

Досліджено алофонічне варіювання фонеми /r/ у період з 1923 р. до 2003 р. з наступною диференціацією на три історично зумовлених періоди: 1920 - 1940 рр. (довоєнний); 1950 - 1980 рр. (період розколу Німеччини); 1990 - 2000 рр. (період об'єднаної Німеччини). На прикладі алофонічного варіювання фонеми /r/ визначено тенденції "зсуву" артикуляції її приголосних варіантів у бік втрати ознаки напруженості, що виражається у превалюванні ленісних r-алофонів у сучасному німецькому вимовному стандарті з урахуванням комбінаторно-позиційних умов. Німецькі r-алофони розглянуто як систему фонів з диференціацією за способом та місцем творення, ступенем участі голосу (дзвінкості/глухості), а також з урахуванням їх ранжирування за ознакою сонорності (звучності) або консонантної сили. Досліджено взаємозв'язок історичного контексту з умовами усної презентації у ЗМІ (періоди Третього рейху, розколу Німеччини на НДР/ФРН та об'єднаної Німеччини) і обгрунтовано прагматчний аспект функціонування вібрантних r-алофонів у дикторському мовленні в інформаційних текстах. Створено базу акустико-артикуляторних характеристик німецьких r-алофонів на матеріалі окремо вимовлених слів та відрізків суцільного дикторського мовлення. Здійснено класифікацію позицій розподілу r-алофонів за ознакою "стабільний/нестабільний", що є визначальним під час вибору форми r-алофону (консонантний/вокалізований). Досліджено асимілятивні характеристики консонантних r-алофонів у превокальній позиції.

  Скачати повний текст

Наведено нове вирішення проблеми підвищення ефективності машиновикористання, концепція якого полягає в імовірнісному аналізі впливу відмов на коефіцієнт реалізації біопотенціалу рослин та еквівалентний коефіцієнт готовності як показник ефективності, оцінці відповідності технічного обслуговування машин виробничим вимогам, оптимізації обслуговування агрегатів машин за станом із застосуванням методів, які не потребують попереднього визначення тренда діагностичного параметра. Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні взаємозв'язку між ефективністю використання машин, інтенсивністю виникнення дефектів, залежністю врожайності від часу, інтенсивністю розвитку дефекту, його акустико-емісійною діагностичною ознакою та порогом превентивної заміни.^UA new solution of the scientific problem of increasing machine use efficiency is presented, the concept of which is a probabilistic analysis of the failure impact on the plant coefficient of biopotential realization and an equivalent availability ratio as a productivity indicator, an assessment of the compliance of the machine maintenance with the requirements, an optimization of the condition-based maintenance of the machine units using methods that do not require prior determination of the diagnostic parameter trend.The scientific novelty of the study is to establish the relationship between the efficiency of using machines for the crop production, the defect appearance intensity, the dependence of the yield on the time, the defect development intensity, its acousticemissive diagnostic property, and the preventive replacement threshold for the condition-based maintenance.

Котенко С.Г. Зниження рівнів шуму рухомих джерел шумозахисними екранами з кінцевої звукоізоляцією. - На правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.08 - прикладна акустика та звукотехніка. - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", МОН України, Київ, 2019.Дисертація присвячена вирішенню актуального завдання визначення закономірностей зміни ефективності шумозахисних екранів від їх конструктивних параметрів і геометричного розташування, пошуку шляхів збільшення їх ефективності.В роботі запропонована нова математична модель шумозахисного екрану з кінцевої звукоізоляцією. Для вирішення завдання використовувався метод часткових областей. Що дозволило визначити акустичне поле навколо екрану та оцінити зниження звукового тиску екраном.Були проведені натурні та експериментальні дослідження, які показали високу точність кореляції з моделлю.Результати дисертації використовувалися під час виконання розрахункових робіт, при розробці рекомендацій для проектування шумозахисних екранів на території України та підготовленні рекомендації до впровадження змін в державні стандарти.Ключові слова: ефект Допплера, екран зі щілиною, кінцева звукоізоляція, ефективність шумозахисного екрана, зниження звукового тиску.^UKotenko, S. G. “Reducing of noise levels from moving sources by acoustic shields with ultimate acoustic insulation”. Published as manuscript.Candidate of Technical Sciences dissertation, specialty 05.09.08. Applied acoustics and acoustic engineering, the National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute,” the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2019.The dissertation is dedicated to solution of the actual problem: determination of patterns of change in the effectiveness of acoustic shields from their design parameters and geometric location, searching for ways to increase their effectiveness. To do this, we have analyzed all currently available methods, compared them, and identified their drawbacks. Since the technical requirements for the operation of shields require technical gaps, the task of finding the effectiveness of an acoustic shield with a gap at its basis has been set and solved in the paper for the first time; the problem of finding the acoustic field around the infinitely long acoustic shield with perforation has been set and solved for the first time; the model of the acoustic shield with the ultimate acoustic insulation in the form of a perforated acoustically-hard shield has been suggested for the first time; the computer modeling of the acoustic shield was improved with the help of the finite-element method for finding the levels of sound pressure of a moving sound source around the acoustic shield; a high quality evaluation of the effectiveness of acoustic shields with ultimate acoustic insulation in a wide range of frequencies and sizes of acoustic shields has been obtained.The paper offers a new mathematical model of acoustic shield with ultimate acoustic insulation. To solve the problem, the method of partial areas was used. This made it possible to determine the acoustic field around the shield and estimate the decrease in the sound pressure by the shield.The full-scale investigation and experimental studies were conducted that showed high accuracy of the correlation with the model.A new method for calculating the acoustic insulation of shields was developed, using holes and gaps in the shield body. Numerous values and comparisons of using different sizes of gaps in the shield body have been presented in the paper, which allows editing the value of the soundproofing properties of the materials. As we know, the soundproofing properties affect the overall effectiveness of the shield. Also, the calculations and comparison of shields with different acoustic insulation have helped identify that the shield's acoustic self-insulation of more than 38 dB is equal to an absolutely hard shield. This allows us to conclude that it is not necessary to invest extra money in highly insulating materials to increase the effectiveness of the shield. The effectiveness is rather influenced by geometric dimensions.The paper also presents numerical calculations of the shield effectiveness, depending on their geometric dimensions. They make it clear that the higher the height, the greater the effectiveness of the shield. One can also see that three-meter-high shields have very low effectiveness. Therefore, the uselessness of using shields of such height on a flat terrain has been proven.In the paper, the computer software for calculation of the effectiveness of acoustic shields has been improved. The improved version takes into account the gap and the acoustic self-insulation of the shield body.The practical importance of the results obtained is in the use of acoustic shields with a hole in their basis, in the assessment of the acoustic properties of the shields with ultimate acoustic insulation, in the establishment of quantitative relationships between the geometric parameters of the acoustic shield and its effectiveness, and in taking them into account in the acoustic design of acoustic shields.The results of the dissertation were used in calculation work during development of recommendations for design of acoustic shields in Ukraine. Also, recommendations for introduction of changes in state standards were developed.Keywords: Doppler Effect, shield with a gap, ultimate acoustic insulation, acoustic shield effectiveness, sound pressure reduction, noise protection, noise maps.

Інтерес до вивчення неоднорідної структури іоносфери Землі ґрунтується на щохвилинному використанні у повсякденному житті радіозв'язку та освоєнні навколоземного космічного простору. Іоносфера використовується людством для радіозв'язку на великих відстанях. Для правильного використання того чи іншого частотного діапазону радіохвиль варто враховувати особливості іоносфери, її просторову та часову мінливість. Крім того, кожна область іоносфери характеризується процесами фонової іонізації, що залежать від пори року, доби, сонячної активності, географічного розташування та геомагнітної активності. Відомо, що атмосфера та іоносфера Землі знаходяться під впливом зовнішніх процесів як природного так і техногенного походження. Серед них важливу роль відіграють сонячний термінатор (СТ), сонячні затемнення, магнітні бурі, землетруси, цунамі, вибухи, старти ракет, потужне радіовипромінювання і т. ін. Основним механізмом поширення енергії та імпульсу від таких збурень в атмосфері є акустико-гравітаційні хвилі (АГХ). В свою чергу АГХ, що генеруються в нижній атмосфері та забезпечують зв'язок з верхньою, на висотах іоносфери часто мають прояви у вигляді рухомих іоносферних збурень (РІЗ). РІЗ призводять до спотворень радіохвиль, що впливає на роботу засобів радіолокації, радіозв'язку та супутникової навігації (погіршуючи точність геопозиціонування). Дослідження генерації АГХ і РІЗ, особливостей їхнього поширення та руйнування, сприяють покращенню прогнозування плазмових збурень та врахування їх дії на функціонування радіосистем різного призначення. Саме тому вивчення і моніторинг АГХ і РІЗ є актуальною задачею радіофізики та фізики атмосфери і геокосмосу, що має не тільки фундаментальне, а й велике прикладне значення. Одним з найбільш інформативних вимірювальних інструментів для іоносферної діагностики є радар некогерентного розсіяння (НР). В обсерваторії Інституту іоносфери НАН і МОН України (м. Харків) розташований єдиний у центральній Європі радар НР. Радар дозволяє отримувати дані про стан іоносфери в діапазоні висот від 100 до 1500 км. Більш повну інформацію про її параметри, на висотах нижче максимуму іонізації, одержують завдяки використанню іонозонду. Метою дисертаційної роботи є виявлення РІЗ, які викликані високоенергійними природними процесами, та аналіз їх параметрів за даними радарів НР; порівняльний аналіз параметрів РІЗ над різними довготними секторами для різних геофізичних умов та рівнів сонячної активності; фізичне тлумачення спостережуваних іоносферних ефектів.Наукова новизна дисертаційної роботи визначається поставленими завданнями та вперше отриманими результатами і полягає у наступному. 1. Вперше отримано характеристики РІЗ над Україною у діапазоні періодів 5 - 125 хв протягом багаторічного моніторингу стану іоносфери методом НР з 2006 р. по 2018 р. у спокійних умовах. Продемонстровано, що найбільша кількість РІЗ спостерігалася поблизу зимового сонцестояння та осіннього рівнодення.2. Оцінено основні параметри РІЗ поблизу характерних геофізичних періодів та під час геокосмічної бурі 1 – 3 вересня 2016 р. Встановлено взаємозв'язок низки РІЗ зі змінами магнітного поля в високих широтах.3. Вперше за даними радара НР Інституту іоносфери встановлено наявність ВМ РІЗ протягом усього року, що вказує на відсутність чітко вираженої залежності появи таких структур відносно рівня геомагнітної активності. 4. Проведено порівняння фонових параметрів іоносфери в періоди весняного рівнодення та літнього сонцестояння у 2016 р. за даними радарів НР Інституту іоносфери та обсерваторії Хейстек МТІ. Практична значимість отриманих результатів полягає у наступному.Дані, про варіації характеристик РІЗ над Східною Європою необхідні для поглиблених знань фізики процесів, що протікають в іоносфері та механізмів взаємодії між різними шарами атмосфери. Отримані результати параметрів СМ та ВМ РІЗ можуть бути використані при розробці моделі неоднорідної структури середньоширотної іоносфери, а також дозволять уточнити глобальні іоносферні моделі. Також, отримані результати дозволять більш точно прогнозувати ступінь нестабільності каналів радіозв'язку та налаштовувати їх параметри за різних геофізичних умов. Нарешті, такого роду дослідження, важливі для розвитку методів прогнозування та оцінки помилок геопозиціонування з використанням глобальних навігаційних супутникових систем.^UThe interest in studying the inhomogeneous structure of the Earth's ionosphere is based on every minute use of radio communications in everyday life and the exploration of outer space. Depending on the properties, the ionosphere is used by human civilization to establish long-distance radio communication. For the correct use of radio waves frequency range it is necessary to take into account the features of ionosphere, its spatial distribution and temporal variability. In addition, each region of the ionosphere is characterized by background ionization processes that depend on the season, day, solar activity, geographical location and geomagnetic activity. It is known that the external processes of both natural and anthropogenic origin impact on the Earth's atmosphere and ionosphere. Among them, the solar terminator (ST), solar eclipses, magnetic storms, earthquakes, tsunamis, explosions, rocket launches, powerful radio emission, and others play an important role. The main mechanism of energy and momentum transfer of such perturbations in the atmosphere is acoustic-gravity waves (AGW). AGW generated in the lower atmosphere and providing the energy transfer to the upper atmospheric layers manifest themselves at the ionospheric heights as traveling ionospheric disturbances (TIDs). TIDs lead to distortions of radio waves that impact on operation radars, radio communication and satellite navigation (deteriorating the accuracy of positioning). Studies of the generation of AGW and TIDs, features of their propagation and destruction, help to improve the prediction of plasma perturbations and take into account their effect on the functioning of different radio systems. That is why the study and monitoring of AGW and TIDs is an urgent task of radio physics and physics of the atmosphere and geospace, which is not only fundamental but also of great applied importance.One of the most informative measuring instrument for ionospheric diagnostics is incoherent scatter (IS) radar. It is the only radar in Central Europe which is located in the observatory of the Institute of Ionosphere of the National Academy of Sciences of Ukraine and the Ministry of Education and Science of Ukraine (Kharkiv). Radar allows to obtain the data on the ionospheric conditions in the range from 100 to 1500 km. More complete information about ionosphere parameters, at altitudes below the maximum of ionization, is obtained using the traditional ionosonde technique. The thesis aims to identify and analyze TIDs parameters caused by high-energy natural processes using data of IS radars; comprehensive analysis of TIDs parameters over different longitudinal sectors for different geophysical conditions and levels of solar activity; physical interpretation of the observed effects in the ionosphere.The scientific novelty of the dissertation is determined by the tasks and the results obtained for the first time and is as follows.1. For the first time the TIDs characteristics over Ukraine in the range of periods 5 - 125 min during long-term monitoring of the ionosphere from 2006 to 2018 in calm conditions were obtained using IS technique. 2. The main TIDs parameters near the characteristic geophysical periods and during the geocosmic storm on September 1 – 3, 2016 are estimated. The relationship of TIDs number with magnetic field changes at high latitudes is established.3. For the first time, according to the IS radar of Institute of Ionosphere, the presence of large-scale TIDs was established throughout the year. This indicates the lack of a clear dependence of such structures appearance with geomagnetic activity level.4. A comparison of background ionospheric parameters in the periods close to the vernal equinox and the summer solstice in 2016 was performed. Information about TIDs characteristics over Eastern Europe has a big importance for extending the knowledge about the physics of processes occurring in the ionosphere and the mechanisms of interaction between different atmosphere layers. The obtained results of the parameters of medium-scale and large-scale TIDs can be used for improving the local model of the mid-latitude inhomogeneouse ionosphere, as well as allow to upgrade the global ionospheric models. Also, the obtained results will allow to more accurately predict the degree of instability of radio channels and adjust their parameters under different geophysical conditions. Finally, the obtained results are important for the development of techniques for predicting and estimating the geopositioning errors of global navigation satellite systems.

Копитько Ю.С. Акустичні резонатори складної форми. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 171 «Електроніка». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2020.В дисертації вперше отримано такі наукові результати:1. Вперше запропоновано метод розрахунку додаткових резонансів, базуючись на окремому розрахунку значень резонансних частот горлової частини та порожнини резонатора складної форми, з подальшим узгодженням цих значень.2. Вперше запропонована модель знаходження резонансних частот резонаторів складної геометричної форми як систем з розподіленими параметрами.3. Вперше дана оцінка величин пружних зв'язків між масами повітря в колбі, горлі та приєднаною масою над горлом. 4. Вперше досліджено модель резонатора складної форми, як систему з розподіленими параметрами та досліджено звукові поля всередині такої системи.5. Вперше розраховано резонансні частоти та амплітуди коливань горлової частини резонатора Гельмгольца, а результати використано для розрахунку резонансних частот резонатора за рівняннями, отриманими для механічної моделі.6. Досліджено точність розрахункових формул частоти власного резонансу резонатору Гельмгольца з урахуванням та без урахування приєднаної довжини горловини.7. Досліджено вплив акустичного оформлення на резонансні частоти резонатора Гельмгольца.Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесів коливання у резонаторах Гельмгольца на частотах близьких до резонансу, розробці методів дослідження та розрахунку додаткових резонансних частот, впливу акустичного оформлення на резонансні частоти резонаторів Гельмгольца, впливу параметрів резонатора на значення приєднаної довжини його горлової частини.Практичне значення одержаних в дисертаційній роботі результатів полягає в тому, що результати досліджень можуть бути використані для вирішення акустичних задач, що потребують точності розрахунку частоти власного резонансу резонатору Гельмгольца з похибкою не більше 1%, у тих випадках, де стандартні формули дають похибку близько 3% (простіші формули з урахуванням приєднаної довжини) і до 75% для розрахунків за формулою Гельмгольца.Володіння інформацією щодо наявності та значень додаткових резонансів може бути використано для удосконалення широкосмугових акустичних систем. Врахування впливу наявності акустичного оформлення на власну резонансну частоту резонатора Гельмгольца дозволить покращити результати розробки метаматеріалів для отримання значення робочої частоти метаматеріалу, більш близького до запланованого.Результати роботи впроваджені в освітній процес кафедри Акустичних та мультимедійних електронних систем Національного Технічного Університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» при читанні лекцій та проведенні лабораторних робіт з дисциплін: "Фізична акустика", "Сучасні тенденції в електроакустичних технологіях", "Шуми та вібрації".Ключові слова: резонатори складної форми, резонатор Гельмгольца, частота резонансу резонатора, частотні рівняння, резонансні частоти резонатора Гельмгольца, акустичний резонатор, додаткові резонанси, власний резонанс, додаткові резонансні частоти резонатора, акустичне оформлення резонатора, приєднана довжина горловини резонатора, кубічний резонатор.^UKopytko Y.S. Acoustic resonators of complex shape. – Qualifying scientific work on the rights of the manuscript.Thesis for the degree of Philosophy Doctor, in specialty 171 “Electronics”. - National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2020.The following scientific results were obtained in the dissertation for the first time:1. For the first time, the method for calculating of the additional resonances based on the separate calculations of the values of the resonant frequencies of the throat part and of the Helmholtz resonator cavity and the subsequent harmonization of these values is proposed.2. For the first time, a model of a complex-shaped resonator as a system with lumped parameters is investigated for finding resonant frequencies.3. For the first time, the values of elastic bonds between the masses of air in the flask, throat and the attached mass above the throat are estimated. 4. For the first time, a model of a resonator of a complex shape, as a system with distributed parameters, was investigated, and the sound fields inside such a system were investigated.5. For the first time, the resonant frequencies and amplitudes of oscillations of the throat part of the Helmholtz resonator were calculated and the results were used to calculate the resonant frequencies of the resonator according to the equations obtained for the mechanical model.6. The accuracy of the calculated formulas of the self-resonant frequency formulas of the Helmholtz resonator is investigated, taking into account and without taking into account the added neck length.7. The effect of acoustic performance on the resonant frequencies of the Helmholtz resonator is investigated.The dissertation is devoted to research of the oscillation processes in the Helmholtz resonators at frequencies close to resonance; to develop the methods of the research and calculation of the additional resonances; to research influence of the acoustic design on the resonant frequencies of the Helmholtz resonator and influence of the resonator parameters on the value of the attached length of its throat part.The practical significance of the results obtained in the dissertation is that the research results can be used to solve acoustic problems requiring the accuracy of calculating the natural resonance frequency of the Helmholtz resonator with an error of no more than 1% in cases where standard formulas give an error of about 3% (simpler formulas that take into account the attached length) and up to 75% for calculations using the Helmholtz formula.Possession of information about the presence and values of additional resonances can be used to refine broadband acoustic systems. Taking into account the influence of the presence of an acoustic performance on the natural resonant frequency of the Helmholtz resonator will improve the results of the development of metamaterials to obtain a value of the working frequency of the metamaterial that is closer to the planned one.The results of the work are introduced into the educational process of the Department of Acoustic and Multimedia Electronic Systems of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" when giving lectures and conducting laboratory works in the following disciplines: "Physical acoustics", "Modern trends in electroacoustic technologies", "Noises and vibrations".Keywords: resonators of complex shape, Helmholtz resonator, the resonance frequency of the resonator, frequency equations, resonant frequencies of Helmholtz resonator, acoustic resonator, additional resonances, natural resonance, additional resonant frequencies of the resonator, acoustic performance of the resonator, the attached length of the resonator neck, cubic resonator.