В статье исследуются причины, снижающие эффективность одного из основных процессов при производстве полупроводников - химикомеханического полирования (СМР). На основе проведенного анализа и практических экспериментов предлагается возможный путь решения проблемы, основанный на использовании ультразвукового распыления полирующей жидкости. Приводятся технические решения, позволившие разработать ультразвуковой аппарат с возможностью встраивания в существующее оборудование для СМР процесса.

Бесплатно

Применение фазового анализа звуков речи для распознавания человека по его голосу

Митянок В.В., Коновалова Н.В.

Статья научная

Метод аппроксимации используется для разложения различных звуков речи человека на составляющие их моды. Представлены данные о 5 конкретных звуках, полученных от 11 респондентов. Определена динамика амплитуд и фаз различных мод. Обнаружено, что фазы различных мод не являются независимыми случайными величинами, наоборот, между ними имеются зависимости, причем уникальные для каждого из респондентов. Это указывает на перспективу разработки компьютерной программы автоматической идентификации человека по его голосу на уровне, имеющем доказательную юридическую силу.

Бесплатно

Разработка оборудования ультразвукового пеногашения и определение его функциональных возможностей

Хмелв Владимир Николаевич, Шалунов Андрей Викторович, Галахов Антон Николаевич

Статья научная

Статья посвящена разработке оборудования и исследованию процесса пеногашения. Разработан аппарат с изгибно-колеблющимся излучателем и показано, что применение ультразвуковых колебаний высокой интенсивности позволяет ускорить процесс осаждения пен. На основании анализа результатов экспериментальных исследований процесса пеногашения рекомендованы оптимальные режимы и условия ультразвукового воздействия на пивную и мыльную пены.

Бесплатно

Распространение гауссового волнового пакета с высокочастотным ЛЧМ заполнением в диссипативной среде

Гаврилов А.М., Курситыс А.Д.

Статья научная

Рассмотрена задача распространения плосковолнового гауссового пакета с частотно-модулированным по линейному закону высокочастотным заполнением в диссипативной среде. Прослежены характерные изменения параметров волны, проведена их количественная оценка для импульсов различной длительности и базы, промоделированы эволюционные изменения формы волнового пакета. Показаны возможные подходы к определению коэффициента затухания по результатам измерений в одной точке пространства.

Бесплатно

Рассеяние поля звукового пучка тонким слоем однородных включений

Гаврилов А.М., Савицкий О.А., Тимошенко Д.В.

Статья научная

Выполнен совместный анализ амплитудных и фазовых характеристик рассеянного поля в модели рассеяния поля звукового пучка на монослое однородных включений. Полученные результаты могут найти применение при разработке методов и гидроакустической аппаратуры поиска и измерения характеристикзагазованныхучастковморского дна

Бесплатно

Расчет и проектирование стержневых ультразвуковых концентраторов с помощью метода гармонического баланса

Степаненко Д.А., Жуков В.И., Роговцова А.С.

Статья научная

Рассмотрено применение метода гармонического баланса для решения задач расчета и проектирования стержневых концентраторов ультразвуковых колебаний. Для применения метода гармонического баланса функция, характеризующая распределение параметров колебаний по длине концентратора, и функция, описывающая профиль продольного сечения концентратора, продлеваются чётным образом на отрезке [- L ; + L ], где L - длина концентратора, и представляются в виде многочленов Фурье. Уравнение продольных колебаний концентратора представляется в виде неоднородного интегро-дифференциального уравнения, которое с помощью метода гармонического баланса сводится к неоднородной системе линейных алгебраических уравнений. Решение этой системы с наименьшей нормой определяется с помощью псевдообратной матрицы Мура-Пенроуза и дает коэффициенты многочлена Фурье для функции, характеризующей распределение параметров колебаний по длине концентратора. Приводятся численные примеры использования разработанной методики для решения задач расчета и проектирования конического концентратора и составного концентратора для ультразвуковой сварки электрических выводов изделий микроэлектронной техники...

Бесплатно

Расчет колебаний двумерных акустических волноводов и мембран методом конечных разностей во временной области

Наварро Е.А., Сегура дЖ., Санчис Р., Сориано А.

Статья научная

В статье описано применение метода конечных разностей во временной области в комбинации с дискретным преобразованием Фурье для нахождения собственных значений акустических волноводов и мембран произвольного поперечного сечения. Дискретизация уравнений выполняется двумерной области, в которой граничные условия определены через давление или скорость. На резонансных частотах поперечное сечение волновода работает как двумерный резонатор. Поэтому в спектре проявляются собственные частоты волновода или мембраны. Если каждая частота известна, применение дискретного преобразования Фурье дает также пространственное распределение мод давления или скорости в поперечном сечении волновода или мембраны.

Бесплатно

Расчетно-экспериментальный метод определения акустических сопротивлений упругих элементов трубопроводов

Ким Яков Александрович

Статья научная

В инженерной практике проектирования средств снижения передачи колебаний по жидкостному тракту трубопроводов гидравлических и воздушных систем упругие элементы (гибкие вставки) принято характеризовать параметрами, называемыми акустическими сопротивлениями. По определению это отношения звуковых давлений на входе и выходе элемента к колебательной скорости на входе при нулевой скорости на выходе. Эти параметры достаточны для описания передаточных свойств собственно упругого элемента и являются необходимыми для акустических расчетов систем с учетом происходящих в них волновых процессов. Пока далеко не всегда возможно найти эти параметры расчетом. В большинстве случаев их определяют экспериментально. Когда предметом исследований являются элементы с капельной жидкостью, обеспечить жесткие требования по граничным условиям не всегда удается. Тогда появляются области частот, где вещественные части акустических сопротивлений отрицательны по знаку, вопреки их физической сути. В таких случаях требуется логическая операция по сглаживанию данных измерений. Ниже рассматривается расчетно-экспериментальный метод, который позволяет упростить процедуру определения акустических сопротивлений и может быть использован при анализе результатов эксперимента. Исследуемый упругий элемент представляется в виде каскадного соединения четырехполюсников, эквивалентных его упругой и жестким частям. Параметры (скорость звука и коэффициент потерь) упругой части элемента предложено определять по экстремуму модуля отношения звукового давления к колебательной скорости во входной измерительной камере, а параметры остальных частей - расчетом.

Бесплатно

Реализация на ПЛИС многоканального адаптивного FxLMS-фильтра в виде массива вычислительных блоков

Ушенина И.В.

Статья научная

В статье проанализированы подходы к технической реализации многоканального адаптивного фильтра, используемого в качестве контроллера многоканальных систем активного подавления акустического шума. Показаны преимущества реализации фильтра в виде массива вычислительных блоков. Вычислительные блоки реализуются на базе ячеек цифровой обработки сигналов программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Размер массива вычислительных блоков зависит от количества каналов фильтра. Для представленной архитектуры выполнен анализ зависимости максимальной рабочей частоты от размера массива.

Бесплатно

Снижение дорожного шума активными барьерами в Южной Корее. Часть I: предварительная оценка шума и проектирование электроакустического аппаратного обеспечения

Ча Санг Гон, Трошин Андрей Гелиевич

Статья научная

В настоящее время проблема транспортного шума в квартирах и частных домах является очень актуальной в Южной Корее и требует решения. В данной статье выполнен анализ уровней транспортного шума вблизи транспортных магистралей. На основе анализа частотных составляющих шума сформулированы требования к системе активного гашения шума с помощью активных барьеров. Проанализированы характеристики активных компенсирующих громкоговорителей, предварительных усилителей для микрофонов и характеристики системы цифровой обработки сигналов (ЦОС) с формулировкой предложений по проектированию системы. Требуемые технические характеристики электроакустических элементов системы, а именно активных громкоговорителей и предусилителей, а также необходимые конструкторские решения подтверждены экспериментальной проверкой разработанных прототипов

Бесплатно

Собственные частоты изделия как информативный признак наличия дефектов

Ваньков Юрий Витальевич, Казаков Рувшан Билялович, Яковлева Эльвира Равхатовна

Статья научная

В статье рассматривается возможность применения акустического метода свободных колебаний к диагностике стержней. Обсуждаются результаты расчетов методом конечных элементов частот колебаний дефектных и бездефектных стержней. Предложен способ определения дефекта в стержне по анализу его спектра собственных частот.

Бесплатно

Совершенствование конструкции резонансного концентрирующего звена с увеличенной поверхностью излучения

Хмелев В.Н., Хмелев С.С., Барсуков Р.В., Голых Р.Н., Карзакова К.А.

Статья научная

В статье представлены результаты исследования функциональных возможностей, оптимизации геометрических размеров и совершенствования конструкции специализированного резонансного концентрирующего звена с увеличенной поверхностью излучения. Разработанная теоретическая модель позволила определять значения продольных и поперечных размеров каждого из участков концентрирующего звена, обеспечивающих достижение требуемых технических характеристик ультразвуковых колебательных систем (коэффициента усиления звена и его резонансной частоты). Для проверки эффективности разработанной модели проведено определение геометрических размеров резонансного концентрирующего звена с помощью конечно-элементного комплекса показавшее, что расхождение не превышает 10%. Эффективность предложенной модели при определении размеров и резонансных характеристик концентрирующего звена подтверждена результатами экспериментальных исследований. Теоретические и экспериментальные исследования позволили оптимизировать размеры концентрирующего звена, а созданная на его основе колебательная система при реализации технологий кавитационной обработки жидких сред обеспечила увеличение излучающей поверхности более чем в 6 раз без снижения интенсивности излучения.

Бесплатно

Создание пьезоэлектрических источников ультразвукового воздействия

Хмелев В.Н., Левин С.В., Хмелв С.С., Цыганок С.Н.

Статья научная

В статье предлагаются правила и последовательность проектирования отдельных составляющих (пьезопреобразователей, бустеров, концентраторов и рабочих инструментов) при создании пьезоэлектрических колебательных систем – источников ультразвукового воздействия на различные технологические процессы. Предложенные правила обеспечивают создание ультразвуковых колебательных систем с необходимыми параметрами ультразвукового воздействия: по мощности, интенсивности излучения, частоте, излучающей поверхности, направлению излучения и т. п.

Бесплатно

Сонохимический реактор с непараметрическим управлением для водоподготовки в молочной промышленности

Шленская Т.В., Баулина Т.В., Красуля О.Н., Шестаков С.Д.

Статья научная

В статье представлена новая разработка Московского государственного университета технологий и управления - сонохимический реактор для обработки воды. Описана концепция сонохимии и факторы, позволяющие эффективно ее применять в пищевой промышленности. Результаты исследований пищевой сонохимии представлены, главным образом, для технологии молочной промышленности. Рассмотрены проблемы сонохимических реакторов, которые препятствуют использованию технологии непараметрического усиления кавитации. Предложен проект реактора цилиндрической волны и непараметрического усиления кавитации, который может быть эффективно использован для промышленного приготовления смесей из сухих молочных компонентов. Дано его сравнение с известнымиреакторами.

Бесплатно

Сопоставление метода конечных элементов и статистического энергетического метода для расчета вибрации в периодических конструкциях

Грушецкий Игорь Викторович, Смольников Андрей Владимирович

Статья научная

Представлены примеры расчета вибрационной энергии балочной конструкции двумя методами: методом конечных элементов (МКЭ) и статистическим энергетическим методом (ЭМ). Расчеты выполнены для периодической конструкции, состоящей как из балок одинаковой длины, так и из балок, длины которых генерируются случайным образом в предположении, что они подчиняются нормальному закону распределения с заданными одинаковым средним значением и некоторой дисперсией. Тем самым моделируется реальная ситуация, когда размеры элементов конструкции неизвестны точно, а задаются в виде средней величины и погрешности. Показано, что энергии балок в конструкции из одинаковых элементов, рассчитанные МКЭ, существенно отличаются от энергий усредненных по результатам расчетов для конструкций из балок, длина которых является случайной величиной с одинаковым средним значением. Т. е. расчет МКЭ, использующий в качестве исходных данных только средние значения характеристик конструкции, может давать некорректные результаты для реальных периодических конструкций. Усредненные результаты расчета МКЭ и ЭМ отличаются незначительно. Сделан вывод о перспективности использования в инженерных расчетах ЭМ, который в сравнении с МКЭ является намного более экономичным.

Бесплатно

Способ компенсации температурной погрешности акустической локации

Абдуллаев Н.А., Абдулов Р.Н.

Статья научная

В статье предложен способ повышения температурной точности акустической локации при использовании метода окружности. Суть предложенного способа заключается в компенсации влияния температуры путем подбора соответствующего участка частотного спектра акустического сигнала.

Бесплатно

Способ приёма и обработки временных импульсов при многолучевом распространении звука в море

Джанг Г., Ховем Й., Донг Х., Рейнер Т.

Статья научная

Предлагается способ приёма и обработки временных импульсов, который хорошо подходит для использования реверберационной среде, при многолучевом распространении звука в море. Схема использует два идентичных широкополосных синхронизированных импульса и простую процедуру обработки сигналов. Первый импульс используется как пробный для оценки импульсного отклика канала распространения. В пределах времени когерентности может быть задан фиксированный порог для приема сигнала. Детектор принимает решение по коэффициенту корреляции между первым и вторым импульсами, поскольку коэффициент устойчив по отношению к влиянию особенностей многолучевого распространения звука. Предлагаемый способ прост и надежен. Представлены данные натурных испытаний в море и в озере, демонстрирующие осуществимость способа на практике.

Бесплатно

Статистический подход к определению влияния обтекателя на характеристики антенн ГАС

Голдовский Владимир Зеликович, Голубкин Александр Сергеевич, Коровкин Анатолий Николаевич

Статья научная

Методами статистической акустики и статистической теории антенн определено влияние обтекателя, с учетом его неоднородности, на коэффициент концентрации антенн. Установлено, что обтекатель вызывает падение коэффициента концентрации и помехоустойчивости антенн и, как следствие этого, уменьшение дальности действия ГАС. Показано, что влияние неоднородных свойств обтекателей аналогично влиянию случайных ошибок возбуждения антенн ГАС.

Бесплатно

Статистический энергетический метод для расчета излучения звука оконечными отверстиями систем вентиляции

Грушецкий Игорь Викторович

Статья научная

В статье представлено применение статистического энергетического метода для расчета звуковой мощности, излучаемой оконечными отверстиями систем вентиляции. Метод позволяет рассчитать плотности энергии реверберационных звуковых полей в прямых участках воздуховодов, которые возникают в них, как в ограниченных объемах, при наличии источника звука. Показано, как составляется система уравнений энергетического баланса для системы вентиляции с произвольным числом прямолинейных участков, поворотов, разветвлений, скачков площадей поперечных сечений, оконечных отверстий. При расчете полной мощности, излучаемой из оконечного отверстия, суммируется излучение, связанное с оттоком части энергии из реверберационного поля в оконечной трубе, и излучение, обусловленное распространением из оконечного отверстия бегущих от источника звуковых волн. На примере расчета для типичной системы вентиляции показано, что уровни реверберационной составляющей излучаемой звуковой мощности могут оказаться выше уровней бегущей составляющей и, следовательно, определять шумоизлучение из оконечного отверстия.

Бесплатно

Сферически расходящиеся пучки с резко выраженной границей

Гаврилов А.М.

Статья научная

Анализируются амплитудно-фазовая структура поля и пространственная динамика кривизны фазового фронта гармонической волны в сферически расходящихся звуковых пучках при различных распределениях амплитуды по поверхности излучателя. Для осесимметричных пучков с узким угловым спектром в рамках квазиоптического приближения рассмотрены особенности совместного влияния геометрической расходимости и дифракции волны. Сопоставлены пространственные характеристики пучков с резко выраженной границей и пучков с гауссовым и однородным распределениями амплитуды по фронту.

Бесплатно

Журнал