Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н.Гурбатов

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
курса
"ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ АКУСТИКИ"
по направлению подготовки 511500 "Радиофизика"
и по магистерской программе
511505- Акустика
(цикл специальные дисциплины)
Н.Новгород - 2001

 1. Организационно-методический раздел.

    Программа предназначена для подготовки магистров программе "Акустика". Спецкурс "Прикладные проблемы современной акустики" читается в 11 семестре. Он базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, математического анализа, дифференциальных уравнений, общей акустики, механики сплошных сред, теории колебаний и волн, акустика океана, техника и методика акустического эксперимента.
    Цель преподавания дисциплины - сформировать у студентов представление о совеременных проблемах прикладной акустики, связанных с диагностикой различных сред, используемых в решении этих задач физических эффектах и методах диагностики.

В процессе изучения курса студенты должны освоить:

• основные методы акустической диагностики различных сред;
• свойства акустических помех в различных средах и их происхождение;
• основные методы акустической томографии океана;
• основные методы нелинейной акустической диагностики сред с дефектами структуры;
• физико акустические явления, происходящие при колебаниях газового пузырька в жидкости.

 2. Содержание курса.

I. Введение.

    Задачи акустической диагностики в гидро и сейсмоакустике, медицине и биологии, технике.

II. Принципы акустической локации.

    Импульсный объем. Реверберация. Рассеяние на дискретных неоднородностях. Когерентное и некогерентное рассеяние. Рассеяние на сплошных объемных и поверхностных неоднородностях. Крупно- и мелкомасштабные неоднородности. Борновское приближение. Брэгговский эффект. Прохождение и отражение звука от слоистых сред. Точные решения. Обращение волнового фронта.

III. Акустическая томография.

    Принципы просвечивающей акустической томографии. Лучевая и модовая схемы. Эмиссионная томография океана.

IV. Нелинейные акустические методы диагностики.

    Основные нелинейные эффекты, используемые в акустической диагностике. Нелинейная акустическая диагностика и локация дискретных неоднородностей. Некогерентное нелинейное рассенияе. Когерентные эффекты в нелинейном рассеянии. Нелинейный Брэгговский эффект. Использование нелинейных акустических методов в движущейся среде. Нелинейный эффект Доплера.

V. Акустика газового пузырька в жидкости.

    Уравнение монопольных колебаний газового пузырька. Малые колебания. Сильно-нелинейные колебания. Решение Рэлея. Нелинейное акустическое рассеяние на пузырьках. Методы диагностики пузырьков, основанные на методе второй гармоники и комбинационных частот. Параметрическое возбуждение мультипольных колебаний пузырька. Взаимодействие мод. Наведенная вязкость. Радиационные эффекты. Левитация газовых пузырьков. Силы Бьоркнеса. Линейные и нелинейные свойства жидкости с газовыми пузырьками. Методы диагностики. Коллективные эффекты. Сонохимия и сонолюминесценция.

VI. Акустические шумы в природных средах.

    Основные характеристики и источники шумов океана. Основные механизмы генерации подводного шума. Микросейсмы. Поверхностные волны. Ветровое волнение. Пузырьки и пузырьковые облака. Тепловые шумы.

 Темы лабораторных занятий по курсу (9 семестр).

1. Эффект Доплера при нелинейном рассеянии звука.
2. Левитация газовых пузырьков в акустическом поле.

 3. Распределение часов курса по темам и видам работ.

4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.

Итоговый контроль: зачет в конце 9-го семестра.

5. Учебно-методическое обеспечение курса.

5.1. Рекомендуемая литература (основная).

1. Клей К., Медвин Г. Акустическая океанография. М. Мир. 1980. 582с.
2. Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука. 1973. 495с.
3. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 264с.
4. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Пер с англ. М.: Мир, 1981, Т.1.-280с. Т.2. 317с.
5. Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Часть 2: Случайные поля, М.: Наука, 1978, 463с.
6. Наугольных К. А., Островский Л.А. Нелинейные волновые процессы в акустике. М.: Наука. 1990.

5.2. Рекомендуемая литература (дополнительная).

1. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Гидродинамика. М.: Наука, 1986, 733с.
2. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. 2-е издание. М.: Наука. 1973. 463c.
3. Виноградова М Б., Руденко О. В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Наука. 1990. 527c.

Составитель программы:
И.Н.Диденкулов