отзыв оппонента Булычева (1102929)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Отзыв официального огшонента на диссертацию Дмитриева Артемия Владимировича «Управляемое демпфирование колебаний высокодобротных механических резонаторов», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности ОЕ04.01 — приборы и методы экспериментальной физики, Механические резонаторы находят широкое применение в технике, приборостроении, в устройствах обработки сигналов. Если до недавнего времени ведущую роль играли пьезоэлектрические резонаторы, то сейчас интенсивно развиваются микро электромех аническис системы, в основе которых лежат механические колебательные элементы, соединенные с преобразователями механических колебаний в электрические сигналы. С другой стороны, в современных интерферометрических детекторах гравитационных волн, второе поколение которых в скором времени начнет поиск гравитационного излучения от космических источников в рамках крупных международных проектов (ЫОО, ЪЖОО, ОЕО, КАОВА и т.

д.), чувствительными элементами также являются механические колебательные системы. Собственно исследования А.В. Дмитриева, представленные в диссертационной работе, в большой степени связаны с решением задач, возникаюпцгх при разработке и создании гравитационно-волновых детекторов второго и следующих поколений. Это относится и к демпфированию струнных мод кварцевых подвесов пробных масс, и к разработке высокодобротных чувствительных элементов из монокристаллического кремния. Вместе с тем они интересны и важны для других применений высокодобротных электромеханических систем.

В диссертационной работе А.В. Дмитриева разработаны и экспериментально реализованы системы контролируемого демпфирования колебаний для высокодобротных механических осцилляторов двух типов: струнных из плавленого кварца и дисковых нз монокристаллического кремния. Обе системы являются новыми и оригинальными, для них диссертантом разработан новый оптический сенсор, система нанесения электрического заряда на кварцевую нить, емкостный преобразователь перемещений с двумя связанными радиочастотными контурами и ряд других элементов.

Исследования сопровождаются обстоятельным теоретическим анализом процессов, происходящих в разработанных системах, выполненным на высоком научном уровне, а также тщательными экспериментальными исследованиями отдельных узлов и в целом систем, В результате проведенной работы поставленные задачи были диссертантом успешно решены. Основное содержание диссертации изложено в четырех главах. Во введении обоснована актуальность исследования, изложены цели и задачи диссертационной работы, показаны научная новизна и практическая значимость полученных результатов, перечислены выносимые на защиту положения, описана структура диссертации. Первая глава является вводной и представляет собой литературный обзор по теме диссертационной работы. В ней даны основные сведения об управляемом демпфированин колебаний механических резонаторов, приведены примеры демпфирования колебаний механических подсистем в электромеханнческих системах в различных режимах.

Описано устройство подвесов гравитационно-волнового детектора Адчапсед Е1ОО и обсуждается проблема управляемого демпфирования струнных мод колебаний в них. Во второй главе описана разработанная и экспериментально реализованная автором система демпфирования струнных мод колебаний кварцевых подвесов пробных масс гравитационно-волновых детекторов. Контроль добротности таких мод колебаний подвесов пробных масс в современных гравитационно-волновых детекторах ~А~Ьапсед 1.1ОО) необходим вследствие большого времени затухания колебаний в таких модах, а также возможного возникновения параметрической нестабильности.

Система состоит из оптического датчика смещений нити подвеса (используется эффект преломления лазерного луча при прохождении через нить), электрической цепи обратной связи и актюатора силового воздействия, в котором используется взаимодействие электрического поля электродов, на которые подается сигнал с выхода цепи обратной связи, и поверхностных электрических зарядов на кварцевом подвесе.

Возможность применения этого метода для демпфирования колебаний в подвесах пробных масс обусловлена большим временем релаксации поверхностного заряда„находящегося на образце плавленого кварце в условиях высокого вакуума. Экспериментальные результаты второй главы получены с применением модели кварцевого подвеси пробной массы - монолитной конструкции из плавленого кварца, в котором натянутая нить приварена к массивному основанию, что позволило добиться достаточно высоких значений собственной добротности струнных мод колебаний нити - около 10'.

Также была изучена эффективность различных способов нанесения на поверхность нити электрических зарядов, проанализирован и реализован экспериментально альтернативный способ демпфирования колебаний кварцевой нити - с использованием промежуточного осциллятора. Проведен сравнительный анализ различных способов демпфирования струнных колебаний кварцевых подвесов. Третья глава посвящена анализу различных мод механических колебаний дисковых резонаторов, характеризующихся большими значениями азимутального индекса.

Колебания в таких модах в основном сосредоточены вблизи боковой поверхности диска, что дает возможносп* свести к минимуму влияние механических потерь в креплении дисков, если их закрепление осуществлять в центре диска. Теоретически и экспериментально получены дисперсионные кривые различных семейств таких мод колебаний, дана их классификация„основанная на анализе пространственных распределений амплитуды смещения, рассчитанных теоретически.

Исследованы диссипация и нелинейные эффекты в изгибных модах колебаний кремниевых дисковых резонаторов (стандартных трехдюймовых пластин монокристаллического кремния с ориентацией кристаллографическнх осей 1111] н двусторонней полировкой поверхности) с большими азимутальными индексами. В четвертой главе предложена и теоретически проанализирована электромеханическая система управляемого демпфирования, в которой демпфируемый механический резонатор взаимодействует с системой двух связанных электрических радиочастотных колебательных контуров. Это позволяет добиться существенного увеличения эффективности электромеханического взаимодействия в режиме разрешенной боковой полосы по сравнению со стандартной схемой, в которой механический осцнллятор связывается с одиночным электрическим колебательным контуром. Осуществлена экспериментальная реализация такой системы, в которой демпфируемым объектом являлся дисковый резонатор из кремния, описанный в третьей главе, точнее одна из его нзгибных механических мод колебаний с большим значением углового индекса, получено хорошее соответствие между теоретическими расчетами н экспериментальными результатами.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты работы. Основные результаты работы н научные положения, выносимые на защиту, являются новыми. Автором разработаны и проанализированы оригинальные системы управляемого демпфирования колебаний для двух типов высокодобротных механических резонаторов. Им созданы экспериментальные макеты этих систем, проведено их всестороннее и детальное исследованяе с использованием современного научного оборудования и компьютерных методов сбора и обработки экспериментальных данных. Экспериментальные данные сопоставлены с теоретическими расчетами, также проведенными на высоком научном уровне. Все это подтверждает достоверность полученных результатов и свидетельствует о высокой квалификации автора.

Разработанные А.В. Дмитриевым системы демпфирования могут использоваться при разработке и совершенствовании конструкции чувствительных элементов — пробных масс интерферометрнческих детекторов гравитационных волн, а также при разработке различных приборов на основе электромеханических систем. Вместе с тем по содержанию диссертационной работы можно сделать ряд замечаний. 1. В описании системы контроля добротности струнных мод колебаний кварцевых нитей в главе 2 не указана роль внутренних напряжений в кварцевой нити, возникающих при изготовлении экспериментального макета 2.

Описание постановки вычислительной задачи для мод колебаний дисковых резонаторов в разделе 3.1.1 содержит ряд неточностей. Так, для дискового резонатора, вообще говоря, формулируются девять граничных условий: по три на каждой из поверхностей. В связи с этим вызывает вопрос утверждение автора на стр. 61 о шести граничных условиях для свободного дискового резонатора, описываемых выражениями (3.2). Кроме того, автор, по-видимому, исследует исключительно стационарньш режим колебаний, но это обстоятельство при постановке задачи не упоминается и не обосновывается.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации