Отзыв ведущей организации (1104092)
Текст из файла
УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор — научный руководитель АО «Акустический институт 'й65й~мика Н.Н. Андреева» Ф~~'.;! 4"1 'ф А.В. Гладилин 16 г. ОТЗЫВ ведущей организации — Акционерного общества «Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева» на диссертационную работу Карзовой Марии Михайловны «Нелинейные эффекты при отражении и фокусировке разрывных акустических волн в задачах атмосферной и медицинской акустики», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.06— акустика. Диссертационная работа М.М. Карзовой посвящена проблеме описания пространственно-временной структуры акустических полей, создаваемых при нелинейной фокусировке и отражении от границ волн с ударными фронтами (разрывных волн). Присутствие ударного фронта в профиле мощного акустического сигнала являлось ключевым фактором, объединяющим рассматриваемые явления.
Проведенные в работе теоретические и экспериментальные исследования проявления нелинейно-волновых эффектов при фокусировке и отражении волн, помимо фундаментального аспекта, представляются актуальными в задачах атмосферной и медицинской акустики. В аэроакустике знание количественной информации о структуре ударных фронтов, возникающей при распространении разрывных волн и их отражении от границ различного типа, необходимо для оценки уровня шума сверхзвуковой авиационной техники и вырабогки критериев экологической безопасности. В задачах медицинской акустики фокусированные ударно-волновые поля применяются в таких приложениях, как экстракорпоральная ударно-волновая терапия, разрушение опухолевых тканей мощным ультразвуком, выталкивание из почки мелких почечных камней путем воздействия акустической радиационной силой.
Понимание структуры нелинейных полей медицинских устройств необходимо для планирования вызываемого терапевтического эффекта, а также для разработки оптимальных режимов облучения, обеспечивающих наиболее эффективное воздействие. Проведенный в диссертации детальный количественный анализ пространственно-временных характеристик акустических полей коммерческих излучателей ударно-волновой терапии Рпо111п Я)1 и диагностического ультразвука Р)п11рз С5-2, используемых в реальной медицинской аппаратуре, имеет непосредственную прикладную направленность.
Рукопись диссертации М.М. К арзо вой состоит из введения, четырех оригинальных глав, приложения и перечня основных результатов и выводов. Объем работы составляет 123 страницы, включая 74 рисунка и 2 таблицы. Список литературы содержит 128 наименований. Во введении к работе излагается современное состояние исследований в области измерений и численного моделирования полей разрывных акустических волн при их отражении и фокусировке.
Обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются цели и задачи исследования, а также основные защищаемые положения. Отмечается научная новизна и практическая значимость результатов, описывается краткое содержание работы по главам. Первая глава диссертационной работы представляет результаты экспериментальных исследований и посвящена оптическим методам измерения профилей давления сферически расходящейся Ж-волны, создаваемой искровым источником в воздухе.
Обсуждаются недостатки измерений Ж-волны при помощи современных конденсаторных микрофонов, имеющих ограниченную по частоте полосу пропускания, что не позволяет корректно измерять структуру ударных фронтов. Предлагается использование оптических методов измерения профилей волн как альтернативных акустическим методам.
Важным результатом этой главы являются разработанные алгоритмы восстановления профилей давления У-волны по данным оптических измерений: распределению интенсивности теневой картины в шлирен-методе и оптическому сдвигу фаз между лазерными лучами в методе интерферометрии по схеме Маха-Цендера. Показано, что временное разрешение шлирен-метода (3 мкс) определяется временем экспозиции высокоскоростной камеры. Временное разрешение при измерениях с помощью интерферометра Маха — Цендера (0.4 мкс) определяется диаметром лазерного луча в области его прохождения через фронт Ж-волны и в шесть раз превышает разрешение современных конденсаторных микрофонов. Таким образом„созданная на основе интерферометра Маха-Цендера измерительная установка может применяться в качестве эталонного прибора для калибровки в воздухе широкополосных измерительных устройств.
Вторая глава диссертации посвящена экспериментальному исследованию нерегулярного отражения Ж-волны от жесткой поверхности в воздухе. Приводится обзор литературы по нерегулярному отражению ударных волн от жестких поверхностей, в частности по работам, в которых рассматривались случаи отражения слабых ударных волн в условиях парадокса фон Неймана. Большинство работ, выполненных в этой области, было проведено для сильных ударных волн, создаваемых в аэродинамических трубах. В диссертации впервые экспериментально исследовался случай отражения слабой ударной У-волны, имеющей сферическую геометрию волнового фронта. Визуализация структуры переднего фронта Ф-волны, возникающей при отражении, проводилась с помощью шлирен-метода, а количественные измерения профилей Ж-волны вблизи отражаю гней поверхности выполнялись с использованием метода интерферометрии по схеме Маха-Цендера.
Важным результатом стало нахождение соотношений между углом падения и амплитудой У-волны, при которых возникает нерегулярное отражение. В третьей главе на основе уравнения Хохлова-Заболотской-Кузнецова (ХЗК) с помощью методов численного моделирования исследуются эффекты нелинейного насьпцения в фокусированных пучках разрывных периодических волн и импульсов, создаваемых гауссовским и поршневым излучателями. В работе показывается, что эффект нелинейной рефракции является основным фактором, ограничивающим предельные уровни давления в импульсных полях, в то время как насыщение давления в периодических полях связано в основном с нелинейным поглощением на ударном фронте волны.
Полученные в этой главе результаты численного анализа могут быть использованы в качестве рекомендаций для разработки оптимальных протоколов облучения в различных медицинских приложениях. Так, использование периодических полей оказалось преимущественным для достижения более высоких уровней пиковых давлений в фокусе излучателя, чем в случае импульсных полей, а излучатели с гауссовской пространственной аподизацией оказались лучше подходящими для достижения высоких значений пиковых давлений в малой фокальной области, чем поршневые излучатели. Интересным результатом является определение условий формирования «ножки» Маха в фокальной области медицинских излучателей, причем данную пространственную особенность удалось описать в рамках ХЗК.
Четвертая глава посвящена детальному количественному анализу ультразвуковых полей фокусированных излучателей коммерческих медицинских устройств экстракорпоральной ударно-волновой терапии (ОцоИЬ ЯШ) и диагностического ультразвука (решетка РЫ11рз С5-2). На основе комплексного подхода, заключающегося в использовании экспериментальных данных для постановки граничного условия в моделировании, были рассчитаны 3 пространственно-временные структуры исследуемых полей в широком диапазоне подаваемых на излучатели мощностей. Было показано, что в полях ударно- волновой терапии ударный фронт в профиле акустической волны образуется при уровнях акустического давления на источнике, в два раза превышающих используемые в клинике.
В полях диагностической ультразвуковой решетки, используемых в клинических экспериментах по ультразвуковому толканию почечных камней, впервые наблюдается эффект нелинейного насыщения. В заключении приведены основные результаты и выводы проведенного исследования. Научная новизна и практическая значимость полученных автором результатов не вызывает сомнений. Так, автором впервые реализованы в эксперименте оптические методы количественного восстановления профилей давления У-волны, причем временное разрешение восстановленных сигналов не уступает разрешению современных широкополосных микрофонов, а в методе интерферометрии по схеме Маха-Цендера в 6 раз превосходит его, Предложенные оптические методики не вносят искажений в профиль волны, которые неизбежны при измерениях микрофонами, и могут быть использованы в качестве эталонных приборов для измерения профилей разрывных волн, имеющих сферическую либо цилиндрическую геометрию фронта. Особую значимость в медицинской практике имеют результаты характеризации пространственно-временной структуры акустических полей коммерческих излучателей ударно-волновой терапии ПиоИЬ Я)1 и диагностического ультразвука Р)п11рз С5-2.
Впервые выполненные расчеты акустических полей этих медицинских устройств несомненно важны для оптимизации параметров ультразвуковых излучателей и разработки оптимальных протоколов облучения. К наиболее важным результатам диссертационной работы можно отнести следующие: 1. Показано, что применение оптических методов (шлирен-метода и интерферометрии по схеме Маха-Цендера) позволяет количественно измерять профили разрывных акустических волн, при этом временное разрешение шлирен-метода (3 мкс) определяется временем экспозиции высокоскоростной камеры, а временное разрешение в измерениях с помощью интерферометра Маха-Цендера (0.4 мкс) - шириной лазерного пучка. 2.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
