SCI Библиотека

В двух частях монографии дано систематическое изложение микромагнитного подхода к исследованию магнитных свойств вещества, лежащих в основе разработки всех видов магнитных материалов, применяющихся как в электро- и радиотехнической промышленности, так и в микроэлектронике, информационной технике, а также перспективных для спинтронных устройств и др.
Во второй части описана нелинейная динамика стенок в пленках с перпендикулярной и плоскостной анизотропией, а также в страйп-структурах, учитывающая различные сценарии динамического преобразования внутренней структуры стенок. Приведены результаты исследования влияния на динамику доменных стенок импульсных полей, приводящим к внутристеночным переходам. Представлены результаты исследований динамики периодических структур доменов, описаны условия возникновения хаотической динамики, динамического дробления и однонаправленного движения в периодических по времени полях.
Книга предназначена для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области исследования магнитных явлений и материалов, а также для научных работников, начинающих работать в области исследований магнитных свойств.

Считается, что для разгона космического корабля до больших, вплоть
до субсветовых, скоростей необходимы значительные запасы топлива.
Однако ограниченность скорости распространения гравитации приводит к
возникновению релятивистского эффекта гравитационного самоускорения,
когда протяженный объект увеличивает скорость своего движения
без приложения к нему внешней силы, так называемое, безопорное
движение.

Книга посвящена рассмотрению необычных лазерных пучков – вихревых или
сингулярных пучков. Они называются вихревыми, потому что у них поток энергии
вращается по спирали вокруг оптической оси, когда пучок распространяется вдоль этой
оси. А сингулярными они называются потому, что в сечении таких пучков имеются
изолированные точки с нулевой интенсивностью, в которых фаза не определена. Эти
точки являются сингулярными (необычными точками). Вихревые лазерные пучки
описываются двумя интегральными (усредненными) характеристиками: орбитальным
угловым моментом (ОУМ) и топологическим зарядом (ТЗ). ОУМ пучка показывает с
каким моментом силы будет действовать свет на микрочастицу, помещенную в фокус
вихревого лазерного пучка. А ТЗ пучка показывает, сколько полных скачков на 2π
приобретет фаза в сечении пучка при обходе по замкнутому контуру, охватывающему
весь пучок. Если ОУМ пучка сохраняется при распространении скалярного
параксиального лазерного пучка, то ТЗ иногда сохраняется, а иногда нет.
Нормированный на мощность пучка ОУМ может быть и целым, и дробным числом. А
ТЗ пучка (кроме начальной плоскости и на бесконечности) всегда целый.
Исследованию ОУМ вихревых пучков посвящено достаточное число монографий, а по
исследованию ТЗ монографий нет. Эта книга как раз и посвящена изучению
топологического заряда вихревых лазерных пучков.
Книга предназначена для широкого круга научных работников, инженеров,
работающих в области оптики, фотоники, лазерной физики, оптоинформационных
технологий, оптического приборостроения. Также может быть полезной для
бакалавров и магистров по специальностям “Прикладные математика и физика”,
“Прикладная математика и информатика”, “Оптика” и аспирантам,
специализирующимся в этих областях

Purpose. Wind speed accuracy in diverse storm systems is crucial for weather prediction, climate studies and marine applications. This study aims to evaluate the performance of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) fifth-generation atmospheric reanalysis (ERA5) for wind speeds in extratropical cyclones (ETCs), polar lows (PLs) and tropical cyclones (TCs), as well as to propose a correction function for potential biases.

Methods and Results. We compared the ERA5 wind speeds with the data from the Advanced Microwave Scanning Radiometer-2 (AMSR-2) satellite for various storm events. Statistical metrics, including bias, root mean squared error (RMSE) and correlation coefficient (R), were calculated to quantify discrepancies between the two datasets. Based on the observed biases, a simple exponential correction function was proposed to adjust the ERA5 wind speeds. The effectiveness of the correction function was evaluated through visual comparisons and quantitative analyses. The analysis revealed that the ERA5 systematically underestimated wind speeds across large areas within ETCs, PLs and TCs compared to the AMSR-2 observations. The proposed correction function successfully improved the agreement between ERA5 and AMSR-2 wind speeds in ETCs and PLs. However, applying the same function to TCs revealed significant structural discrepancies between the ERA5 and the AMSR-2 wind fields within these systems.

Conclusions. This study demonstrates effectiveness of the proposed correction function in enhancing wind speed accuracy for ETCs and PLs, bringing them closer to AMSR-2 observations. However, further research is necessary to develop approaches for addressing wind speed biases in TCs, considering the unique characteristics and limitations of existing reanalysis data. This research contributes to improving our understanding and representation of wind speeds in diverse storm systems, ultimately aiding in more accurate weather forecasting and climate monitoring.

Обобщены результаты исследований, направленных на разработку эффек-
тивных гибридных и численно-аналитических электродинамических методов
анализа и синтеза волноводных и волноводно-щелевых антенных решеток, а
также пассивных волноводных устройств на волноводах сложных сечений. При-
ведены результаты исследований многоэлементных фазированных антенных
решеток (ФАР) с широкоугольным сканированием на основе инвертированных
V-образных вибраторов, излучателей Вивальди, а также ФАР с распределитель-
ной системой на радиальном волноводе. Полученные результаты использованы в
интересах создания высококачественной элементной базы СВЧ и КВЧ диапазона
и радиотехнических комплексов на основе ФАР для перспективных систем свя-
зи, радиолокации, навигации

Purpose. The work is aimed at developing and implementing a geographic information system (GIS) that provides an opportunity for online work with the Argo floats data in the Black Sea and for its application to assess the float drift velocities in different sea layers.

Methods and Results. The geoinformation system is developed based on a client-server architecture using PostgreSQL DBMS to store the Argo float data, the jQuery, Plotly and mapbox gl libraries and, therefore, to implement a user interface and a cartographic service. The floats drift velocities are calculated and analyzed using the information provided by the Argo project in the public domain. The information is received from the autonomous drifting profiling floats and includes data on their satellite positioning, drift depths and profiling. The velocities at the float drift horizon are calculated using the data on its trajectory, meanwhile GIS assumes the possibility to recalculate velocities swiftly when new observation data are received, adjust calculation methodology, expand the range of statistical characteristics as well as to add a number of additional options. The Argo data array (early 2005 – mid 2022) was included in the system current version to calculate and analyze velocities. Application of GIS made it possible to estimate floats drift velocities in the Black Sea, specify mean velocity values as compared to the previous studies and show its seasonal variability in different layers of the sea.

Conclusions. The online services of the Argo project are complemented by the developed GIS that simplifies processing and scientific analysis of the Black Sea oceanographic data significantly with no need to use additional scripts, data downloads and external visualization systems. The examples of applying the system for the assessment of floats drift velocities at different depths and in certain parts of the sea are shown. In the future, GIS can be supplemented with new modules, such as automatic downloading of Argo data, operating with similar data arrays obtained, for example, from drifters or ADCP current profilers. Besides, it can be applied to any other regions.

В монографии опубликованы результаты исследований конструкционных и функциональных материалов.
Представлены инновационные разработки в области материаловедения. Обсуждены механизмы формирования
структуры, результаты исследования фазовых состояний и дефектной субструктуры материалов, а также влияние
воздействия ультразвуковых колебаний, электромагнитного излучения, интенсивной пластической деформации на
свойства различных материалов.
Книга предназначена для широкого круга специалистов: научных работников, инженеров, а также преподавателей,
аспирантов и студентов, специализирующихся в области материаловедения и физики конденсированного состояния.

Purpose. The research is purposed at substantiation of the design of floating marine stations with a wave energy generator. The proposed construction is of higher efficiency as compared to the known designs due to the application of roll oscillations and resonance operating mode.

Methods and Results. The resonance method of converting wave energy into electrical energy, as well as the design of an autonomous station based on the resonance conversion of the station hull roll oscillations into the electrical energy are described. The method implies adjusting the frequency of natural angular oscillations of the floating station hull to the significant wave frequency. It has been theoretically proved that the conversion of roll oscillations energy is more effective than the conversion of vertical oscillations. This is due to the fact that the amount of damping during vertical vibrations of a cylindrical body in water exceeds the amount of damping during angular oscillations of such a body. Besides, the proposed method is shown to be effective for applications in the development of measurement systems and storage devices. The design of a floating station is proposed for implementing the resonance method for converting wave energy. It is shown that adjusting the frequency of natural onboard oscillations of the station hull to the significant wave frequency can be done using the additional filled tanks. The algorithm for adjusting the hull roll oscillations to the resonance with significant wave frequency is described. The kinematic scheme for a mechanical converter of roll energy into electrical one is proposed.

Conclusions. The results of theoretical studies were validated experimentally using the device test model in a wave experimental basin. They show that the hydrodynamic efficiency of the proposed wave converter increases as the wave heights decrease.

В монографии рассматриваются теоретико-методологические основы реализации про-
ектной деятельности учащихся в средней школе, методика и примеры проведения ис-
следовательских мини-проектов и среднесрочных проектов в школьном курсе физики
основной и старшей школы. Представлены разработки мини-проектов, в том числе с ис-
пользованием цифровой лаборатории по физике «Научные развлечения», методика ор-
ганизации и проведения интегрированных мини-проектов в пропедевтическом курсе фи-
зики, а также среднесрочные проекты для старшей школы.
Монография адресована учителям физики средних школ, лицеев, гимназий, а также
студентам и магистрантам педагогических направлений подготовки направленность
(профиль) «Физика».

Purpose. The work is aimed at studying the statistics of width-to-length ratio of a breaking crest for an active phase of wind wave breakings and at assessing the possibility of approximating the geometric shape of a breaking with an ellipse.

Methods and Results. The experimental data including the video records of sea surface and the wind speed measurements were obtained at the stationary oceanographic platform in the Black Sea Hydrophysical Subsatellite Polygon of Marine Hydrophysical Institute (near the village of Katsiveli, the Southern Coast of Crimea) in 2015–2019. Processing the in situ data made it possible to form the arrays both of lengths and areas of the breakings and the synchronous measurements of wind speed.

Conclusions. The distributions of random variables proportional to the minor-to-major axes ratios of breakings are obtained. It is shown that these distributions are coincident for the whitecaps of different scales. This fact testifies to the similarity of breaking geometric shapes. The average value of breaking axis ratio obtained from all the data is 0.41. It is concluded that the average geometric shape of the breaking boundaries is satisfactorily described by an ellipse with eccentricity 0.91. The ratio of the speed of a breaking centroid to that of its anterior front is estimated to be 0.9.