Хлебцов П.А. «Численное моделирование свободных колебаний модели в трансзвуковой аэродинамической трубе» Космонавтика и ракетостроение, № 1, с. 69-73 (2016)

Представляются результаты численного моделирования свободных колебаний модели возвращаемого аппарата в трансзвуковой аэродинамической трубе при коэффициентах загрузки 0,013 и 0,002. Полученные результаты сопоставляются с данными расчёта свободных колебаний при открытых границах.

Зайцев М.Ю., Копьев В.Ф. «Механизм излучения звука турбулентностью вблизи твердого тела» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 98-109 (2008)

Рассмотрена задача аэродинамической генерации звука турбулентным потоком при поперечном обтекании жесткого цилиндра. С помощью метода азимутальной декомпозиции звукового поля обнаружен аномальный сдвиг местоположений эквивалентного дипольного источника в область далеко вниз по потоку за цилиндром. Дано объяснение этому эффекту с помощью анализа двумерной задачи о мультипольных источниках вблизи круга в несжимаемом приближении. Показано, что сдвиг диполя есть следствие сложения исходного квадрупольного источника и его дипольного отражения. Сделан вывод о механизме генерации дипольного шума в слабосжимаемом случае, как о не скомпенсированном отражении слабых квадруполей от криволинейной поверхности.

Осипенко К.Ю., Симонов И.В. «Обтекание конуса сверхзвуковым потоком пористой среды» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 87-96 (2001)

Франк А.М. «Нелинейные волны на пленке увлекаемой потоком газа» Вычислительные технологии, 14, № 6, с. 104-109 (2009)

Приведен краткий обзор результатов, полученных автором при численном исследовании двумерных нелинейных волн на границе жидкой пленки, увлекаемой потоком существенно более легкой жидкости (газа). Численное моделирование осуществлялось в рамках полных уравнений Навье–Стокса на основе метода частиц для несжимаемой жидкости.

Шишина М.И. «Стационарные поверхностные гравитационные волны на свободной границе потока с постоянной завихренностью» Процессы в геосредах, № 4, с. 71-77 (2016)

Для поверхностных гравитационных волн на свободной границе потока бесконечной глубины с постоянной завихренностью с помощью конформных переменных и техники конформных преобразований выведена система точных интегро-дифференциальных уравнений. Получены уравнения для профиля стационарных волн и найдены их решения в виде рядов Фурье. Найдены полные системы нелинейных уравнений для определения коэффициентов решений уравнений профиля стационарных волн.

Пятницкий Л.Н. «По следам Рэлея. Часть 2» Инженерная физика, № 6, с. 14-48 (2016)

Некоторые достижения в сфере интересов Релея касаются гидродинамической турбулентности, влияния звуковых волн на пламёна, а также проблемы парапсихологии. Одной из проблем турбулентности является отсутствие представлений о возникновении турбулентных пульсаций. В работе описана подтвержденная данными экспериментов модель этого процесса. Предложенная модель позволяет впервые поставить обратную задачу. В примере ее решения определены параметры первичных возмущений, их распределение на стенках и во времени. Показана также ведущая роль звуковых волн в формировании структуры и характера распространения пламени. В качестве примера рассмотрено явление перехода нормального горения в детонацию в трубе. Краткий обзор проблемы взаимодействия сознания с физической реальностью сопровождается примерами воздействия сознания на структуру воды и на показания компьютера.

Ерёмин В.В., Липницкий Ю.М., Михалин В.А. «Численное моделирование процесса свободных колебаний. проверка гипотезы гармоничности» Космонавтика и ракетостроение, № 4, с. 5-10 (2015)

Представляются результаты математического моделирования движения тел, совершающих плоские угловые колебания в потоке газа под действием аэродинамических сил. Оценивается влияние величины момента инерции на характер движения и рассматриваются возможности нахождения значений статического и демпфирующего моментов в рамках моделирования движения на основе гипотезы гармоничности. Показывается допустимость применения гипотезы гармоничности при определении моментных характеристик. Отмечается существенное влияние момента инерции на характер движения тела.

Морозов В.И., Овчинников В.В. «Аэродинамические способы управления колебаниями элементов конструкций» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 180-192 (2006)

Рассматриваются способы управления аэроупругими колебаниями, основанные на изменении условий обтекания элементов конструкций. Для теоретического исследования процесса колебаний используются аэродинамически нелинейные математические модели аэроупругости различного уровня сложности. Приведены результаты численного эксперимента.

Гувернюк С.В., Симоненко М.М., Синявин А.А. «Особенности обтекания сверхзвуковым потоком решётчатых крыльев при больших углах атаки» Космонавтика и ракетостроение, № 1, с. 55-62 (2012)

Представляются результаты численного и физического моделирования обтекания сверхзвуковым потоком решётчатых крыльев. Отмечается, что при изменении угла атаки наблюдаются переходы от режимов с образованием ударной волны перед решёткой к «безударным» режимам и обратно. Результаты вычислений сопоставляются с экспериментальными данными.

Самсонов В.А., Селюцкий Ю.Д. «О колебаниях пластины в потоке сопротивляющейся среды» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 24 (2004)

В задаче о поступательных колебаниях твердых пластин (крыльев, лопастей и т.п.) в потоке среды для описания воздействия среды на пластину предложен подход, в рамках которого внутренняя динамика среды моделируется присоединенным осциллятором. Показано, что для достаточно широкого диапазона условий движения и аэродинамических характеристик пластин существует универсальный набор значений параметров модели, который обеспечивает хорошее согласование с известными экспериментальными данными. Проведен эффективный параметрический анализ рассматриваемой задачи. Это позволило сформулировать конструктивные критерии применимости традиционной квазистатической модели в этой задаче.

Самсонов В.А., Селюцкий Ю.Д. «О колебаниях пластины в потоке сопротивляющейся среды» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 4, с. 24-31 (2004)

Галактионов А.Ю. «Гиперзвуковые особенности отрывного обтекания преград потоком реального газа» Космонавтика и ракетостроение, № 1, с. 32-40 (2011)

Представляются картины течения перед прямым уступом на конической поверхности, полученные путём численного решения уравнений Навье–Стокса в рамках модели реального газа при ламинарном режиме потока. Сопоставляются суммарные и распределённые характеристики отрывных течений перед преградой, найденные при различных числах Дамкелера. Полученные результаты сравниваются с известными данными, достоверность которых была подтверждена в ходе лётных испытаний.

Галактионов А.Ю. «Гиперзвуковое обтекание боковой струи на конической поверхности с учётом ионизации и излучения» Космонавтика и ракетостроение, № 1, с. 63-71 (2012)

Рассматривается гиперзвуковое обтекание боковой струи на конической поверхности тела потоком воздуха. Устанавливаются аэродинамические характеристики зоны его взаимодействия со струёй в окрестности последней при отрицательных и положительных значениях угла полураствора конической поверхности. Отмечается, что представленные результаты получены путём численного решения полных нестационарных уравнений Навье–Стокса в рамках модели реального газа с учётом его ионизации и излучения. Для подтверждения полученных данных последние сравниваются с результатами предыдущих расчётов.

Горшков А.Б., Лапыгин В.И., Михалин В.А., Сазонова Т.В., Фофонов Д.М. «Использование модели идеального газа при решении задачи оптимизации формы тела в сверхзвуковом потоке» Космонавтика и ракетостроение, № 3, с. 33-42 (2013)

В целях численной реализации вариационных методов оптимизации аэродинамической формы тела предлагается процедура, в ходе которой расчёт обтекания тела в рамках модели идеального/вязкого газа проводится лишь для уточнения формул касательного клина при определении аэродинамических коэффициентов в алгоритме численной оптимизации. Представляются результаты использования описанной процедуры применительно к крыльям треугольной формы в плане с затупленными кромками. Проводится анализ влияния затупления носка и передних кромок на оптимальную форму и аэродинамическое качество.

Архиреева Е.Ю., Даньков Б.Н., Коляда Е.О., Косенко А.П. «Особенности автоколебательных процессов, возникающих при трансзвуковой перестройке течения за трёхмерным уступом поверхности тела» Космонавтика и ракетостроение, № 4, с. 17-25 (2014)

Представляются результаты комплексных исследований характерных частот автоколебательных процессов, возникающих при трансзвуковой перестройке течения за уступом, расположенным на поверхности тела. Показывается, что автоколебательные процессы за угловыми кромками тел с изломами образующей могут иметь не только расходно-волновую, как считалось ранее, но и гидродинамическую природу.

Кравчук М.О., Кудимов Н.Ф., Сажин Д.С., Сафронов А.В. «Результаты расчётно-экспериментальных исследований взаимодействия реактивных сверхзвуковых струй с преградой» Космонавтика и ракетостроение, № 2, с. 54-61 (2015)

На основе осреднённых уравнений Навье–Стокса с использованием модифицированной модели турбулентной вязкости SST представляются результаты расчётов сверхзвуковых горячих турбулентных струй, взаимодействующих с подвижной преградой, с учётом химических реакций (догорания) между истекающими компонентами и воздухом. В качестве модели турбулентного горения рассматривается модель Магнуссена. Проводится валидация численной методики на базе экспериментальных данных, полученных на установке ТТ ФГУП ЦНИИМаш. Впервые подобное взаимодействие рассматривается с использованием технологии подвижных сеток как моделирование подъёма ракеты и взаимодействия струй двигательной установки с пусковым устройством.

Горшков А.Б «Сравнение характеристик гиперзвукового обтекания, полученных с использованием двух программ при решении уравнений Навье–Стокса применительно к треугольному крылу» Космонавтика и ракетостроение, № 5, с. 66-74 (2016)

На примере расчёта ламинарного обтекания треугольного крыла с затупленными кромками при его движении в земной атмосфере на высоте 51,9 км со скоростью 5 км/с под углом атаки 12опредставляются результаты сравнения характеристик, полученных с использованием двух программ численного решения уравнений Навье–Стокса. Отмечается, что вычисления проводились с учётом неравновесных физико-химических процессов, протекающих в ударном слое около тела и на его поверхности. Указывается, что различия в значениях интегральных аэродинамических и тепловых характеристик в рамках двух программ находятся в пределах точности расчётов.

Mahlmann St. «Stability analysis of supersonic entropy layers including shock effects» Вычислительные технологии, 6, № 6, с. 71-80 (2001)

Локализация перехода ламинарного режима в турбулентный в сверхзвуковых пограничных слоях необходима для точного расчета аэродинамических сил и тепловых режимов при аэродинамическом проектировании гиперзвуковых летательных аппаратов и при управлении ими. Характеристики устойчивости сверхзвуковых пограничных слоев зависят, например, от параметров затупления носовой части, поперечной кривизны, температуры стенок, ударных волн и т.д. Эти параметры могут быть теоретически исследованы с помощью численного моделирования условной устойчивости с заданием на удаленной границе либо нулевых краевых условий, либо условий, описывающих асимптотические возмущения. В этом подходе формирование ударной волны перед передним фронтом затупленного тела игнорируется. Тем не менее для улучшения понимания взаимодействия между волнами неустойчивости, возникающими внутри сверхзвукового пограничного слоя, с волнами, идущими от невязкого энтропийного слоя, наличие этой ударной волны должно приниматься во внимание. В работе представлен метод моделирования устойчивости с физически согласованным включением разрывов. Внешние условия на свободный поток заменяются соответствующими условиями на разрыве. Необходимые уравнения возмущений могут быть выведены из из линеаризованных нестационарных уравнений Рэнкина–Гюгонио с учетом эффекта ударных осцилляций, образующихся вследствие волн возмущения, которые возникают из поля течения с наветренной стороны разрыва.

Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. «Критические числа рейнольдса в сверхзвуковом течении Куэтта колебательно-возбуждённого двухатомного газа» Вычислительные технологии, 19, № 2, с. 20-32 (2014)

В рамках нелинейной энергетической теории гидродинамической устойчивости исследовано сверхзвуковое плоское течение Куэтта колебательно-возбуждённого двухатомного газа. Соответствующая спектральная задача для критических значений числа Рейнольдса Re_cr, определяющих возможное начало ламинарно-турбулентного перехода, решалась численно с помощью метода коллокаций и QZ-алгоритма. Показано, что в сверхзвуковом диапазоне рассчитанные значения Re_cr могут в пределах двух порядков превышать аналогичные значения для дозвуковых чисел Маха.

Пинчуков В.И. «Моделирование динамики нестационарного обтекания затупленных тел на больших интервалах по времени» Вычислительные технологии, 18, № 1, с. 74-86 (2013)

Исследуются течения сжимаемого газа, предположительно имеющие, согласно предлагаемому механизму автоколебаний, нестационарный характер. Численно моделируются неоднородные течения возле конических тел, затупленных по сфере, а именно, течения со спутной дозвуковой изобарической струей и со встречной сверхзвуковой струей, истекающей из лобовой поверхности. Как тестовые рассмотрены известные автоколебательные течения, возникающие при натекании сверхзвуковой недорасширенной струи на плоскость и втекании струи в полость. Двумерные уравнения Рейнольдса, дополненные алгебраической моделью турбулентной вязкости, решаются неявной схемой Рунге–Кутты третьего порядка. В неоднородных течениях возле затупленных конусов обнаружены автоколебания, значительно различающиеся по амплитуде и характеру.

Антонов Р.В. «Дозвуковая инжекция в сносящий сверхзвуковой поток» Интеллектуальные системы в производстве, № 2, с. 12-18 (2010)

Разработан метод расчета параметров взаимодействия круглой дозвуковой струи газа с набегающим турбулентным сверхзвуковым потоком. Метод основан на совместном решении задач об определении давления на передней и задней границах боковой струи.

Егоров С.Ф., Коробейникова И.В., Коробейников А.В. «Исследование влияния на точность акустической мишени, инвариантной к рабочей позиции математической модели» Интеллектуальные системы в производстве, № 3, с. 45-49 (2015)

Приведены результаты исследований математической модели сверхзвуковой акустической мишени, инвариантной к направлению стрельбы. Выявлена зависимость погрешности определения параметров стрельбы от погрешности задания координат датчиков и от погрешности определения времен их срабатывания, не влияющая на идентификацию рабочей позиции.

Барзов А.А., Галиновский А.Л., Хафизов М.В. «Имитационное моделирование акустического излучения, возникающего при взаимодействии высокоскоростной струи жидкости с материалом» Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 8, с. 40-46 (2013)

Получение обобщенных математических зависимостей, описывающих весьма разнородные по физической сути процессы и явления, представляет собой актуальную задачу моделирования. В статье исследуется возможность использования вероятностного математического моделирования для имитации и анализа таких специфических физических процессов, как явление генерации волн упругих деформаций – волн акустической эмиссии (АЭ), возникающих при ударно-динамическом взаимодействии сверхзвуковой струи жидкости с твердотельной мишенью. Этот процесс лежит в основе прогрессивной гидроструйной технологии обработки материалов. В данном исследовании показано, что путем вероятностного математического моделирования процесса излучения волн АЭ из зоны взаимодействия струи с преградой можно получить количественные соотношения между энергетическими параметрами струи и информативными признаками АЭ. Результаты исследования можно использовать для теоретического экспресс определения параметров гидроструйной обработки, влияющих на эффективность технологического процесса и связанных с интенсивностью энергетических превращений в зоне взаимодействия гидростуи и преграды.

Биматов В.И., Савкина Н.В., Фарапонов В.В. «Сверхзвуковое обтекание и аэродинамические характеристики острого конуса для различных моделей турбулентной вязкости» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 5, с. 35-42 (2016)

Исследования направлены на решение задачи динамического взаимодействия реального газа с движущимся в нем телом в условиях значительного изменения кинематических параметров. Рассмотрена задача расчета нелинейных аэродинамических характеристик острого конуса. Наиболее полной среди численных моделей является модель, описываемая уравнениями Навье–Стокса, позволяющая учесть эффекты сжимаемости, вязкости и теплопроводности газа с применением нескольких моделей турбулентности и диффузии. Приведены сравнения полученных расчетов с результатами баллистических экспериментов DOI: 10.17223/19988621/43/4

Синькова О.Г., Стаценко В.П., Янилкин Ю.В. «Аналитическое и численное решения с использованием κ-ε-модели турбулентности задачи гравитационного перемешивания легкого слоя» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 36-46 (2016)

На основе уравнений κ-ε-модели получено аналитическое решение автомодельной стадии задачи гравитационного турбулентного перемешивания в легком (тяжелом) слое. Полученное решение сравнивается с результатами численного исследования задачи как с помощью прямого 3D-численного моделирования, так и с использованием κ-ε-модели. Расчеты проводились по 2D и 3D-версиям методики ЭГАК. Получено приемлемое согласие всех результатов между собой и с известными экспериментальными данными.

Горшков А.Г., Жаворонок С.И., Медведский А.Л., Рабинский Л.Н. «Движение абсолютно твердого тела в акустической среде под действием нестационарной сферической волны давления» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 1, с. 173-186 (2006)

Исследуется нестационарная задача движения абсолютно жесткого тела, ограниченного гладкой поверхностью, под действием акустической волны давления. Для определения давления на поверхности тела используется модифицированная теория тонкого слоя. При этом давление представляется в виде суперпозиции давления в падающей, отраженной и излученной волнах. Для определения составляющих суммарного давления вводится функция влияния. Давление в отраженной и излученной волнах вычисляется в виде свертки данной функции соответственно с нормальной скоростью в падающей волне и нормальной скоростью движения точек поверхности тела при поступательном и вращательном движении. Система линеаризованных уравнений движения записывается в интегральной форме и с учетом вида функции влияния приводится к системе интегральных уравнений Вольтерра II рода, решаемой численно методом квадратур. Приведено сравнение решения задачи для сферического тела нулевой плавучести, подверженного действию плоской акустической волны давления, с существующими аналитическими решениями. Построено также решение задачи о движении осесимметричного тела нулевой плавучести под действием сферической акустической волны давления от произвольно расположенного источника.