Мельникова О.Н. «Вихри и волны, возникающие на границах замедляющихся потоков жидкости» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 12-14 (2006)

Мельникова О.Н., Семенюк В.Н. «Голова волны в сухом русле при прорыве плотины» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 15-17 (2006)

Чернов В.В., Езерский А.Б., Соустов П.Л. «Исследование дефектов, возникающих в вихревой дорожки Кармана в следе за нагретым цилиндром, методом дистанционной акустической диагностики» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 45-47 (2006)

Проведено исследование импульсов затемнения при помощи дистанционной акустической диагностики и визуализации вихрей в дорожке Кармана.

Валяев В.Ю., Сапожников О.А. «Широкополосный пьезоэлектричекий эталонный преобразователь из ниобата лития: численное моделирование» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 54-56 (2006)

Для определения чувствительности и угловой диаграммы приёма акустического датчика требуется измерение отклика при падении на датчик плоских волн разных направлений и частот. В работе изучалась предложенная в работе [F. Lakestani «Etude theorique et experimentale des transducteurs ultrasonores piezoelectriques fonctionnant dans ledomaine du megahertz» These doctorat d’etat, Institut National des Sciences Appliquees de Lyon, Lyon I, 1984] возможность создания широкополосного источника плоских волн на основе толстого пьезокристалла ниобата лития. Использование толстого активного элемента вызвано тем, что при использовании тонких пластин переотражения сужают спектр излученного сигнала. Более дешёвыми материалами являются пьезокерамики, но их зернистая структура приводит к неконтролируемому искажению сигнала; кроме того, их характеристики обычно известны с невысокой точностью и могут значительно меняться с течением времени. Ниобат лития лишен указанных недостатков и лишь немного уступает пьезокерамикам по эффективности. Эталонная волна, излучаемая толстым датчиком, не является плоской из-за краевых эффектов, искажающих исследуемые поля. Для их уменьшения необходим правильный выбор размеров элементов преобразователя. Аналитический учет краевых эффектов практически невозможен. В работе развит численный алгоритм, который позволяет решить указанную задачу.

Кузнецов А.П., Станкевич Н.В., Тюрюкина Л.В. «Картина синхронизации короткими импульсами в генераторе Дмитриева–Кислова» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 2. "Нелинейная динамика", с. 6-8 (2006)

На примере генератора Дмитриева–Кислова была рассмотрена задача о синхронизации трехмерной системы внешними импульсами. Были рассмотрены основные изменения картины синхронизации, в случае, когда предельный цикл автономной системы существенно отличается от окружности. Было показано, что картина синхронизации в трехмерных системах существенным образом зависит от направления действия внешних импульсов.

Москаленко О.И., Короновский А.А., Храмов А.Е. «Аналитическое исследование несимметричного генератора Ван дер Поля» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 2. "Нелинейная динамика", с. 12-13 (2006)

При помощи метода медленно меняющихся амплитуд проводится аналитическое исследование модели, описывающей физиологические процессы с использованием модифицированного автогенератора Ван дер Поля с квадратичной нелинейностью под внешним периодическим воздействием.

Леухин А.Н., Тюкаев А.Ю., Бахтин С.А. «Синтез и анализ сложных фазокодированных последовательностей» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 7. “Спектроскопия, диагностика и томография неоднородных сред”, с. 75-77 (2006)

В работе исследуются функции неопределенности синтезированных кодовых последовательностей. При исследовании функций неопределенности синтезированных фазокодированных последовательностей было установлено, что все множество кодов, полученных на основе базисных решений можно разделить на коды двух классов с «ножевидной» и «многолепестковой» функциями неопределенности. Так же исследуется эффективность синтезированных фазокодированных последовательностей при решении задач распознавания, оценки параметров и разрешения. Показано, что фазокодированные последовательности, синтезированные на основе «базисных» решений и разностных множеств, при одинаковых размерностях имеют аналогичные характеристики распознавания, разрешения и оценки параметров. Качество решения перечисленных задач в первую очередь зависит от размерности синтезированных фазокодированные последовательностей. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что для синтезированных фазокодированных последовательностей больших размерностей , эффективность решения задач распознавания, разрешения и оценки параметров практически не зависит от вида кодовой последовательности и уровня боковых лепестков , при условии, что уровень боковых лепестков циклической АКФ значительно меньше уровня главного лепестка, равного размерности .

Губанов Д.А. «Акустическое излучение сверхзвуковых струй» Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии. Доклады X Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.В. Струминского, Новосибирск, 23–25 апреля 2014 г., с. 71-74 (2014)

Сверхзвуковые струи являются источником интенсивного акустического излучения. Проблема смешения и поиска способов уменьшения уровня акустического шума в сверхзвуковых струях является актуальной в настоящее время. Это вызвано современными требованиями к уменьшению шума газотурбинных установок, авиационных двигателей, снижению заметности самолета, повышению эффективности газовых эжекторов путем интенсификации процессов смешения потока струи с газом окружающей её среды. Уровень звукового давления определяется геометрическими и газодинамическими параметрами струи. Акустическое излучение струи генерируется многочисленными турбулентными вихрями различного масштаба в слое смешения струи. Взаимодействие вихрей с ударно-волновой структурой струи приводит к дополнительному механизму излучения акустического шума. Так акустический шум сверхзвуковых струй по своей природе разделяют на шум смешения, широкополосный ударно-волновой шум и дискретный тон. Диаграммы направленности акустического излучения сверхзвуковой струи не является круговой из-за эффекта протяженности источников, их конвекции и рефракции. Также компоненты шума сверхзвуковой струи имеют зависимость от угла наблюдения с наличием преобладаемого направления излучения. Известные способы управления шумом включают в себя экранирование струи газовым экраном, применение секторных сопел, многотрубчатых насадков, использование периодических электрических разрядов, впрыск жидкости в поток основной струи, а также методы, использующие генерацию продольных вихрей при помощи дольчатых смесителей, эжекторных сопел, табов, шевронов, вдува микроструй. Основной эффект от использования вихрегенераторов связан с образованием продольных вихрей, влияющих на структуру течения в слое смешения струи. Определяющая роль в развитии слоя смешения связывается с продольными вихрями. Также в работе приведены результаты экспериментального исследования влияния вихрегенераторов (шевронный насадок и вдув 6 микроструй) на суммарный уровень и диаграмму направленности акустического излучения высокоскоростных струи Ma=1 Npr=5, проведенного на Вертикальной струйной установке ИТПМ СО РАН совместно с Запрягаевым В.И. и Киселевым Н.П.

Шершнев А.А. «Моделирование ближнего поля струи, истекающей из плоского клиновидного микросопла» Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии. Доклады X Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.В. Струминского, Новосибирск, 23–25 апреля 2014 г., с. 224-226 (2014)

Для орбитального маневрирования и контроля высоты космических аппаратов малых размерностей (такие как микро- и наноспутники) используются ракетные двигатели малой тяги. Течения и их характерные свойства в сверхзвуковых соплах микронного размера сильно отличаются от течений в обычных ракетных соплах. Поэтому создание более эффективных микродвигателей и точных систем позиционирования космических аппаратов требует подробного изучения течений в соплах и струях при низких числах Рейнольдса. Для течения в микросопле и ближнем поле истекающей из него струи характерна быстра смена режимов. В то время как в форкамере и дозвуковой части сопла течение может в континуальном режиме, в сверхзвуковой части и струе режим меняется на переходный, а затем – свободномолекулярный. Поэтому для учета эффектов разреженности и термической неравновесности необходимо использовать кинетический подход. В работе рассматривается течение в ближнем поле струи, истекающей в вакуум из плоского клиновидного микросопла. Моделирование проведено на основе модельных кинетических уравнений (Kudryavtsev A.N., Shershnev A.A. A Numerical Method for Simulation of Microflows by Solving Directly Kinetic Equations with WENO Schemes // Journal of Scientific Computing. 2013. Vol. 57, № 1. P. 42-73). Численный метод основан на методе дискретных ординат и WENO схемах сквозного счета высокого порядка точности с эллипсоидальной статистической моделью интеграла столкновений.

Яцких А.А., Ермолаев Ю.Г. «Возбуждение одиночных волновых пакетов в сверхзвуковом пограничном слое» Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии. Доклады X Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.В. Струминского, Новосибирск, 23–25 апреля 2014 г., с. 241-244 (2014)

Работа посвящена разработке метода возбуждения одиночных волновых пакетов в сверхзвуковых пограничных слоях и изучение их развития. Созданная методика позволяет возбуждать одиночные волновые пакеты различной длительности и амплитуды в сверхзвуковом пограничном слое. Изучение развития волновых пакетов показало, что волновой пакет уширяется в трансверсальном направлении. Углы расплывания волновых пакетов, возбуждаемых с помощью различных катушек зажигания, значительно различаются. В случае автомобильной катушки полуугол уширения в поперечном направлении составляет примерно 10°, тогда как в случае возбуждения тороидальной катушкой зажигания, полуугол равен приблизительно 5°. При этом скорости распространения волновых пакетов различной длительности и амплитуды оказались близки. Скорость распространения заднего фронта одиночных возмущений составляет V_з.ф.≈0.3–0.4V_∞; центра пакета – V_и.п.≈0.6–0.7V_∞; заднего фронта – V_з.ф.≈0.3–0.4V_∞. Анализ показал, что в случае кратковременного зажигания тлеющего разряда спектральный состав волнового пакета более высокочастотный, чем в случае возбуждения возмущений более длительным разрядом.

Николаев Д.А., Цысарь С.А. «Метод интеграла Рэлея для исследования импульсных ультразвуковых источников» Труды школы-семинара “Волны-2015”. Секция “Спектроскопия, диагностика и томография”, с. 74-76 (2015)

При исследовании ультразвуковых пучков и их использовании чрезвычайно важно уметь точно предсказывать акустическое поле, создаваемое излучателем. Самым распространённым способом излучения ультразвуковых пучков является использование колеблющихся поверхностей (мембраны, пьезоэлектрические излучатели). Распределение колебательной скорости вдоль этой поверхности на практике неравномерно. Причинами этого могут служить дефекты излучателя, его структура, волны Лэмба, возникающие в пьезопластине. Поэтому для того, чтобы узнать, как волна распространяется в пространстве, необходимо определить реальную структуру колебаний поверхности ультразвукового источника. Для ультразвуковых излучателей, работающих в жидкостях, наиболее удобным и точным методом измерения скорости колеблющейся поверхности является акустическая голография. В акустике, в отличие от оптики, благодаря относительно низкой частоте колебаний, удаётся производить прямое измерение амплитуды и фазы в каждой точке поверхности, называемой голограммой. И это не единственное преимущество акустической голографии. Одно из них связано с возможностью в ряде случаев проводить измерения на небольших, по сравнению с длиной волны, расстояниях от источника. В этом случае удаётся зарегистрировать неоднородные волны, экспоненциально затухающие при удалении от излучающей поверхности. Данная техника называется акустическая голография «ближнего поля». Она позволяет получить пространственное разрешение, не ограниченное дифракционным пределом. Ещё одним достоинством акустической голографии является возможность её обобщения на случай импульсных источников, широко применяемых в неинвазивной УЗ хирургии. Основная цель работы состоит в определении количественных параметров импульсных акустических полей путём разработки численного алгоритма решения обратной задачи излучения с применением метода нестационарной акустической голографии на основе интеграла Рэлея. В работе осуществляется экспериментальная верификация разработанного алгоритма на примере реального терапевтического фокусированного ультразвукового излучателя, работающего в импульсном режиме. На поверхности источника имеются искусственно созданные неоднородности распределения поля, которые восстанавливаются с разрешающей способностью, ограниченной лишь дифракционным пределом. Для определения оптимальных параметров системы сканирования предварительно была создана численная модель и проведены расчёты.

Буров В.А., Зотов Д.И., Румянцева О.Д. «Оценка геометро-фазовых поправок для преобразователей кольцевой антенны» Труды школы-семинара “Волны-2016”. Секция “Спектроскопия и томография”, с. 34-37 (2016). 66 с.

Жуков В.Б., Катунин А.А., Селезнев И.А. «Гидроакустические преобразователи на основе перспективных пьезоматериалов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 29 (2017)

Приведены результаты исследований по возможности создания гидроакустических преобразо- вателей на основе перспективных пьезоматериалов – пьезокомпозитов на основе пьезокерамики, пьезокомпозитов на основе сегнетоэлектрических кристаллов сульфоиодида сурьмы SbSI, и пьезопленок. Обоснована необходимость создания новых конструкций преобразователей, связанная с расширением задач прикладной гидроакустики, перечислены основные достоинства таких преобразователей по отношению к традиционным датчикам на основе пьезокерамики, показана конструкция преобразователей и приведены основные характеристики, измеренные на макетах, созданных в ходе исследования. Работа выполнена в рамках проекта по заданию Фонда перспективных исследований.

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Храмцов И.В., Черенкова Е.С., Юдин М.А. «Экспериментальное исследование шума турбулентного вихревого кольца» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 30 (2017)

Представлены результаты экспериментальных исследований шума турбулентного вихревого кольца и его направленности. Эксперименты проводились в акустической заглушенной камере в лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ. Вихревые кольца создавались с помощью поршневого генератора вихревых колец. По микрофонам, расположенным вблизи траектории вихревого кольца, определялись его скорость и положение. Измерены характеристики акустического дальнего поля вихревого кольца. Проведены эксперименты с ловушкой для вихревых колец и измерен фоновый шум. По сравнению спектров в экспериментах при наличии вихревого кольца и его отсутствии выделена частота, соответствующая характерной частоте излучения вихревого кольца. С помощью многомикрофонных решеток измерена азимутальная структура пульсаций давления дальнего поля пролетающего вихревого кольца. Проведено исследование зависимости характеристик акустического дальнего поля в зависимости от положения и скорости вихревого кольца. Результаты сравнивались с результатами предшествующих экспериментальных и теоретических исследований о проблеме излучения звука вихревым кольцом.

Акиньшин Р.В., Юдин М.А. «Стационарное движение тонкого вихревого кольца и его осесимметричные колебания» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 30 (2017)

Вихревое кольцо является удобным объектом как для теоретического, так и экспериментального исследования. В силу большой сложности его описания, теоретическое изучение динамики проводится лишь в приближении тонкого вихревого кольца. Параметр тонкости вихревого кольца определяется как отношение характерного радиуса сечения ядра к радиусу вихревого кольца μ≪em>a/R. В работе найдены стационарные решения для однородного (завихренность пропорцианальна расстоянию от оси симметрии) и изохронного (одинаковый период обращения для всех жидких частиц в ядре) вихревых колец в невязкой несжимаемой жидкости. Получены форма границы и скорости в ядре вихревого кольца с точностью до третьего приближения по μ . Вычислены энергия и импульс для каждого из рассматриваемых течений. Разработан алгоритм нахождения высших приближений в задаче об изохронном вихревом кольце. Решена задача об осесимметричных собственных колебаниях вихревого кольца для обоих случаев. Показано, что в случае однородного вихревого кольца возмущения имеют непрерывный и дискретный спектр колебаний, а в случае изохронного – только дискретный.

Копьев В.Ф., Храмцов И.В., Черенкова Е.С., Пальчиковский В.В., Берсенев Ю.В. «Параметрическое исследование шума вихревых колец в заглушенной камере ПНИПУ» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 31 (2017)

Механизмы генерации шума интенсивными турбулентными течениями на данный момент являются недостаточно изученными. При этом основные физические закономерности должны проявляться уже в самых простых вихревых течениях. Примером такого течения может являться вихревое кольцо. Для исследования аэроакустических характеристик данного вихря авторами был спроектирован и создан специальный генератор вихревых колец, который позволяет создавать интенсивные вихревые кольца и, при этом, обладает низким уровнем структурного шума установки. Эксперименты проводились в заглушенной камере ПНИПУ, которая является единственной в мире установкой такого типа, оснащенной штатным генератором вихревых колец. В работе проводятся экспериментальные исследования по регистрации шума турбулентных вихревых колец, измерения траектории и скорости данных вихрей с помощью современных многоканальных акустических методов. Рассматриваются вихри разных размеров и скоростей, созданные с помощью сопловых насадков генератора вихревых колец размерами 30, 40 и 50 мм. Получены усредненные по ансамблю реализаций спектры для различных участков траектории движения вихревого кольца.

Бендерский Л.А., Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Исследование формирования ближнего акустического поля турбулентных струй» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 34-35 (2017)

Исследовано формирование звуковых волн в ближнем поле закрученных и незакрученных турбулентных струй. Анализировалось нестационарное движение среды вблизи границ рассматриваемых струй. Распространение возмущений, в случае закрученных струй, исследовалось экспериментально, а для свободных турбулентных струй на основании вычислительного моделирования. Показано, что вблизи границ струй существует область, где разница фаз пульсаций давления и скорости составляет 90° и более, т.е. отсутствуют распространяющиеся вовне возмущения. Фазы пульсаций скорости и давления совпадают, начиная с некоторого удаления от границ струи, которое предложено принимать за границу ближнего поля.

Фараносов Г.А., Бычков О.П. «Расчет низкочастотного усиления шума струи вблизи плоской пластины на основе данных о пульсациях давления в ближнем поле изолированной струи» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 35 (2017)

Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований шума взаимодействия струи и плоской пластины. Эксперименты проводились в заглушенной камере АК-2 на модели одноконтурного сопла при наличии и отсутствии пластины, имитирующей плоскость крыла. Измерены характеристики дальнего акустического поля изолированной струи и струи при наличии жесткой пластины, расположенной параллельно оси струи на расстоянии одного диаметра сопла от нее. С помощью многомикрофонных решеток измерена азимутальная структура пульсаций давления ближнего поля изолированной струи. По результатам измерений построена упрощенная модель ближнего поля пульсаций струи, которая использована для определения величины низкочастотного усиления шума струи при наличии близкорасположенной пластины с помощью разработанного ранее аналитического метода. Проведено сравнение результатов моделирования с данными измерений шума струи при наличии пластины.

Грязев В.М., Карабасов С.А., Горбачев Д.В. «Исследование влияния температуры на положение эффективных источников шума в горячей турбулентной струе» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 35 (2017)

Изучается задача нахождения по спектрам шума в дальнем поле положения источников в горячей турбулентной струе, температура которой существенно превышает окружающую. Основой моделирования является акустическая аналогия Голдстейна и решение системы уравнений для сопряженной векторной функции Грина. В качестве эталонного решения рассматривается модель переноса звука в параллельном потоке с учетом градиента температуры, которая описывается уравнением типа Рэлея для каждой азимутальной гармоники соответствующей компоненты функции Грина. В случае простого кольцевого источника вычисление спектра шума сводится к нахождению пропагатора функции Грина, в которой также участвуют полученные из LES-расчетов безразмерные амплитуды обобщенного тензора ковариации флуктуационных напряжений.

Городкова Н.А., Чурсин В.А., Бурдаков Р.В., Берсенев Ю.В. «Разделение источников шума авиационного двигателя» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 36 (2017)

Представлен метод анализа вклада таких источников шума двигателя, как вентилятор, компрессор, струя в общий шум авиационного двигателя. Для анализа использовались данные шума двигателя, полученные на открытом стенде АО «Авиадвигатель» микрофонами давления в приземном слое и на уровне оси двигателя. Микрофоны располагались в дальнем поле на полуокружности радиусом 50 м от двигателя. С помощью методов спектрального анализа случайных данных удалось выделить шум менее значимых источников (таких как компрессор) в широкополосном шуме основных источников (вентилятор), который превышает шум компрессора даже на его резонансных частотах и делает «невидимым» вклад компрессора в общий шум двигателя. Такое разделение позволяет заранее предсказывать шум и закладывать его в процессе проектирования малошумного двигателя. Представленная методика определяет шум на наиболее значимых частотах и является первым шагом в решении этой проблемы. Планируется использовать полученные наработки для разработки комплексного метода предсказывания вклада шума отдельных источников в шум двигателя.

Дорофеева А.А., Жарников Т.В. «Изучение зависимости уровня шума турбулентного потока от параметров течения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 37 (2017)

Целью настоящей работы является изучение влияния осредненных характеристик турбулентного потока жидкости или газа в трубе на уровень создаваемого им шума. Роль шума играют гидродинамические флуктуации давления, возрастающие с увеличением числа Рейнольдса, а в качестве параметра потока рассматривается его средняя скорость. В результате теоретического анализа корреляционных функций полей скорости и давления получена зависимость мощности шума от средней скорости. Численное моделирование турбулентного течения было выполнено в стандартном пакете CFD методом крупных вихрей (LES). Рассматривались течения газа с плотностью 100 кг/м³ в диапазоне чисел Рейнольдса от 3.2·10⁴ до 1.3·10⁵. Анализ временного распределения флуктуаций давления и скорости показал, что они могут быть описаны в рамках модели локальной изотропной турбулентности в центральной части течения. Зависимость мощности шума от средней скорости потока была найдена путем расчета временных моментов первого и второго порядков для флуктуирующих гидродинамических величин. Сравнение теоретической зависимости с результатами численного моделирования показало хорошее согласие.

Павловский А.С., Июдина С.А., Семёнова Н.Г. «Неоднородные вязкие волны, генерируемые пластинами конечных размеров» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 69 (2017)

Численно решена система нестационарных нелинейных уравнений, описывающих движение осциллирующей бесконечно тонкой пластины конечной длины в несжимаемой вязкой жидкости. Решение получено в виде поля колебательных скоростей вязкой волны как функции безразмерных параметров: безразмерной длины l и безразмерного колебательного смещения пластины a. Построены траектории движения частицы жидкости в таком поле. Показано, что они отличаются от прямых, перпендикулярных направлению распространения, характерных для идеализованных (линейных) поперечных вязких волн. Появляется горизонтальная составляющая колебательной скорости частицы жидкости, зависящая от величиныa. Качественно проанализированы особенности скорости распространения вязкой волны, возбужденной пластиной конечных размеров.

Федотовский В.С., Никулина А.Н., Иванова Е.А. «Собственные групповые колебания пучка упругих стержней как ансамбля инерционно связанных осцилляторов дипольного типа» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 125 (2017)

Динамическое поведение пучка стержней под воздействием продольного потока жидкости существенно отличается от динамики одиночного стержня. Это объясняется тем, что движение стержней в пучке гидродинамически связаны, и вибрации каждого стержня не могут рассматриваться как вибрации отдельного элемента, а только в контексте совместных вибраций всех стержней в пучке. Особенно это характерно для тесных пучков, где отношение расстояния между центрами стержней в пучке S к диаметру стержня d меньше 1,3. Основной целью данной работы является аналитическое определение границ спектра групповых колебаний пучка стержней. Для этого рассматривается две задачи, одна из которых о колебаниях одного, так называемого “пробного стержня”, окруженного гетерогенной средой, т.е. множеством таких же стержней. Другая задача представляет собой более сложную, трехфазную модель, в которой пробный стержень в ячейке идеальной жидкости окружен бесконечной гетерогенной средой. Обе задачи сводятся к определению собственных частот гидродинамически связанной через теплоноситель системы “пробный стержень” и множество окружающих его стержней. Такая связанная колебательная система имеет две собственных частоты, одна их которых меньше, а вторая больше, чем собственная частота синфазных колебаний стержней в теплоносителе. Эти собственные частоты и определяют границы спектра групповых колебаний пучка твэлов.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Анализ применимости принципа взаимности в векторно-скалярных полях мультипольных источников» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 140 (2017)

Исследуется применимость принципов взаимности (ПВ) в гидроакустическом волноводе для векторно-скалярных полей (ВСП) мультипольных источников (МИ). Показано, что МИ по этому принципу разделяются на две группы: в первой группе поля звукового давления (ЗД), горизонтальные проекции векторов колебательной скорости (ГП ВКС) удовлетворяют ПВ, а вертикальные проекции (ВП ВКС) этих векторов не удовлетворяют. Во второй группе ЗД и ГП ВКС принципу взаимности не удовлетворяют, а их ВП ВКС удовлетворяют. Градиенты фазы (ГФ) и углы прихода в вертикальной плоскости, в основном, ПВ не удовлетворяют.

Мездрохин И.С., Юлдашев П.В., Хохлова В.А. «Моделирование дифракционных и нелинейных эффектов в сильно фокусированных ультразвуковых пучках с использованием широкоугольного параболического приближения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 142-143 (2017)

Описан алгоритм численного моделирования ультразвукового пучка, создаваемого аксиально-симметричным излучателем, с использованием широкоугольного приближения теории дифракции. Проводится сравнение результатов моделирования для сильно фокусирующего излучателя, полученных на основе следующих моделей: решения дифракционной задачи с помощью интеграла Рэлея; параболического приближения теории дифракции; параболического приближения с модификацией граничного условия; широкоугольного приближения с использованием различных способов задания граничного условия.

Приходько В.Ю. «Построение функций Грина неоднородного акустического слоя на упругом полупространстве» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 143 (2017)

Излагается метод построения функций точечного источника звуковых волн в неоднородных средах. Основные результаты получены для случая неоднородного акустического слоя, лежащего на неоднородном полупространстве с переменной по глубине плотностью и скоростью звука. Найдены функциональные соотношения, связывающие характеристики звуковых полей с упругими и спектральными характеристиками неоднородного полупространства. Исследование проводится при помощи обобщенных соотношений ортогональности для векторных нормальных волн в стратифицированных средах. Используются формулы Грина для неоднородного уравнения Гельмгольца и формулы Бетти для уравнений теории упругости

Субботкин А.О., Вахитов Ш.Я. «К вопросу о моделировании интерференционной антенны остронаправленных микрофонов» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 147 (2017)

Анализируются некоторые сомнительные результаты моделирования интерференционной антенны остронаправленного микрофона, полученные группой японских ученых [2, 3], которые требуют дополнительных исследований. Кроме того, рассматриваются затруднения при реализации фильтра высоких частот в акустических и механических колебательных системах. 2. K. Ono, T. Sugimoto, A. Ando, K. Hamasaki, T. Ishii, Y. Chiba, K. Imanaga // AES 129th Convention, Convention Paper 8216, p. 8 (2010) 3. Y. Sasaki, T. Nishiguchi, K. Ono, T. Ishii, Y. Chiba, A. Morita // AES 141^st Convention, Convention Paper 9639, p. 6 (2016)

Красненко Н.П., Кузьмин А.А., Раков А.С., Раков Д.С., Шеин И.Ю. «Исследование параметров сдвоенной антенной системы на основе мощных акустических антенных решеток» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 148 (2017)

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований характеристик антенной системы, состоящей из двух мощных излучающих акустических антенных решеток с уровнем звукового давления до 155 дБ. Дается методика расчетов и исследований. Приводятся результаты исследований уровня звукового давления и характеристик направленности антенной системы.

Асташев В.К., Пичугин К.А. «Авторезонансное возбуждение колебаний ультразвуковых технологических систем» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 151 (2017)

Определяются условия резонансной настройки стержневой системы с пьезоэлектрическим возбудителем колебаний. Показано, что резонансная частота зависит от места расположения возбудителя. Определяются резонансные частоты и амплитуды колебаний. Показано, что резонансные режимы могут быть эффективно реализованы при авторезонансном возбуждении колебаний.

Крошко А.О., Галанов Н.Э. «Исследование одномерной и двумерной излучающих систем предназначенных для ультразвуковой обработки пробирок» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 152 (2017)

Ультразвуковая обработка различных жидкостей и веществ в жидкой среде широко применяется при проведении различных лабораторных исследований для целей экстракции, гомогенизации, диспергирования, эмульгирования и т.д. При этом одной из задач является обработка небольшой порции исследуемого материала в открытой или закрытой стандартной емкости (пробирке). Традиционные излучающие системы, предполагающие погружение излучающего волновода в обрабатываемую среду, не подходят для случая закрытой емкости. В работе исследуются ультразвуковые излучающие системы, предназначенные для одновременной обработки нескольких образцов жидкости, помещенных в стандартные пробирки. Рассмотрены одномерные – на основе стержня, и двумерные – на основе пластины, излучающие системы, реализующие данную технологию. Исследуются собственные частоты и моды колебаний стержневой системы, вдоль оси которой, размещаются пробирки с жидкостью, и собственные частоты и моды колебаний пластины, в которой пробирки размещаются в несколько рядов перпендикулярно направлению возбуждения.

Нагаенко А.В., Свирская С.Н., Панич А.Е., Панич А.А. «Управление свойствами пьезокерамического материала системы ЦТС, используемого в гидроакустических излучателях» Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 10-я междунар. конф., 1–4 окт. 2017 г., Суздаль, Россия. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 151-154 (2017)

Пьезокерамика на основе фаз системы (1-х)PbTiO₃-xPbZrO₃ является основой большинства высокоэффективных пьезокерамических материалов. Управлять характеристиками таких материалов можно в зависимости от метода и температуры их спекания в результате изменения механизма формирования ее микроструктуры. А контроль механизма формирования микроструктуры получаемой керамики позволяет управлять её сегнетожесткостью, электрофизическими и механическими параметрами в том числе и добротностью. Актуальным представляется изучение влияния на свойства материалов системы ЦТС технологических приемов на этапах изготовления пьезокерамических образцов.

Титарев В.А., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. «Суперкомпьютерное моделирование взаимовлияния винта и пилона при расчете акустического излучения шестилопастного винта» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 32-33 (2017)

Развиты вычислительные методы применительно к расчету акустического излучения сложных конфигураций, включающих как вращающиеся, так и стационарные элементы. Разработан параллельный вычислительный комплекс программ решения нестационарных уравнений аэродинамики, позволяющий предсказывать шум авиационных винтов. Отличительной особенностью комплекса является возможность моделирование нестационарного течения сжимаемого газа на современных суперЭВМ для сложных конфигураций с вращающимися частями, в частности, ротор+пилон. Для этого был сделан переход к моделированию на основе комбинации вращающейся области в непосредственной близости от винта и внешней неподвижной области, охватывающей пилон. Был разработан неявный численный метод решения нестационарных задач, включающий нестационарный алгоритм интерполяции на скользящих плоскостях между различными областями сетки. Для обеспечения проведения акустических расчетов была реализована возможность интерполяции расчетных данных на произвольное количество неподвижных контрольных поверхностей.

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Храмцов И.В., Черенкова Е.С., Пальчиковский В.В., Берсенев Ю.В. «Параметрическое исследование шума вихревых колец различного диаметра» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 155-157 (2017)

Механизмы генерации шума турбулентными течениями на данный момент являются недостаточно изученными. Многие физические закономерности генерации шума могут быть исследованы на примере простых вихревых течений, к которым в определенном смысле можно отнести турбулентное вихревое кольцо. В работе экспериментально исследовался шум турбулентных вихревых колец. Измерения шума вихрей проводились в заглушенной камере Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ. Для исследования аэроакустических характеристик вихревого кольца авторами был спроектирован и построен специальный малошумный генератор вихревых колец со сменным набором сопел. Рассматриваются вихри, созданные с помощью сопловых насадок генератора диаметром 30, 40 и 50 мм. Найдены скорости движения и усредненные по ансамблю реализаций спектры шума вихревых колец разных размеров и скоростей для различных участков траектории. Звуковое поле вихревых колец сосредоточено в узкой полосе частот для всех диаметров сопел, используемых в эксперименте. При этом основной пик при движении кольца смешается в низкочастотную область, а вихревые кольца большего диаметра излучают звук меньшей частоты.

Пимштейн В.Г. «Об излучении звука при возникновении вихрей на кромке сопла всвободных струях» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 164-166 (2017)

Излучение звука вихрями – одна из фундаментальных проблем аэроакустики, связанная с излучением звука источниками аэродинамического происхождения, в том числе с излучением шума турбулентными струями. Излучение звука уединенным вихрем и крупномасштабными волноподобными вихрями – довольно хорошо исследованные явления. Можно полагать, что возникновение возмущений (вихрей) на кромке сопла при истечении свободных струй также должно сопровождаться излучением звука. Выделение этого звука на фоне интенсивного шума, излучаемого слоем смешения турбулентных струй, представляется довольно затруднительным, если не невозможным. При внутреннем продольном воздействии на струю пилообразных звуковых волн конечной амплитуды удается обнаружить излучение импульсного звука при появлении достаточно интенсивного вихря в выходном сечении сопла с помощью прямого теневого метода. Цель настоящей работы – с применением прямого теневого метода выявить такое излучение в невозмущенных струях. Опыты проводились с воздушными струями, истекающими из сходящихся-расходящихся сопел с диаметром выходного сечения 20 мм. рассчитанных на число Маха на срезе сопла М=2.5 и М=3,5 и со струей гелия, истекающей из сходящегося сопла Визуализация струй и звука, излучаемого при возникновении вихрей в слое смешения, осуществлялась прямым теневым методом. Можно видеть, что наряду с хорошо известным излучением волн Маха, возникшими на кромке сопла возмущениями, перемещающимися вдоль границы струи со скоростью, превышающей скорость звука в окружающем пространстве, появление таких возмущений сопровождается излучением звука. Продольные вихри (вихри Тейлора–Гертлера), наблюдаемые при истечении сверхзвуковых струй, не препятствуют образованию возмущений на кромке сопла, излучающих звук. Представляется вероятным, что и в дозвуковых струях появление вихрей в слое смешения также сопровождается излучением звука, но трудности с обнаружением такого излучения пока представляются непреодолимыми. Еще более отчетливо явление излучение звука при возникновении возмущений на кромке сопла можно наблюдать при истечении струи гелия. Проведенные опыты показали, что возникновение возмущений (вихрей) на кромке сопла сопровождается излучением звука не только при акустическом воздействии на струи, но и в невозмущенных свободных струях.

Беляев И.В., Бычков О.П., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А. «Применение метода азимутальной декомпозиции для анализа особенностей дополнительного источника шума, связанного с взаимодействием струи и крыла» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 167-168 (2017)

Для современных и перспективных самолетов аэроакустические эффекты, связанные с интеграцией силовой установки в планер, становятся все более значимыми. Один из таких эффектов связан со взаимодействием реактивной струи и элементов планера самолета (крыло, фюзеляж интегральной компоновки). При их близком расположении может наблюдаться существенное усиление шума в области средних и низких частот. Настоящая работа посвящена измерению и анализу азимутальных компонент шума струи, установленной вблизи плоской пластины, имитирующей крыло методом, разработанным ранее применительно к изолированной струе. В отличие от традиционных измерений, данные об азимутальном составе шума взаимодействия струи и крыла дают дополнительную информацию о свойствах источника шума, которую можно использовать для развития и уточнения теоретических и численных моделей, а также для разработки более эффективных методов снижения шума. В работе представлен метод, позволяющий экспериментально исследовать модальный состав, а также направленность различных мод шума взаимодействия. Для этих целей была модифицирована стандартная 6-микрофонная решетка: число микрофонов увеличено до 8 с тем, чтобы повысить количество разрешаемых мод, кроме того, изменены державки микрофонов для учета особенностей расположения источников шума в рассматриваемой конфигурации. Результаты измерений показали, что для низких и средних частот азимутальный состав шума изолированной струи при наличии близкорасположенной пластины претерпевает изменение лишь в нечетных косинус-модах (азимутальный угол отсчитывался от нормали к поверхности пластины), что соответствует в целом дипольному характеру шума взаимодействия.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «О сдвиговом шуме квадруполей в слое смешения» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 179-180 (2017)

Проводится анализ сдвигового компонента в шуме турбулентной струи, определяемого, как часть звукового излучения, амплитуда которого пропорциональна градиенту скорости среднего течения в слое смешения. Хотя этот компонент является составной частью решения классической задачи о мультипольном источнике в сдвиговом течении, до сих пор остается неясным насколько это решение соответствует физике процесса генерации звука реальными сдвиговыми течениями.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Модели взаимодействия квадрупольных источников звука с полем завихренности в турбулентном слое смешения» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 181-183 (2017)

Стандартным подходом к описанию процессов генерации шума турбулентностью является представление турбулентных пульсаций, как случайного поля звуковых источников. Известно, что в случае изэнтропического течения с небольшими скоростями эти источники определяются нестационарными возмущениями завихренности и имеют квадрупольную структуру. Тогда оценка звукового излучения производится на основе, во-первых, статистик случайного поля источников и, во-вторых, функции Грина для точечного квадрупольного источника, находящегося в среднем течении. Этот подход, во многих случаях дает хорошие результаты, но, вместе с тем, содержит ряд нерешенных проблем. Одной из таких проблем является установление связи между модельными источниками звука и вихревой динамикой. Выделение локальных событий в турбулентном течении и их идентификация как источников звука затруднены тем, что такие события производят возмущения завихренности в окружающем течении, которые, в свою очередь, сами генерируют звук. То есть генерирующие звук исходные события в вихревой динамике маскируются индуцированным излучением окружающей вихревой системы. Проводится сравнение полученных результатов с решением классической задачи о квадрупольном источнике в плоскопараллельном потоке. Показано, что тип течения, на фоне которого происходит генерация звука, существенно влияет на характер излучения. Это означает, что при моделировании процесса генерации звука турбулентными течениями важным аспектом является правильный выбор фонового течения, который соответствовал бы физике реального процесса.

Карабасов С.А. «Акустическая аналогия и универсальность эффективных источников шума смешения турбулентных струй: численное моделирование и экспериментальное подтверждение» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 184-185 (2017)

Рассматривается корреляционная теория на основе акустической аналогии для анализа механизмов генерации звука в турбулентных струях. Рассмотрены корреляционные свойства эффективных источников шума смешения на примере двух баз данных турбулентных струй. Первая база данных включает данные пространственно-временной визуализации струй с использованием метода частиц, отвечающих данным экспериментов NASA (SHJAR) в широком диапазоне скоростей и температур истечения турбулентных струй. Вторая база данных отвечает результатам численных расчетов по методу крупных вихрей с использованием схемы Кабаре для условий эксперимента (SILOET), проведенного Роллс-Ройс несколько лет назад. В отличие от данных NASA. накопленных за целый ряд масштабных экспериментов, данные численных расчетов отвечают большему пространственно-временному разрешению, но существенно меньшему диапазону параметров струй. Рассмотренные вместе, обе базы данных представляют собой согласованный набор данных как по широте диапазона условий истечения струй, так и по количеству информации доступной для пространственно-временного анализа. Показано, что обе базы данных удовлетворяют одним и тем же закономерностям, определяющим как масштабные законы средних и средних пульсационных характеристик струй, так и более тонким эффектам, связанным с амплитудами и корреляционными масштабами эффективных источников звука. В частности, из приведенного анализа следует наличие некоторых универсальных закономерностей для формы, характерных пространственных/временных масштабов и конвективной скорости для разных струй как функции от средних аэродинамических характеристик, таких как диаметр сопла, длина начального участка смешения, средняя скорость в потоке и т.д. Показано, как в ряде случаев данные универсальные законы могут быть аппроксимированы аналитическими функциями. Обсуждается, как рассмотренные эффективные источники звука трансформируются в шум дальнего поля в зависимости от угла к струе .тля разных азимутальных мод и типов источника.

Величко С.А., Фараносов Г.А., Чернышев С.А., Карабасов С.А. «Развитие анализа численных решений уравнений аэрогидродинамики применительно к шуму струй на основе технологий баз данных» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 186 (2017)

Важным аспектом развития численных методов и их практического применения является сравнительный анализ получаемых расчетных результатов. Реализация современных численных методов влечет за собой использование расчетной сетки большого размера и. соответственно, использование больших массивов данных. Работа с такими массивами обычно поддерживается во многих сферах деятельности использованием технологии баз данных. Такой подход подразумевает реализацию логических взаимосвязей между таблицами хранимых значений величин и индексацию для обеспечения быстрого поиска по запросу. Рассмотрены данные расчета шума струй, реализованного на компьютере с графоплатами в ЦАГИ. Для анализа результатов численного моделирования струй воздуха разработана и реализована база данных JetFlow. Эта база данных, прежде всего, предназначена для хранения значений координат расчетных сеток и значений гидродинамических величин на последовательности шагов по времени в расчетных ячейках фиксированной сетки. Индексация по физическому пространству обеспечивается путем задания принадлежности ячейки кубу в декартовой системе координат. Программное средство заполнения таблиц JetFlow позволяет использовать файловую структуру результатов расчетов на многопроцессорных системах. Технология баз данных сама по себе обеспечивает поддержку коллективной работы в пределах локальной вычислительной сети. Для работы через Интернет естественно использовать технологию "активных серверных страниц" (ASP), которая позволяет реализовать самостоятельный запрос из компьютерной программы удаленно работающего пользователя для нескольких языков программирования. Данные расчетов с использованием технологии баз данных позволяют легко получать статистические характеристики турбулентности в ядре струи и характеристики дальнего акустического поля.

Бендерский Л.А., Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Исследование роли ближнего акустического поля турбулентных струй при формировании их акустического излучения» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 187-189 (2017)

Образование акустического излучения при распространении турбулентных струй происходит вследствие возмущений, возникающих в окружающей среде из-за воздействия нестационарных процессов обусловленных турбулентностью и, в случае закрученных струй, особенностями вращательного движения в потоке струи. Т.е. акустическое излучение создается нестационарным движением среды в струйном течении и в прилегающей к ней области. Эту область принято называть ближним акустическим полем. Обычно определение его границ представляется следующим образом. В ближнем акустическом поле не совпадают фазы пульсаций скорости и давления в возмущениях, распространяющихся от границ турбулентного струйного течения. При этом подразумевается, что удаление от границ струи, где фазы пульсаций скорости и давления начинают совпадать, можно считать границей области ближнего акустического поля. Результаты исследования показывают, что формирование акустического излучения, шумообразование в струях, хотя и обусловлены нестационарными процессами в тех областях, которые принято обозначать, как области струйного течения, происходит вне этих областей.

Зыбин К.П. «Перенос пассивного скаляра в турбулентном потоке произвольной статистики» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 190 (2017)

Построена теория затухания пассивного скаляра в «бэтчелоровском» режиме. Теория не предполагает каких-либо ограничений на статистические свойства пульсаций скорости, при этом статистические свойства скорости предполагаются известными. Получены аналитические выражения для моментов скаляра. Показано, что статистические свойства в этом случае могут существенно отличаться от модели Крейчнана, в которой предполагается гауссова статистика корреляторов скорости. Показано, что насыщение показателя временной структурной функции носит универсальный характер.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Использование гамильтоновского формализма в задаче о вкладе линейных возмущений в генерацию звука» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 191-192 (2017)

Вопрос об источниках звука в турбулентном течении до сих пор относится к нерешенным проблемам аэроакустики. В частности, можно выделить два основных направления исследований в этой области, в одном из которых в качестве источников звука рассматриваются линейные возмущения среднего течения, а в другом предполагается, что генерация акустического излучения связана с нелинейными процессами. В работе проводится исследование роли линейных возмущений плоскопараллельных течений в процессе генерации звука. Известно, что в случае изэнтропического течения с небольшими скоростями излучение звука связано с нестационарными возмущениями завихренности и определяется квадрупольным моментом течения, который при малых числах Маха может быть вычислен в приближении несжимаемой жидкости. В этом случае исследование вклада гидродинамических возмущений в звуковое излучение определяется квадрупольным моментом, который представляет собой интегральную характеристику течения.

Копьев А.В. «Симметрия распределения тензора скоростей деформации в несжимаемом изотропном турбулентном потоке» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 193 (2017)

Рассматриваются свойства симметричной части тензора градиентов скорости, называемого тензором скоростей деформации, в развитом турбулентном потоке несжимаемой жидкости. На основании анализа численных данных обнаружена симметрия распределения тензора в однородном изотропном турбулентном потоке. Эта симметрия терпит небольшое искажение только для очень малой части распределения, соответствующей малоинтенсивным пульсациям потока. Используя обнаруженную симметрию, удается предложить двухпараметрическую аппроксимацию для распределения тензора и его инвариантов, хорошо согласующуюся с численными данными. Оба параметра имеют наглядный физический смысл. Показано, что искажение симметрии распределения для малоинтенсивных пульсаций может быть связано с влиянием гауссовой крупномасштабной силы (или иного стохастического источника, поддерживающего стационарность потока), поскольку имеет ярко выраженный гауссов характер.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Акиньшин Р.В., Юдин М.А. «Стационарное движение тонкого изохронного вихревого кольца» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 194-195 (2017)

Исследуются стационарные решения для тонкого вихревого кольца в невязкой несжимаемой жидкости в безграничном пространстве. Для построения стационарных решений рассматривается процедура Френкеля, использующая преобразование заданного распределения завихренности в плоском течении с круговыми линиями тока к стационарному вихревому кольцу в виде разложения по параметру тонкости кольца. Так. двумерный вихрь с постоянной завихренностью преобразуется в вихревое кольцо с однородным распределением, в котором модуль завихренности пропорционален расстоянию от оси симметрии. Для этой задачи найдены следующие, не полученные ранее, члены разложения. Однако однородное распределение не является изохронным, т. е. время обращения жидких частиц по линиям тока в ядре вихря различное, несмотря на изохронность исходного двумерного течения. Главной целью работы является построение алгоритма нахождения течения для изохронного вихревого кольца, в котором периоды обращения одинаковы для всех жидких частиц в вихревом ядре. Поскольку двумерное распределение, переходящее в изохронное кольцо, заранее неизвестно, процедура Френкеля существенно модифицирована таким образом, что само изохронное течение определяется на каждом шаге итерационной процедуры. Для построения этого решения с произвольной точностью существенно используется получение в работе решение для вихревого кольца с однородным распределением, к которому на каждом шагу вычисляются необходимые поправки. Важность исследования изохронного вихревого кольца связана с тем, что все его нетривиальные колебания относятся только к дискретному спектру в то время, как кольца с другим распределением завихренности (включая однородное) обладают еще и непрерывным спектром. Это означает, что с точки зрения задачи устойчивости изохронное вихревое кольцо является простейшим 3-мерным вихревым объектом.

Акиньшин Р.В., Юдин М.А., Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Получение высших приближений в задаче о возмущении тонкого изохронного вихревого кольца» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 196-197 (2017)

Изучение динамики вихревого кольца представляет большой интерес, так как вихревое кольцо позволяет исследовать механизмы образования шума в турбулентных течениях. Этот объект легко может быть создан в опыте для экспериментального исследования и допускает теоретическое описание как стационарных, так и колебательных режимов. В то же время, теоретическое изучение динамики вихревого кольца проводилось лишь в приближении тонкого вихревого кольца. Параметр тонкости вихревого кольца определяют, как отношение характерного радиуса сечения ядра вихревого кольца к радиусу вихревого кольца. Из всевозможных течений выделяется движение изохронного вихревого кольца, для которого период обращения жидких частиц внутри ядра вихревого кольца постоянен. Для такого вихревого кольца отсутствуют возмущения непрерывного спектра, что существенно облегчает проведение аналитических расчетов. Главной целью данной работы является получение более высокого приближения для базисных деформаций, чем это было сделано ранее. Это позволит в дальнейшем более детально исследовать колебания вихревого кольца и, в частности, проверить предположение о новой неустойчивости этого течения, связанной с взаимодействием мод с энергией разного знака.

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Юдин М.А. «Разработка экспериментального подхода исследования сдвиговой неустойчивости в двумерной системе» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 198 (2017)

Сдвиговая неустойчивость приводит к неустойчивости трехмерных вихрей и связанна с потоком энергии из критического слоя к вихревому ядру. Как теоретическое, так и экспериментальное исследование сдвиговой неустойчивости в трехмерных течениях представляет большую сложность. Колебания двухмерного вихря оказываются нейтрально устойчивыми. Ранее была предложена система, состоящая из цилиндра, обтекаемого безграничным циркуляционным потоком с монотонно убывающей завихренностью, в которой реализуется сдвиговая неустойчивость. Позже в связи с принципиальной ограниченностью области течения была рассмотрена задача о циркуляционном обтекании цилиндра ограниченным в пространстве потоком с малой монотонно убывающей завихренностью. Целью настоящей работы является дальнейшее исследование данной неустойчивости и возможности ее экспериментального обнаружения. В предыдущих работах рассматривалась течение в невязкой жидкости. В работе рассмотрено наложение малой монотонной завихренности на вязкое течение между двумя коаксиальными цилиндрами, известное как течение Куэтта. Исследована возможность экспериментального получения предложенного течения.

Голубев А.Ю., Потокин Г.А. «Идентификация источников шума в салоне серийного Суперджет-100» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 201-202 (2017)

Доводка самолетов до конкурентно-необходимого уровня шума внутри кабины экипажа и салона требует проведения летных экспериментов не только для проверки соответствия акустической обстановки в салоне требованиям предельно допустимых уровней, но и для целенаправленной идентификации источников шума и вибрации. Решение этих задач предусматривает проведение экспериментальных полетов по специально разработанной программе, основной облик которой был разработан в результате проведения комплекса летных экспериментальных исследований неопытных и серийных самолетах Суперджет SSJ-100. Идентификация основных источников шума в салоне самолета была выполнена как определением пространственного распределения уровней звукового давления по салону, так и проведением экспериментов, направленных на определение роли того или иного источника звука в отдельных пространственных зонах. Основными источниками шума в кабине экипажа и салоне самолета с серийным интерьером являются: шум, обусловленный переизлучением упругой конструкции фюзеляжа под действием аэродинамических пульсаций давления (шум обтекания), шум, обусловленный переизлучением упругой конструкции фюзеляжа под действием акустического поля реактивной струи (шум струи), шум системы вентиляции и кондиционирования воздуха (шум СКВ), шум. обусловленный переизлучением упругой конструкции фюзеляжа и панелей интерьера под действием распространяющихся от силовой установки вибраций (структурный шум). Идентификация источников шума показывает, что при перемещении по длине самолета наблюдается изменение относительного вклада основных источников на крейсерском режиме полета. В кабине экипажа основными источниками шума являются шум обтекания и шум СКВ. в передней части салона шум обтекания, в средней части салона – структурный шум и шум обтекания (7-й ряд кресел), шум обтекания и шум струи (12-й ряд кресел), в хвостовой части салона – шум струи.

Карабасов С.А. «Расчет шума турбулентных струй на основе физических моделей: от вихреразрешающих моделей до подходов, использующих усреднение по Рейнольдсу» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 233 (2017)

Моделирование шума турбулентных струй является актуальной задачей аэроакустики со времен появления реактивных двигателей по сегодняшни день, когда на первый план выходят задачи, связанные с многопоточными и несимметричными струями а также их взаимодействием со внутренними и внешними структурами (лопатка турбины, внутренний смеситель, пилон, крыло, закрылок и т.д.). В то время как для расчета шума осесиметричных струй накоплен богатый экспериментальный материал на основе которого созданы эмпирические методы расчета, такие как на основе метода Стоуна, воплощенного в коде НАСА ANOPP (Aircraft Noise Prediction Program) для неосесиммеричных и «сложных» струй требуются методы, в которых заложены физические модели как турбулентности, так и эффективной звукогенерации этой турбулентностью и переноса звука. В докладе предлагается взгляд на современное состояния дел в задаче моделирования шума турбулентных струй: от наименее эмпирических подходов, использующих метод крупных вихрей (LES) с той или иной моделью замыкания турбулентности и гибридных моделей с использованием решения усреднением по Рейнольдсу (RANS), до моделей целиком основанных на решениях RANS и использующих ряд дополнительных предположений для связи между статистическими свойствами турбулентности в струе и акустическим шумом в точке наблюдения. Обсуждаются примеры расчетов "сложных» струй в литературе: многоконтурных, «нерасчетных» со скачками уплотнения, с учетом взаимодействия потока с внешней или внутренней геометрией. Поднимается вопрос о численной визуализации эффективного источника шума при расчете турбулентной струи, и приводятся примеры попыток таких визуализаций на основе поверхностно-интегральных и объёмно-интегральных методов в литературе.

Дубень А.П., Козубская Т.К., Даньков Б.Н. «Исследование нестационарного турбулентного течения в открытой каверне с использованием численного моделирования» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 236 (2017)

Работа посвящена изучению механизма образования автоколебательного процесса в каверне с открытым типом течения. Исследования проводится на основе одной широко известной задачи: каверна М219. обтекаемая однородным турбулентным потоком с характерным числом Маха М=0.85. Для воспроизведения физической картины течения использовался вычислительный алгоритм, реализованный в программном комплексе NOISEtte. Выходными данными численного эксперимента, которые потом обрабатывались с помощью методов корреляционного и спектрального анализа, были нестационарные физические поля течения в области каверны. На основе анализа данных настоящего численного моделирования, а также расчетов других авторов подтверждается гипотеза о наличии трёх различных процессов, ответственных за образование автоколебаний: гидродинамической, резонансной и расходно-волновой природы. При этом общее усиление определенных узкополосных составляющих в спектрах пульсаций давления связано с близостью кратных частот, характеризующих каждый из процессов. В докладе представлены подробности проведенного анализа.

Дегтярев В.В., Синер А.А. «Разработка математической модели генерации звука вентиляторной ступенью авиационного двигателя» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 239-240 (2017)

Современная конкуренция на рынке авиационного двигателестроения заставляет двигателестроительные фирмы развивать все более совершенные методы расчета акустических характеристик авиационного двигателя. В работе представлены результаты расчетов по оценке влияния постановки задачи (учет радиального зазора, наличие входного направляющего аппарата, количество рабочих лопаток вентилятора) на уровень звукового давления в дальнем акустическом поле и модальный состав шума, генерируемого вентиляторной ступенью вперед. Объектом исследования является вентиляторная ступень двигателя, включающая вентилятор, спрямляющий аппарат наружного контура и направляющий аппарат внутреннего контура, режим полета- посадочный.

Кэмлет Рик «Реальное покрытие. Часть 1. Как обеспечить нормальное покрытие, или истинная ширина диаграммы направленности громкоговорителя» Install-Pro, № 4, с. 70 (2001)

Кэмлет Рик «Реальное покрытие Часть 2. Как обеспечить нормальное покрытие, истинная ширина диаграммы напрвленности громкоговорителя» Install-Pro, № 5, с. 52 (2001)

Алдошина И.А. «Акустическая метрология. Часть 2. Электроакустические параметры излучателей» Install-Pro, № 6, http://www.install-pro.ru/archive/014/Acustic-Metrology-2.pdf (2001)

Сергеев М.Н. «Об удвоении частоты звуковых колебаний в вихревом эжекторе» Международный научно-исследовательский журнал, № 4-4, с. 94-97 (2017)

Рассмотрена проблема удвоения частоты звукового излучения, возникающего при работе прямоточного вихревого эжектора. Предлагается объяснение данного явления, согласно которому при распаде вихревого ядра возникают два спиральных вихря, расположенных диаметрально противоположно друг другу. Вихри совершают регулярное прецессионное вращательное движение и тем самым вызывают звукоизлучение удвоенной частоты. Приводятся также уточненные выражения для расчета частоты звука в зависимости от геометрических и режимных параметров работы эжектора.

Морозов А.Д., Морозов И.Д., Липатов А.И., Естифеев Е.Р., Баннов В.Я. «Использование плоских пружин для предварительной нагрузки пьезоэлектрических актюаторов» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 264-266 (2017)

Рассматриваются основные ограничения, которые возникают при монтаже пьезоэлектрических актюаторов, приводятся некоторые способы устранения данных ограничений. Данное исследование может служить теоретической основой для практической реализации различных конструкций приводов на основе многослойных пьезоактюаторов. Также в статье даётся краткая характеристика систем преднагрузки пьезоактюаторов на основе плоских пружин, приводятся примеры использования данного вида преднагрузки в изделиях ведущих мировых производителей пьезотехнической продукции

Аксенов И.В., Князьков А.В., Чайковский В.М. «Звуковоспроизводящее устройство на основе объемных пульсаций в теле высокочастотного электродугового разряда» Труды международного симпозиума "Надежность и качество", № 2, с. 266-268 (2017)

Разработано звуковоспроизводящее устройство на основе объемных пульсаций в теле высокочастотного электродугового разряда. Устройство позволяет генерировать высокочастотные акустические колебания с минимальными искажениями, может быть использовано в качестве громкоговорителя самой верхней части звукового диапазона, а также в нижней части ультразвукового диапазона в составе многополосных акустических систем

Воронков С.С. «Об источнике шума пограничного слоя вязкого теплопроводного газа» Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 3, № 2, с. 44-50 (2017)

Рассмотрен источник шума пограничного слоя вязкого теплопроводного газа, обусловленный наличием диссипации энергии и теплообмена. Анализируется уравнение для пульсаций давления в вязком теплопроводном газе, полученное автором. Показано, что полученное уравнение объясняет механизм возникновения пульсаций давления в стационарном потоке вязкого теплопроводного газа при наличии градиентов скорости и температуры. Предложена математическая модель, описывающая рассматриваемые процессы. Приводятся результаты вычислительного эксперимента по возникновению пульсаций давления в пограничном слое вязкого теплопроводного газа на плоской пластине.

Шаврина Е.В. «Применение модификации модели турбулентности k-e для моделирования сверхзвуковых струй» Научно-технический вестник Поволжья, № 4, с. 229-231 (2017)

Представлены результаты работы по модификации стандартной модели k-e для сверхзвуковой неизобарической струи. Для определения точности полученной модели было проведено компьютерное моделирование и сравнение с экспериментальными данными.

Бахвалов П.А., Бобков В.Г., Козубская Т.К. «Технология расчёта акустических пульсаций в дальнем поле при расчёте во вращающейся системе координат» Математическое моделирование, 29, № 7, с. 94-108 (2017)

Статья посвящена применению методики Ффокса–Уилльямса–Хокингса для предсказания акустических пульсаций в дальнем поле течения в том случае, когда расчёт в ближнем поле проводится во вращающейся системе координат. Такая постановка является удобной, в частности, для расчётов одиночного винта. Если винт вращается достаточно быстро, то в классической «формулировке «1А»» Фарассата при использовании контрольной поверхности, связанной с сеткой, возникают особенности в подынтегральном выражении. Чтобы избежать их мы используем осесимметричную поверхность и считаем её неподвижной в абсолютной системе координат. Это позволяет свести дополнительные трудности, возникающие вследствие вращения, к интерполяции и вычислению производных по углу.

Степаненко Д.А., Емельянова А.С., Плескач М.А., Солодкая Н.В. «Теоретическое обоснование возможности усиления ультразвуковых колебаний с помощью составных кольцевых упругих элементов» Техническая акустика, 17, № 1, http://www.ejta.org/ru/stepanenko1 (2017)

Теоретически обоснована возможность усиления ультразвуковых колебаний по амплитуде с помощью составных кольцевых упругих элементов, состоящих из двух кольцевых сегментов, выполненных из материалов с различным модулем упругости. Основными преимуществами концентраторов на основе кольцевых упругих элементов по сравнению со стержневыми концентраторами являются простота изготовления, малые габаритные размеры и масса. Рассмотрена методика расчета собственных частот и форм колебаний кольцевых концентраторов, основанная на использовании метода сингулярного разложения. Приведен численный пример расчета кольцевого концентратора с коэффициентом усиления K = 1,53. Показано, что, как и в случае составных стержневых концентраторов, усиление обеспечивается при введении колебаний в сегмент с более высоким модулем упругости.

Ангерман Л., Яцик В.В., Яцик Н.В. «Об одном подходе к анализу резонансного рассеяния и генерации волн нелинейными слоистыми и периодическими структурами» Физические основы приборостроения, 6, № 1, с. 106-117 (2017)

Предложена математическая модель резонансного рассеяния и генерации волн нелинейными, кубически поляризуемыми, как поперечно слоистыми, так и продольно периодическими структурами. Модель позволяет с общих позиций исследовать свойства нелинейных слоистых и периодических объектов при возбуждении их пакетами квазиоднородных и квазипериодических волн. В частности, она может быть использована при описании свойств лазерной плазмы и процессов спонтанного образования периодических структур. Приведены результаты вычислений демонстрирующие эффект перекачки энергии колебания с частоты рассеяния в энергию колебания на частоте генерации для нелинейных, абсолютно прозрачных (в линейном приближении) деканализирующих и канализируюших слоев.

Савенков И.В. «Влияние боковой скорости стенок на развитие трехмерных возмущений в плоском течении Пуазейля–Куэтта» Журнал вычислительной математики и математической физики, 57, № 5, с. 881-888 (2017)

В рамках асимптотической теории свободного взаимодействия изучена линейная стадия развития трехмерных возмущений в течении Пуазейля–Куэтта в случае, когда обе стенки могут двигаться в боковом направлении. Показано, что наличие боковой скорости движения стенок в течении Пуазейля–Куэтта никак не сказывается на скорости движения волнового пакета в продольном направлении, и сам пакет не раздваивается. При этом пакет сносится в боковом направлении со скоростью, равной среднему арифметическому от скоростей стенок. На стадии формирования пакета наблюдается характерная “рябь” в боковом направлении.

Кузнецов Г.Н., Степанов А.Н. «Анализ применимости принципа взаимности в векторно-скалярных полях мультипольных источников» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Исследуется применимость принципов взаимности (ПВ) в гидроакустическом волноводе для векторно-скалярных полей (ВСП) мультипольных источников (МИ). Показано, что МИ по этому принципу разделяются на две группы: в первой группе поля звукового давления (ЗД), горизонтальные проекции векторов колебательной скорости (ГП ВКС) удовлетворяют ПВ, а вертикальные проекции (ВП ВКС) этих векторов не удовлетворяют. Во второй группе ЗД и ГП ВКС принципу взаимности не удовлетворяют, а их ВП ВКС удовлетворяют. Градиенты фазы (ГФ) и углы прихода в вертикальной плоскости, в основном, ПВ не удовлетворяют.

Кузнецова И.Е., Недоспасов И.А. «Распределение акустических полей обратных акустических волн по толщине пьезоэлектрической пластины» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Исследовано влияние различных электрических граничных условий на распределение компонент механического смещения и электрического поля по толщине пластины. В результате проведенных исследований была обнаружена возможность управления глубиной проникновения и положением максимума смещения обратных волн в XY ниобате калия путем использования различных типов электрического закорачивания пластины. Полученные результаты могут быть полезны для разработки методов управления смещением частиц пьезоэлектрической среды при распространении обратных акустических волн.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Бородина И.А. «Уточнение материальных констант пьезокерамики ЦТС-19 при помощи акустического резонатора в виде диска» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Сделана попытка уточнения материальных констант для образцов из пьезокерамики ЦТС-19 в виде диска методом широкополосной акустической спектроскопии. При помощи прецизионного LCR измерителя был измерен комплексный электрический импеданс каждого резонатора в широком диапазоне частот. Затем была создана теоретическая модель резонатора при помощи двумерного осесимметричного метода конечных элементов. При помощи данной модели была решена обратная задача с использованием алгоритма Нелдера–Мида и вычислены уточненные значения всех 10 материальных констант пьезокерамики для каждого исследованного образца. Проведено сравнение уточненных значений со значениями, ранее опубликованными в литературе.

Теплых А.А., Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Бородина И.А. «Вариационная модель пьезоэлектрического резонатора в форме прямоугольного параллелепипеда» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Представлена теория вынужденных колебаний пьезоэлектрического резонатора в форме прямоугольного параллелепипеда. В основе метода лежит представление неизвестных компонент механического смещения и электрического потенциала внутри резонатора в виде линейных комбинаций ортогональных базисных функций. В качестве базисных функций для тела прямоугольной формы были выбраны полиномы Лежандра. Неизвестные коэффициенты, входящие в эти линейные комбинации определяются из условия стационарности лагранжиана, описывающего систему. В отличие от известного метода RPR (rectangular parallelepiped resonance), который позволяет рассчитать собственные частоты для свободного резонатора, представленный метод определяет распределение механических и электрических полей внутри резонатора для заданной возбуждающей частоты. Преимуществом метода является возможность использования комплексных материальных констант, что позволяет учесть вязкость и электрическую проводимость материала резонатора.

Павловский А.С., Июдина С.А., Семёнова Н.Г. «Неоднородные вязкие волны, генерируемые пластинами конечных размеров» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Численно решена система нестационарных нелинейных уравнений, описывающих движение осциллирующей бесконечно тонкой пластины конечной длины в несжимаемой вязкой жидкости. Решение получено в виде поля колебательных скоростей вязкой волны как функции безразмерных параметров: безразмерной длины l и безразмерного колебательного смещения пластины a. Построены траектории движения частицы жидкости в таком поле. Показано, что они отличаются от прямых, перпендикулярных направлению распространения, характерных для идеализованных (линейных) поперечных вязких волн. Появляется горизонтальная составляющая колебательной скорости частицы жидкости, зависящая от величины a. Качественно проанализированы особенности скорости распространения вязкой волны, возбужденной пластиной конечных размеров.

Сапожников О.А., Хасанова М.В., Цысарь С.А. «Теоретическое исследование и экспериментальная демонстрация возможности создания режима плоской бегущей волны при использовании плоского пьезоэлектрического источника большого волнового размера.» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Исследуется возможность экспериментальной реализации акустического поля в форме бегущей плоской волны с целью измерения коэффициента поглощения и скорости звука в среде распространения. Для этого предлагается использовать плоский пьезоэлектрический источник и проводить измерения в импульсном режиме на небольших расстояниях от излучающей поверхности. В результате теоретического моделирования, основанного на точном решении волнового уравнения на оси круглого поршневого излучателя, выявлены пространственные и временные интервалы для существования режима плоской волны. Показано, что предложенный метод позволяет измерить коэффициент поглощения ультразвука в жидкостях и мягких биологических тканях в мегагерцовом диапазоне частот с использованием излучателей сантиметровых размеров.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Теплых А.А., Бородина И.А. «Влияние электрических граничных условий вблизи свободной стороны пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем на его характеристики» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Экспериментально исследовано влияние зазора между свободной стороной пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем на основе ниобата лития и электрически проводящей пленкой на поверхности диэлектрической пластины на частоты параллельного и последовательного резонансов. Измерения проводились в диапазоне температур от 14 до 45°С. Показано, что при изменении зазора от 0 до 3.5 мм частота параллельного резонанса монотонно увеличивается на 1.3% при постоянной температуре. Изменение частоты последовательного резонанса в интервале 0–3.5 мм при фиксированной температуре не превышало 0.02–0.07%. Теоретический анализ количественно подтвердил зависимости указанных частот от ширины зазора. Было показано, что разница между рассчитанными и измеренными зависимостями частот параллельного и последовательного резонансов от ширины зазора не превышает 0.6%. Показана возможность создания измерителей перемещений с температурной компенсацией, которые могут быть использованы для непрерывного контроля деформаций и раскрытия трещин различных конструкций.

Тупов В.Б. «Теоретические и практические вопросы создания малошумного энергетического объекта» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Штатная эксплуатация энергетических объектов (котельных, тепловых электрических станций, трансформаторных подстанций и других) является причиной превышения шумовых санитарных норм в окружающем районе. Актуальность проблемы обусловлена тем, что большинство энергетических объектов находятся в городах рядом с жилыми районами. Рассмотрены теоретические и практические вопросы создания малошумного энергетического объекта. Показано, что создание математической модели энергетического объекта позволяет рассматривать влияние лимитирующих факторов на создание малошумного объекта, а именно: количества источников шума, шумовых характеристик источников, место расположения источников на территории объекта, режима работа оборудования, фактора направленности, от ориентации энергетического объекта по отношению к жилому району и других факторов. Для каждого типа энергетического объекта выделены группы источников шума и рассмотрены характерные меры по шумоглушению. Важным моментом по созданию малошумного энергетического объекта является комплексное применение мер по шумоглушению.

Дорофеева А.А., Жарников Т.В. «Изучение зависимости уровня шума турбулентного потока от параметров течения» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Целью настоящей работы является изучение влияния осредненных характеристик турбулентного потока жидкости или газа в трубе на уровень создаваемого им шума. Роль шума играют гидродинамические флуктуации давления, возрастающие с увеличением числа Рейнольдса, а в качестве параметра потока рассматривается его средняя скорость. В результате теоретического анализа корреляционных функций полей скорости и давления получена зависимость мощности шума от средней скорости. Численное моделирование турбулентного течения было выполнено в стандартном пакете CFD методом крупных вихрей (LES). Рассматривались течения газа с плотностью 100 кг/м³ в диапазоне чисел Рейнольдса от 3.2·10⁴ до 1.3·10⁵. Анализ временного распределения флуктуаций давления и скорости показал, что они могут быть описаны в рамках модели локальной изотропной турбулентности в центральной части течения. Зависимость мощности шума от средней скорости потока была найдена путем расчета временных моментов первого и второго порядков для флуктуирующих гидродинамических величин. Сравнение теоретической зависимости с результатами численного моделирования показало хорошее согласие.

Чефранов С.Г., Чефранов А.Г. «Диссипативные солитонные вихри и тропические циклоны» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 152, № 4, с. 840-844 (2017)

Получено новое точное стационарное решение уравнений гидродинамики вязкой несжимаемой жидкости, которое соответствует обобщению известного решения Салливана (1959) при дополнительном учете эффектов внешнего (экмановского) трения и вращения системы как целого. В отличие от радиальной структуры вихря Салливана, в новом решении во внутренней и внешней ячейках возможна реализация разных направлений циркуляции тангенциального компонента поля скорости. Рассмотрено соответствие этого решения наблюдаемой в тропических циклонах радиальной вихревой структуре, где во внутреннем ядре («глаз тайфуна-урагана») всегда имеется именно антициклоническая циркуляция, сопряженная с нисходящими вертикальными течениями при циклоническом направлении вращения (и восходящих потоках), осуществляемом вне этого ядра.

Шавлакадзе Н.Н. «Контактная задача электроупругости для кусочно-однородной пьезоэлектрической пластинки с упругой накладкой» Прикладная математика и механика, 81, № 3, с. 337-347 (2017)

Рассматривается задача определения механического и электрического полей в кусочно-однородной пьезоэлектрической среде, подкрепленной конечной или полубесконечной накладкой. С применением методов теории аналитических функций задача сводится к сингулярному интегродифференциальному уравнению с неподвижной особенностью. При помощи интегрального преобразования получается граничная задача со сдвигом или задача Римана, решения которых представляются в явном виде. На основе полученного решения проводится асимптотическое исследование контактных напряжений в конечных (сингулярных) точках накладки.

Цаплев В.М., Коновалов Р.С. «Частотные зависимости констант высших порядков пьезоэлектрической керамики» Дефектоскопия, № 7, с. 14-22 (2017)

Методом нагруженного трехкомпонентного составного вибратора исследованы нелинейные свойства пьезоэлектрической керамики типа ТБК-3 и ЦТС-23. Рассмотрены изменения параметров высших порядков вплоть до пятого при больших уровнях механических (0–120 МПа) и электрических нагрузок (0–600 кВ/м). Представлены результаты исследования продольной гибкости s₁₁^E, пьезомодуля d₃₁, диэлектрической проницаемости е₃₃^σ в диапазоне частот 20–200 кГц, в котором проявляется частотная дисперсия как диэлектрических, так и пьезоэлектрических и упругих параметров.

Богданов А.Н., Диесперов В.Н., Жук В.И. «Асимптотики дисперсионных кривых в задачах нестационарного свободного вязко-невязкого взаимодействия на трансзвуковых скоростях» Доклады академии наук, 475, № 2, с. 150-153 (2017)

Получены новые высокочастотные асимптотики дисперсионного соотношения при анализе устойчивости трансзвукового пограничного слоя с самоиндуцированным давлением. Показано, что считавшаяся ранее однозначной зависимость частоты возмущения от волнового числа (за исключением диапазона малых его значений) является исключительным случаем.

Коротаев Г.К., Сабинин К.Д «Инерционные колебания на течении со сдвигом скорости произвольного профиля» Доклады академии наук, 475, № 2, с. 215-216 (2017)

Получено общее точное решение нелинейных уравнений мелкой воды, описывающее развитие инерционных колебаний на вращающейся плоскости на фоновом течении со сдвигом скорости произвольного профиля и объясняет многообразие наблюдающихся форм годографов скорости инерционных течений.

Данилов В.Н., Воронкова Л.В. «Просто о физических основах работы ультразвуковых преобразователей с фазированными решетками. Часть 2. Особенности влияния акустической задержки на формирование сигнала прямого и наклонного преобразователей с линейной фазированной решеткой» Контроль. Диагностика, № 8, с. 26-33 (2017)

Во второй статье, входящей в серию публикаций о преобразователях с фазированными решетками (ПФР), в которых практически без формул дается простое описание физических основ работы таких преобразователей, рассматриваются особенности формирования сигналов прямого и наклонного ПФР с линейными решетками при наличии акустической задержки, влияющей на их характеристики. В статье, ориентирующейся на дефектоскопистов любого уровня подготовки, показано такое влияние на изменение амплитуды излучаемого ПФР сигнала вдоль акустической оси, форму диаграммы направленности, размер ближней зоны и др.

Лапин А.Д. «Излучение диполя в волноводе» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 143 (2017)

Исследовано звуковое поле точечного диполя с моментом M в двух многомодовых волноводах – трубе с прямоугольным и трубе с круговым сечением, стенки обеих труб жесткие. Поле диполя получено дифференцированием поля монополя по координатам этого источника. Показано, что при приближении диполя с моментом M к жесткой стенке волновода пропадает излучение, обусловленное компонентой момента, перпендикулярной этой стенке. Рассчитана мощность излучения диполя в многомодовом волноводе, исследована зависимость этой мощности от частоты. Показано, что мощность излучения диполя в узкой (по сравнению с длиной звуковой волны) трубе равна ρc(kM)²(4S)^–1 где k – волновое число, ρ и c – соответственно плотность заполняющей среды и скорость звука в ней, S – площадь поперечного сечения трубы, M – проекция момента диполя на ось этой трубы.