Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.11 Звук в трубах с потоками

 

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.

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) | Рубрики: 04.11 08.11

 

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.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 201-202 (2017) | Рубрики: 04.11 08.11

 

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.

Научно-технический вестник Поволжья, № 4, с. 229-231 (2017) | Рубрики: 04.11 08.11

 

Ипатов М.С., Остриков Н.Н., Яковец М.А. «Исследование электроакустического способа снижения отражений в канале установки "интерферометр с потоком"» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 113-114 (2017)

Исследуется возможность применения полуактивной системы из двух динамиков с целью снижения коэффициента отражения от концов канала установки «Интерферометр с потоком». Установки данного типа используются для извлечения импеданса образцов звукопоглощающих конструкций, помещаемых заподлицо на одну из стенок прямоугольного канала, при этом на каждом из концов канала имеются по два динамика, причем, когда одна пара используется для генерации звука в канале, вторая пара динамиков не находится под напряжением. Показано, что различное соединение неработающей пары динамиков приводит к существенному изменению звукового поля в канале вследствие изменения импеданса системы отверстие-динамик на стенках канала. С целью более подробного исследования обнаруженного эффекта конструкция канала была модернизирована: в неё была внедрена дополнительная секция, содержащая два дополнительных микрофона. Таким образом, зона левой секции динамиков оказалась окружена двумя парами микрофонов, что позволяет исследовать характеристики прохождения звука через левую секцию неработающих динамиков с помощью стандартного двух микрофонного метода в каждой из двух секций канала.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 113-114 (2017) | Рубрики: 04.14 08.11

 

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Честных А.О. «Исследование RANS/ILES методом спектров пульсаций давления при взаимодействии пары горячих нерасчетных сверхзвуковых струй с газоотбойником» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 261-262 (2017)

Целью работы было исследование влияния расстояния от среза сопла до газоотбойника и скорости спутного ветра на спектры пульсаций давления на поверхности аэродрома и на газоотбойнике. Приводится взаимное расположение сопла и газоотбойника, а также схема расположения датчиков, в которых записывались осциллограммы давления. Датчики располагались на поверхности аэродрома и газоотбойнике вдоль оси одной из струй, а также поперек газоотбойника на уровне оси сопла.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 261-262 (2017) | Рубрики: 08.08 08.11

 

Шоев Г.В. «Численный анализ влияния вязкости на структуру течения при отражении ударных волн в стационарных газовых потоках» 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. 227-230 (2014)

Целью работы является численное исследование влияния вязкости на трехударную конфигурацию с отрицательным углом отражения в стационарных газовых течениях. При отражении ударных волн в вязком потоке газа при малых значениях показателя адиабаты возможны две различные ударно-волновые конфигурации (стационарная конфигурация зависит от начальных условий). Неединственность численного решения наблюдается только для уравнений Навье–Стокса. Отмечается, что при увеличении числа Рейнольдса реализуется трехволновая конфигурация при старте с равномерного потока в начальный момент времени.

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. 227-230 (2014) | Рубрики: 08.10 08.11

 

Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Г., Ткаченко Л.А., Шайдуллин Л.Р. «Экспериментальное исследование коагуляции и осаждения газовзвеси в закрытой трубе при переходе к ударно-волновому режиму» Теплофизика высоких температур, 55, № 3, с. 484-486 (2017)

Экспериментально изучены особенности эффективной коагуляции и осаждения мелкодисперсной газовзвеси при ее колебаниях вблизи первой собственной частоты в закрытой трубе в режиме перехода к ударным волнам при малых амплитудах возбуждения. Получены временные осциллограммы давления газовзвеси у поршня: в резонансе они становятся близкими к разрывным, сохраняя непрерывный характер. Получены зависимости времени коагуляции и осаждения газовзвеси от амплитуды и частоты смещения поршня.

Теплофизика высоких температур, 55, № 3, с. 484-486 (2017) | Рубрики: 08.10 08.11

 

Корнев М.М., Мельникова О.Н., Нивина Т.А. «Влияние масляной пленки на процесс генерации и усиления волн» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 9-11 (2006)

Влияние масляных пленок на процесс генерации и усиления волн исследовано экспериментально в прозрачном канале длиной 2.5 м, высотой 40 см, шириной 12 см. Высота воздушного канала над водой – 10 см. Исследование проводилось с помощью видеозаписи процесса. Скорость течения в воде измерялась по перемещению частиц от кадра к кадру, скорость волн – по перемещению гребней. Скорость воздушного потока определялась с помощью анемометров со следующими чувствительными элементами: вертушкой и термосопротивлением. В начале эксперимента записывался процесс усиления волн на поверхности чистой воды, а затем, для тех же условий для трех значений толщины масляной пленки: 50 мкм, 100 мкм и 200 мкм. В эксперименте использовалось подсолнечное масло, имеющее следующие характеристики: кинематическая вязкость 0.044 см2с–1, плотность 0.9 г·см3, поверхностное натяжение 0.035 н·м–1

Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 9-11 (2006) | Рубрика: 08.11

 

Лисенков И.В., Никитов С.А., Попов Р.С. «Упругие волны в системе цилиндрических каналов» Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 18-20 (2006)

Целью настоящей работы является исследование законов распространения упругих волн в элементарной ячейке фононного кристалла с симметрией – в системе, состоящей из трех круговых полых цилиндрических каналов, проделанных в однородной изотропной упругой среде.

Труды школы-семинара “Волны-2006”. Секция 1. "Распространение акустических и гидродинамических волн", с. 18-20 (2006) | Рубрика: 08.11

 

Борзенко Е.И., Шрагер Г.Р. «Численное моделирование заполнения канала неньютоновской жидкостью в неизотермических условиях» 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., http://pmtent10.itam.nsc.ru/ru/reportlist (2014)

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., http://pmtent10.itam.nsc.ru/ru/reportlist (2014) | Рубрика: 08.11

 

Вишняков О.И., Поливанов П.А., Сидоренко А.А., Маслов А.А. «Исследование влияния концентрации О2 на разгон газа в ДБР» 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. 54-57 (2014)

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. 54-57 (2014) | Рубрика: 08.11

 

Кундасев С.Г. «Расчетно-экспериментальное исследование сверхзвуковых неизобарических 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., http://pmtent10.itam.nsc.ru/ru/reportlist (2014)

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., http://pmtent10.itam.nsc.ru/ru/reportlist (2014) | Рубрика: 08.11

 

Литвиненко М.В., Балбуцкий А.Б. «Экспериментальное исследование влияния начальных условий на структуру течения в круглой струе» 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. 143-146 (2014)

Представлены результаты экспериментальных исследований по влиянию начальных условий (распределений средней и пульсационной составляющих скорости, конфигурации сопла, наличие периодических шероховатостей на кромке сопла) на структуру и характеристики развития вихревых структур в струях при малых числах Рейнольдса.

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. 143-146 (2014) | Рубрика: 08.11

 

Мельников А.Ю. «Численное моделирование сверхзвукового течения в цилиндрическом канале постоянного сечения с учетом вязкости» 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. 151-153 (2014)

В настоящее время процесс торможения сверхзвукового потока в канал является одной из важных задач современной аэродинамики. Актуальность подобных задач связана с проектированием воздушно-реактивных двигателей (ВРД), аэродинамических труб и различных типов воздухозаборников. Одним из наиболее важных моментов является учет вязкости при решении задач о торможении сверхзвукового потока . Как известно, вязкий дозвуковой поток в цилиндрическом канале постоянного сечения ускоряется до числа Маха равного единице (М=1) на выходе при определенной (критической) длине канала. Сверхзвуковой, в свою очередь, затормаживается, также до числа Маха равного единице (М=1), при критической длине канала. Переход от сверхзвукового течения к дозвуковому происходит через сложную структуру скачков и областей отрывного пристеночного течения, называемую псевдоскачком. В литературе описан способ определения положения псевдоскачка, но вопрос его устойчивости остается открытым. Для исследования перехода в канале сверхзвукового вязкого течения в дозвуковое, было проведено численное моделирование, с использованием постпроцессора ANSYS FLUENT. Число Маха во входном сечении равнялось 4, полная температура равнялась 300 К. Статическое давление во входном сечении 0,0658609 и 0,0461026 атм.

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. 151-153 (2014) | Рубрика: 08.11

 

Пивоваров А.А. «Исследование структуры течения в сверхзвуковой неизобарической струе с помощью метода PIV» 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. 171-174 (2014)

интерес исследователей направлен на исследование структуры и особенностей течения в высокоскоростных струях с применением количественного оптического панорамного бесконтактного метода PIV. Изучение структуры сверхзвуковой неизобарической струи при наличии искусственных возмущений продолжает оставаться актуальной задачей. Такие возмущения порождаются с помощью различных вихреобразующих устройств, например, шевроны, дольчатые смесители, табы и т.п. При наличии таких устройств перестраивается структура течения, интенсифицируется смешение и уменьшается уровень шума, создаваемого сверхзвуковой струей. Струйные течения на практике используются в эжекторных системах, системах подачи топлива, в нефтегазодобывающих установках и других устройствах, в которых большую роль играют процессы смешения. Целью данной работы является прояснение структуры неизобарической струи, истекающей из сопла с вихрегенераторами различного типа, с использованием метода лазерного ножа и метода PIV. Представлены результаты экспериментального исследования структуры течения осесимметричной невозмущенной сверхзвуковой неизобарической струи и струи с двумя типами вихрегенераторов. Зарегистрировано увеличение поперечных размеров струи, что связывается с интенсификацией смешения при установке вихрегенераторов на срезе сопла. Показано, что шевроны сильнее влияют на структуру сверхзвуковой струи по сравнению с микроструями и более эффективны для интенсификации смешения на границе сверхзвуковой неизобарической струи.

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. 171-174 (2014) | Рубрика: 08.11

 

Поливанов П.А., Сидоренко А.А., Маслов А.А. «Турбулизация пограничного слоя в сверхзвуковом потоке диэлектрическим барьерным разрядом» 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. 175-177 (2014)

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. 175-177 (2014) | Рубрика: 08.11

 

Остриков Н.Н., Соболев А.Ф., Яковец М.А. «Получение точного решения задачи о распространении акустических мод в прямоугольном и цилиндрическом каналах с потоком при наличии скачка импеданса» 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)

Работа посвящена получению точного решения в задаче о распространении звука в канале с однородным потоком при наличии скачка импеданса. При этом рассматриваются два варианта канала: цилиндрический и прямоугольный со скачком импеданса на одной из стенок. Получено точное решение с помощью метода Винера–Хопфа с дополнительным условием конечности потока акустической энергии в окрестности разрыва граничных условий. Показано наличие в звуковом поле логарифмической особенности вблизи скачка. Проведено сравнение точного решения с решением, полученным методом сшивания мод, в том числе с применяемой при извлечении импеданса сшивкой по одной моде. В результате обнаружено, что относительная ошибка приближенных методов при определении амплитуд отраженных и прошедших мод может быть существенной. Полученное решение позволит уточнить методики выбора оптимальной облицовки двигателя, а также процедуру извлечения импеданса ЗПК на созданной в НИМК ЦАГИ экспериментальной установке «Интерферометр с потоком».

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) | Рубрика: 08.11

 

Крашенинников С.Ю., Маслов В.П., Миронов А.К. «Экспериментальное исследование влияния внешнего обтекания на акустическую эффективность шевронных сопел в компоновке с пилоном и крылом» 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)

Проведено экспериментальное исследование влияния внешнего обтекания на акустическую эффективность шевронных сопел в компоновке с пилоном и крылом с закрылками. Закрылки были отклонены на угол 20°, характерный для взлета самолета. Испытания проводились на мелкомасштабных (М∼1:60) моделях. Моделировалось выходное устройство перспективного двигателя со степенью двухконтурности порядка 12. Измерения проводилось как в статических условиях, так и при моделировании условий полета – внешнее обтекание модели при числе Маха Ме=0.28. Измерены диаграммы направленности и спектры шума струи за эталонным (осесимметричным) и шевронными соплами. Показано, что шевроны снижают шум струи на величину 1–1.5 dB в статических условиях и на 0.5–1 dB при наличии внешнего обтекания. Проведены оценки влияния шевронов на эффективно воспринимаемые уровни шума (EPNL) струи двигателя в контрольных точках с учетом масштаба моделей. При оценках предполагалось, что струя является независимым источником шума самолета на местности.

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) | Рубрики: 08.11 08.15

 

Самохин В.Ф., Каравосов Р.К., Панкратов И.В., Сидоров С.Ю. «Результаты исследования шума при поперечном выдуве пакета струй в сносящий поток» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 63-64 (2017)

Выполнено экспериментальное исследование акустических характеристик модели реверсивно-отклоняюшего устройства ТРДД в спутном потоке, выполненного в виде пакета осесимметричных струй, выдуваемых в сносящий поток из стенки цилиндрического сопла с поджатием выходного участка. Результаты исследования соответствуют диапазонам изменения относительных тяг: 0,55–0,68 – для центральной струн к 0,3–0,4 – для боковых струй.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 63-64 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Беляев И.В., Берсенев Ю.В., Бурдаков Р.В., Ипатов М.С., Пальчиковский В.В., Синер А.А. «Экспериментальное исследование азимутальной структуры широкополосного шума в канале» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 105-106 (2017)

Широкополосный шум турбовентиляторного двигателя является одним из важных источников шума на местности современных и перспективных самолетов. Так как механизмы генерации широкополосного шума поняты в настоящий момент значительно хуже механизмов тонального шума, большую важность представляют исследования широкополосного шума в каналах, в частности, с помощью измерения его модального состава. В данной работе метод измерения азимутальных мод в канале сначала был применен для исследования широкополосного шума в маломасштабном воздухозаборнике в заглушенной камере.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 105-106 (2017) | Рубрики: 08.11 10.01

 

Копьев В.Ф., Пальчиковский В.В., Храмцов И.В., Кустов О.Ю., Ершов В.В., Черенкова Е.С. «Исследование аэроакустических характеристик струйной установки ПНИПУ» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 126-129 (2017)

Одним из путей снижения шума самолета является разработка эффективных мер по уменьшению шума струи авиационного двигателя. Ряд методов по реализации данной задачи может быть отработан на модельной турбулентной струе. Для проведения таких исследований в лабораторных условиях в первую очередь требуется наличие заглушенной камеры, где возможно проведение акустических измерений в условиях свободного поля. Требуется также экспериментальная установка, которая создает воздушный турбулентный поток в заглушенной камере. Эти объекты были созданы в Пермском национальном исследовательском политехническом университете в 2014–2016 гг. Акустические характеристики заглушенной камеры были определены в результате метрологических испытаний и показали, что заглушенная камера позволяет проводить акустические измерения для получения количественных результатов. Эти характеристики камеры позволяют исследовать также аэроакустические свойства струйной установки.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 126-129 (2017) | Рубрики: 08.11 08.14

 

Трилис А.В. «Моделирование поперечных детонационных волн в плоскорадиальном кольцевом канале» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 12, № 2, с. 60-65 (2017)

Исследованы акустические свойства двух слоев газов с разными температурами, возникающих на начальном этапе развития поперечных детонационных волн в кольцевом канале. Численно-аналитическими методами изучена механика акустических колебаний и волн. Обнаружены вращающиеся окружные волны на границе раздела слоев газов с разными температурами и определены скорости вращения этих волн.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 12, № 2, с. 60-65 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Гермидер О.В., Попов В.Н. «Математическое моделирование процесса переноса тепла в прямоугольном канале в задаче о течении Пуазейля с зеркально-диффузными граничными условиями» Вычислительные технологии, 22, № S1, с. 13-26 (2017)

Рассматривается процесс теплопереноса в канале прямоугольного сечения в случае зеркально-диффузной модели отражения молекул газа от стенок канала. В качестве основного уравнения, описывающего кинетику процесса, использовано уравнение Вильямса. В предположении, что в канале поддерживается постоянный градиент давления, получены значения потока тепла через поперечное сечение канала в зависимости от коэффициента аккомодации тангенциального импульса и отношения линейных размеров этого сечения в широком диапазоне изменения числа Кнудсена. Проведено сравнение с аналогичными результатами, представленными в открытой печати.

Вычислительные технологии, 22, № S1, с. 13-26 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Бабарыкин К.В., Кузьмин А.Г., Рябинин А.Н. «Бифуркации трансзвукового течения в каналах с изломом стенок» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 4, № 1, с. 104-112 (2017)

Численно исследовано турбулентное течение воздуха в 2D и 3D каналах прямоугольного поперечного сечения со слабым изломом стенок. Рассмотрены режимы течения со сверхзвуковой скоростью у входа в канал и ниже по потоку от излома нижней стенки. Решения нестационарных уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу, получены с помощью вычислительных программ ANSYS-15 CFX, Fluent и SU2, основанных на методе конечных объемов. Показано наличие существенного гистерезиса зависимости положения ударной волны в канале от числа Маха вследствие ее взаимодействия со сверхзвуковой зоной, расположенной ниже по течению от излома нижней стенки.

Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 4, № 1, с. 104-112 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Ряжских А.В. «О задаче идентификации начального гидродинамического участка при ламинарном течении ньютоновской жидкости в горизонтальном кольцевом канале» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 9, № 3, с. 34-40 (2017)

В рамках физической линеаризации уравнений Навье–Стокса об однонаправленном аксиальном ламинарном течении ньютоновской жидкости найдено аналитическое решение задачи идентификации поля скоростей во входной области кольцевого канала, что позволило получить в явном виде соотношение для расчета длины начального гидродинамического участка.

Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 9, № 3, с. 34-40 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Виноградов В.А., Гурылева Н.В., Иванькин М.А., Степанов В.А. «Особенности торможения высокоскоростного потока в конвергентных нерегулируемых воздухозаборниках» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 48, № 4, с. 28-39 (2017)

Рассмотрены результаты численного и экспериментального исследования особенностей торможения сверхзвукового воздушного потока в конвергентных нерегулируемых воздухозаборниках различной формы с управлением пограничным слоем и перепуском воздуха. Воздухозаборники предназначены для работы в широком диапазоне параметров набегающего потока. С помощью численного моделирования, основанного на решении трехмерных уравнений Навье–Стокса, получены результаты обтекания воздухозаборников на стационарных и дроссельных режимах работы при M=2–6. Экспериментальное исследование выполнено на моделях в аэродинамических трубах ЦАГИ и ЦИАМ в диапазоне M=2–5 и углов атаки α=0–7° Получено удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных

Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 48, № 4, с. 28-39 (2017) | Рубрики: 08.11 08.14 08.15

 

Пелиновский Е.Н., Диденкулова И.И., Шургалина Е.Г. «Динамика волн в каналах переменного сечения» Морской гидрофизический журнал, № 3, с. 22-31 (2017)

Динамика длинных морских волн в каналах переменной глубины и переменного прямоугольного сечения обсуждается в рамках различных приближений от линейных уравнений мелкой воды до уравнений нелинейно-дисперсионной теории. В случае линейной теории мелкой воды демонстрируется общий подход, позволяющий найти бегущие (безотражательные) волны в неоднородных каналах. Соответствующие условия определяются решением системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Изучен в деталях так называемый согласованный канал, в котором ширина определенным образом связана с глубиной, при этом в рамках линейной теории мелкой воды волна не отражается от донных неровностей. Форма волны в таком канале остается неизменной на записях в фиксированных точках вдоль канала (мареографных записях), но меняется в пространстве. Действие нелинейности и дисперсии приводит к деформации волны в таком канале. В рамках слабонелинейной теории мелкой воды форма волны описывается Римановым решением и волна обрушается (градиентная катастрофа), причем быстрее в зоне уменьшающейся глубины. Выведено модифицированное уравнение Кортевега–де Вриза, описывающее эволюцию солитона малой, но конечной амплитуды в самосогласованном канале, глубина которого может меняться произвольным образом. Рассмотрены некоторые примеры трансформации уединенной волны в таком канале, в частности адиабатическая перестройка солитона в канале с медленно меняющимися параметрами и распад уединенной волны на группу солитонов после прохождения зоны резкого изменения глубины. Полученные решения расширяют класс решений, представленных ранее в работах С.Ф. Доценко, написанных им в соавторстве с учениками.

Морской гидрофизический журнал, № 3, с. 22-31 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Запрягаев В.И., Киселев Н.П., Пивоваров А.А., Кавун И.Н., Бойко В.М. «Влияние шевронов на структуру течения сверхзвуковой неизобарической струи» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 2, с. 5-17 (2017)

Исследована структура течения начального участка сверхзвуковой недорасширенной струи, истекающей из конвергентного сопла с шестью вихреобразующими элементами трапециевидной формы (шевронами), расположенными на срезе. Представлены результаты визуализации течения, полученные с помощью теневого метода и метода лазерного ножа. Проведены эксперименты с использованием бесконтактного панорамного лазерного метода измерения скорости PIV. Для сопла с шевронами измерения проведены при двух положениях лазерного ножа – по оси шеврона и между шевронами. В начальном участке сверхзвуковых струй получены распределения мгновенной и средней скорости. Показано, что в сверхзвуковой недорасширенной струе, истекающей из сопла с шевронами, по сравнению с «чистым» соплом происходит изменение ударно-волновой структуры течения, уменьшается уровень среднеквадратичных пульсаций скорости в области диска Маха. За тройной точкой во внутреннем слое смешения струи формируются крупномасштабные вихревые структуры. При смешении внутренних слоев на оси струи за прямым скачком уплотнения регистрируется максимум пульсаций скорости. В струе, истекающей из сопла с вихрегенераторами, наблюдается интенсификация смешения. Проведено сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными измерений полей скорости. Результаты эксперимента и расчета удовлетворительно согласуются.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 2, с. 5-17 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Гутов Б.И., Звегинцев В.И., Мельников А.Ю. «Влияние противодавления на течение в диффузоре сверхзвукового воздухозаборника» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 2, с. 18-28 (2017)

Представлены результаты численного исследования перехода от сверхзвукового течения к дозвуковому в диффузоре сверхзвукового воздухозаборника прямоточного воздушно-реактивного двигателя при изменении противодавления в камере сгорания (при дросселировании канала). Рассматривались два варианта осесимметричного диффузора с большими углами (угол раскрытия q = 10° и q = 90°). Получены картины течения в зависимости от геометрических параметров диффузора и от степени дросселирования канала. Течение в диффузоре с углом раскрытия q = 10° соответствует псевдоскачковому режиму течения с отрывными зонами в пограничном слое. Течение в диффузоре с углом раскрытия q = 90° соответствует струйному течению в канале. Несмотря на принципиально различные режимы течения, характеристики потока на длине более 8–10 калибров одинаковы. Проведен анализ влияния противодавления на характеристики перехода (потери полного давления, прирост статического давления, длину переходной зоны и др.). Показано, что при использовании диффузора с большими углами раскрытия противодавление в камере сгорания может изменяться в три раза, не оказывая влияния на течение в горле и, соответственно, на течение в воздухозаборнике.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 2, с. 18-28 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Петров А.Г., Шкундин С.З. «О погрешности время-импульсного метода измерения измерении расхода воздуха в шахтах» Акустический журнал, 63, № 5, с. 560-565 (2017)

Рассматривается вывод формулы для времени распространения звукового сигнала между двумя заданными точками A и B в стационарном газовом потоке. Показано, что поток газа изменяет время приема сигнала на величину, пропорциональную расходу, независимо от детального профиля скорости. Разность времени приема сигналов из точки B в точку A и наоборот с высокой точностью пропорциональна расходу воздуха. Показано, что относительная погрешность найденной формулы не превышает квадрата максимального числа Маха в газовом потоке. Это позволяет измерять расход газа, движущегося в шахте с произвольным стационарным дозвуковым полем скорости.

Акустический журнал, 63, № 5, с. 560-565 (2017) | Рубрики: 08.11 14.02

 

Анискин В.М., Маслов А.А., Мухин К.А. «Экспериментальное исследование дозвуковых микроструй, истекающих из плоского сопла» Письма в Журнал технической физики, 43, № 14, с. 3-9 (2017)

Выполнены эксперименты по исследованию дозвуковых ламинарных микроструй, истекающих из плоского сопла. Размер сопла составлял 83.3×3600 mum. Числа Рейнольдса, вычисленные по высоте сопла и средней скорости потока на срезе сопла, составляли от 58 до 154. Рабочим газом являлся воздух комнатной температуры. Определено распределение скорости и пульсаций скорости газа вдоль осевой линии струи. Показано принципиальное отличие полученных характеристик ламинарных дозвуковых микроструй от турбулентных струй макроразмера. На основе измерений пульсаций скорости показано наличие ламинарно-турбулентного перехода и определено его местоположение. DOI: 10.21883/PJTF.2017.14.44817.16502

Письма в Журнал технической физики, 43, № 14, с. 3-9 (2017) | Рубрика: 08.11

 

Острнков Н.Н., Яковец М.А., Павлоградский В.В., Пальчиковский В.В. «Верификация численных методов расчета звукового поля в прямоугольном канале на основе сравнения с точным решением задачи о скачке импеданса» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 86-87 (2017)

С помощью точного решения задачи о скачке импеданса на одной из стенок прямоугольного канала проведена верификация численного метода расчета распространения звука, основанного на методе конечных элементов, который используется в многомикрофонном методе извлечения импеданса. Численные исследования проводились командой ПНИПУ в соответствии с их кодом. Этот код был протестирован как в прямой задаче расчета распространения звука в плоском канале, так и в обратной задаче извлечения импеданса по заданным значениям давления в выбранных позициях канала.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 86-87 (2017) | Рубрики: 04.09 08.11

 

Константинов А.П., Сухинин С.В. «Резонансные явления около сотовой решетки в бесконечном канале прямоугольного сечения» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 90-91 (2017)

Рассматриваются резонансные явления, возникающие около сотовой решётки с прямоугольной ячейкой, расположенной в бесконечном канале прямоугольного сечения. Рассматриваются установившиеся колебания газа, которые описываются с помощью потенциала акустического возмущения скорости и удовлетворяют уравнению Гельмгольца и условию непротекания Неймана на границах решётки, а так же условиям излучения и конечности энергии в любой конечной подобласти области колебаний. Задача решалась в эквивалентной постановке для бесконечной периодической трёхмерной сотовой решётки при помощи методов теории групп и метода частичных областей. Получены зависимости количества резонансных частот и их значений от геометрических размеров элементов решётки и числа ячеек решётки. Построены поля давлений для различных мод колебаний, исследована их механика. Описаны бегущие и мерцающие моды колебаний около сотовой решетки. Результаты этого исследования могут быть использованы при расчёте вентиляционных систем, спрямляющих аппаратов, котлов пульсирующего горения и других технических устройств.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 90-91 (2017) | Рубрики: 04.09 08.11

 

Остриков Н.Н., Ипатов М.С., Яковец М.А. «Разработка высокоточного алгоритма настройки системы акустических драйверов с целью генерации азимутальных мод в цилиндрических каналах» Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 109-111 (2017)

Численное моделирование, выполненное ранее, демонстрирует существенную разницу в направленности излучения акустической моды из воздухозаборника при работе в статическом режиме по сравнению с режимом полета. Было показано, что большое изменение направленности является результатом комбинированных эффектов дифракции и рефракции, реализованных вблизи открытого конца канала из-за неоднородности потока в статических условиях. Для экспериментального исследования этого эффекта в ЦАГИ изготовлена малогабаритная модель воздухозаборника с внутренним диаметром 20 см, которая содержит 12 встроенных громкоговорителей MJ-1T, расположенных по кругу и питаемых от генератора сигналов типа B&K 3560 с усилителем Apart Revamp 1680. Так как генератор имеет 6 синхронизированных каналов, количество драйверов, используемых в экспериментах, соответственно уменьшается до K=6. Звуковое поле в канале измеряется с помощью микрофонной кольцевой решетки, состоящей из 26 микрофонов B&K 4957, установленных регулярно в канальном отверстии заподлицо, а комплексные амплитуды азимутальных мод с числами –12≤m≤ 12 извлекаются стандартным разложением Фурье. Настоящая работа посвящена проблеме настройки генератора азимутальных мод для обеспечения в экспериментах возможности генерации различных заданных вращающихся мод.

Тезисы докладов Пятой открытой Всероссийской (XVII научно-технической) конференции по аэроакустике. (25–29 сентября 2017 г.), с. 109-111 (2017) | Рубрики: 04.09 08.11