Лукьянов П.В. «Система уравнений аэроакустики для вязкого сжимаемого газа Стокса» КОНСОНАНС-2009. Акустический симпозиум (29 сентября–01 октября 2009 г.), с. 246-251 (2009)

Весь перечень и анализ теоретических моделей аэроакустики не является целью данного доклада из-за ограниченности объёма. Поэтому кратко остановимся лишь непосредственно на тех моделях, которые описывают генерацию и распространение звука в вязких течениях. Их появление и развитие обусловлено созданием и совершенствованием реактивной, турбореактивной авиации. К числу теоретических работ, в которых исследованы вопросы генерации звука в вязких течениях, можно отнести работы, которые развивают идею акустической аналогии Лайтхилла (Lighthill M.J. On Sound Generated Aerodynamicly,I: General Theory // Proceedings of the Royal Society. London. 1952. 211A, № 1107. Pp. 564-587), а также работы, продолжающие общий подход Блохинцева (Блохинцев Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды. M.: Наука. 1981. 206 c.) для идеальной сжимаемой среды. Ниже приводится краткий анализ сделанного в этих работах.

Лукьянов П.В. «Шум удаленного взаимодействия вихря – лопасти вертолета» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 175-180 (2013)

In this paper, a model of noise generation by blade-vortex interaction (BVI) is offered for helicopter rotor operating at subsonic regime (M=0.2). The quantitative limits of its using were found. On the base of three-dimensional non-stationary equation of small perturbations spreading, the problem of sound generation by parabolic blade and Taylor’s vortexes, situated at certain distance from the blade, has been solved. A numerical-analytical method was used for the problem solution. The method allows calculation of the near-field sound potential and its derivatives. The pressure coefficient analysis has been showed that the disposition of the blade-vortex interaction generates three surges like shock waves A,B,C types (by Tijeman). However, the interaction’s amplitudes are smaller then the ones for transonic regime. It has also been found that BVI noise level is 10Db (with respect to 2·10^–5 Pa) more then the noise level in similar problem without vortex in the flux. The numerical calculation shows that the limit distance, where the model is acceptable, is more then 1,5R_c (R_c – is core radius). Increasing distance between vortex core and rotor blade has been showed essential fading of the BVI-noise level.

Лукьянов П.В. «Шум близкого взаимодействия вихря – лопасти вертолета» КОНСОНАНС-2013. Акустический симпозиум (1–2 октября 2013 г.), с. 181-187 (2013)

Первые шаги в моделировании шума взаимодействия лопасти и вихря предприняты в середине 1970-х, начале 1980-х гг. Модели эти были достаточно простыми. Интенсивные исследования по изучение шума взаимодействия лопасти и вихря начались с середины 80-х годов прошлого столетия. И до сих пор это направление остаётся актуальным в виду многообразия задач и, соответственно, математических моделей их решения. Как правило, выбор математической модели основан на двух факторах. Первый из них включает в себя уровень представления физических процессов, происходящих во время генерации BVI-шума. Второй, не маловажный фактор, заключается в умении решать поставленные математические задачи. Поэтому очень часто приходится манипулировать между физическими и математическими аспектами задачи с тем, чтобы математическая постановка задачи была, с одной стороны, не чрезмерно сложной, но в то же время, с другой стороны, позволяла учесть важные физические процессы. Одной из первых моделей генерации BVI-шума, является модель взаимодействия потенциального течения вокруг лопасти и точечного (потенциального) вихря Рэнкина. В работе (George A.R. and Lyrintzis A.S. Acoustics of Transonic Blade-Vortex Interactions. AIAA Journal. 1988. v.26. No 7. Pp. 769-776) основное внимание уделяется ближнему и среднему звуковому полям. Изучен характер поведения звуковой волны, генерируемой в результате взаимодействия лопасти и вихря. В работе (Lyrintzis A.S. and Xue Y. Study of the Noise Mechanisms of Transonic Blade-Vortex Interactions. AIAA Journal. 1991. v.29. No 10. Pp. 1562-1572) исследуется механизм шума от трансзвукового взаимодействия лопасти и вихря. При этом рассматриваются лопасти различных форм, изучается зависимость от времени коэффициента давления для различных углов наблюдения по отношению к передней кромке лопасти и точечному вихрю. В работе (Y. Xue and A.S. Lyrintzis. Rotating Kirchoff Method for Three-Dimensional Transonic Blade-Vortex Interaction Hover Noise. AIAA Journal. 1994. vol.32. No.7. Pp. 1350-1359) предлагается некоторая модификация представления дальнего поля на основе формулы Кирхгофа, при этом основное уравнение для описания ближнего поля осталось тем же – в потенциальном приближении. Однако в перечисленных работах вихревая часть в модели течения отсутствует, за исключением лишь одной точки – центра точечного вихря. Предполагается также, что ударные волны настолько слабы, что не способны генерировать ощутимую завихренность в течении. Но такие ограничения справедливы лишь при больших числах Маха (М) в трансзвуковом диапазоне течения в парящем полёте (“in hover”). В то же время любые манёвры вертолёта уже выходят за рамки данных ограничений модели. Для того чтобы учесть наличие завихренности в течении, а также взаимодействие течения с уединённым (не точечным) вихрём, необходимо добавить в модель течения вихревую составляющую. Для большинства задач винтовой аэроакустики вязкими эффектами течения можно пренебречь, поскольку они проявляются только в пограничном слое, который в данном классе задач очень тонкий, поэтому не принимается в рассмотрение. Таким образом, для изучения BVI-шума вполне адекватной является модель идеальной сжимаемой среды с учётом завихренности. На её основе построен ряд подходов, позволяющих решать задачи генерации шума аэродинамического происхождения. В данной работе представлено решение задачи генерации BVI-шума при близком взаимодействии лопасти ротора вертолёта и вихрей Тэйлора.

Мачихин А.С., Пожар В.Э., Шурыгин А.В. «Сравнение современных гиперспектральных изображающих систем для беспилотных летательных аппаратов» Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации. 9-я междунар. конф. Тр. РНТОРЭС им. А.С. Попова. сер. Акустоопт. и радиолок. методы измерений и обраб. инф., с. 145-148 (2016)

Пейгин С.В., Пущин Н.А., Болсуновский А.Л., Тимченко С.В. «Оптимальное аэродинамическое проектирование крыла широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 1, с. 117-129 (2016)

Приводятся результаты оптимального аэродинамического проектирования крыла широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета на высоких трансзвуковых скоростях полета. Для решения задачи использован подход, в основе которого лежат методы высокоточного математического моделирования и глобального оптимального поиска с использованием суперкомпьютерных технологий. Было показано, что оптимальное крыло обладает малым волновым сопротивлением в основной точке проектирования и может эксплуатироваться при заданных условиях крейсерского полета, при этом оптимизация позволила сдвинуть волновой кризис в сторону больших чисел Маха и отвечает всем заданным геометрическим и аэродинамическим ограничениям.