Быков А.И., Комкин А.И., Миронов М.А. «Поглощение звука резонатором Гельмгольца в канале» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 86-87 (2016)

Резонатор Гельмгольца является одним из самых распространенных элементов глушителей шума. Основы теории резонаторов Гельмгольца впервые были обстоятельно рассмотрены Ингардом. Вместе с тем. до настоящего времени не получено хорошего соответствия между экспериментальными и расчетными характеристиками поглощения резонаторов Гельмгольца, не смотря на проводимые в этом направлении исследования. В данной работе рассмотрены характеристики поглощения резонатора Гельмгольца, размещенного на торцевой стенке круглого каната. Экспериментально исследована зависимость коэффициента поглощения резонатора от диаметра и длины его горла и глубины полости резонатора. Установлено, что на получаемые экспериментальные данные могут существенно влиять нелинейные явления в резонаторе. Поэтому генерируемые в канале звуковые волны следует ограничивать уровнями, обеспечивающими линейный режим работы резонатора Гельмгольца, что соответствовало уровню звукового давления в канале на собственной частоте резонатора 85 дБ. На основе полученных экспериментальных данных была проведена верификация линейной аналитической модели резонатора Гельмгольца, в которой учитывались тепловые потери в полости резонатора, также вязкие потери в резонаторе, оцениваемые через диссипативную присоединенную длину горла резонатора. При этом вязкие потери в резонаторе складывались из потерь в горле резонатора, на передней стенке резонатора, и потерь кромках горла. Если потери на стенке горда хорошо изучены, потери на передней стенке резонатора исследованы ранее, то на кромках горла вязкие потери не теоретически не исследованы в силу сложности теоретического рассмотрения такой задачи. В работе определяется величина потерь на кромке горла на основе данных измерений таким образом, чтобы эти данные соответствовали результатам расчетов, проведенных с помощью рассматриваемой линейной модели резонатора Гельмгольца. В результате были получены зависимости потерь на кромках горла от геометрических параметров резонатора Гельмгольца. Установлено, что потери на кромках горла не зависят от его диаметра, но изменятся с изменением длины горла и глубины полости резонатора.

Кустов О.Ю., Синер А.А., Федотов Е.С., Храмцов И.В. «Определение импеданса резонатора Гельмгольца с помощью численного моделирования» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 186-188 (2016)

Шум. распространяющийся по внешним контурам авиационного двигателя, подавляется за счет облицовывания стенок каналов звукопоглощающими конструкциями (ЗПК). Степень снижения шума зависит от общей площади ЗПК и ее акустической эффективности. Возможны различные варианты увеличения эффективности звукопоглощения 3ПK. Одним из способов оценки и изучения процессов такой эффективности является численный эксперимент. Для проведения экспериментальных исследований в Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа ПНИПУ была разработана установка "Интерферометр с нормальным падением волн". Отличительной особенностью установки от аналогов известных мировых производителей. которые ориентированы на строительную акустику, является наличие массивной импедансной трубы, позволяющей реализовывать уровни акустического давления до 160 дБ. что характерно для каналов авиационных двигателей. В интерферометре определение характеристик ЗПК основано на двух микрофонном методе. Метод является наиболее распространенным и стандартизованным. Численное моделирование основывалось на прямом решении системы уравнений Навье–Стокса (DNS) с учётом сжимаемости. В качестве геометрической модели использовалась внутренняя область интерферометра. которая представляют собой цилиндрическую трубу с резонатором Гельмгольца на одном конце и высокочастотный драйвер (динамик) на другом. Для упрощения была принята осесимметричная постановка, которая значительно сокращает требуемые ресурсы и время расчёта.

Синер А.А., Шуваев Н.В., Большагин Н.Н., Колегов Р.Н. «Численный анализ влияния положения точечного источника на резонансные характеристики замкнутой полости» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 149-150 (2018)

Рассматривается задача численного определения акустических резонансных характеристик замкнутых полостей. Задача об оценке резонансных свойств канатов и полостей газотурбинного двигателя (ГТД) очень слабо освещена в существующей литературе, в связи с тем. что дефекты. вызываемые резонансными процессами в элементах ГТД. как правило. выявляются только на этапе эксплуатации, иногда только через несколько лет. После выявления таких дефектов они исправляются путем экспериментальной доводки, что приводит к удорожанию жизненного цикла двигателя. В связи с этим, разработка методик численного анализа резонансных акустических характеристик полостей ГТД является актуальной задачей в области авиационного двигателестроения. Одной из наиболее подробных монографий по акустическим резонансам в компрессоре является диссертационная работа Helmich B., в которой, однако используются в основном экспериментальные методы исследования. Среди теоретических можно отмстить работу , в которой акустический резонанс рассматривается как причина поломки центробежной ступени компрессора. В качестве объекта исследования рассматривается замкнутая прямоугольная воздушная полость с абсолютно жесткими стенками. В полости расположен точечный источник акустических колебаний, имеющий спектр частот в диапазоне 100–5000 Гц с линейным затуханием интенсивности колебаний на его концах по частоте. Спектр звукового давления в заданном диапазоне частот является равномерным, уровень звукового давления на каждой частоте составляет 100 дБ. Положения источника внутри полости варьируются для возбуждения различных резонансных частот. Строятся спектры звукового давления в различных точках полости для различных положений источника в объеме. Все расчеты выполнены в пакете ANSYS Fluent. Используется модель идеального политропного газа, источник задан в виде граничного условия на поверхности сферы малого по сравнению с длинной волны радиуса.

Писарев П.В., Шустова Е.Н., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Численный расчет акустических характеристик призматических резонаторов Гельмгольца» Научно-технический вестник Поволжья, № 1, с. 94-97 (2018)

Проводиться исследование влияния диаметра горловины призматического резонатора Гельмгольца на величину собственной частоты резонатора и значения коэффициента потери акустического давления в модельном канале. Проведен анализ распределения акустического давления по продольному сечению модельного канала.

Сергеенко К.М., Головизнин В.М., Глотов В.Ю. «LES-моделирование турбулентного теплообмена при течении свинцового теплоносителя в круглой трубе при различных числах Рейнольдса» Математическое моделирование, 30, № 7, с. 29-46 (2018)

Проведено численное моделирование турбулентного теплообмена в круглой трубе в широком диапазоне чисел Рейнольдса с помощью беспараметрического MILES-метода КАБАРЕ на сетках с неполным разрешением спектра турбулентности, а также с помощью CFD-кода STAR-CCM+ в LES-приближении. Результаты расчетов сравниваютсяс DNS расчетами других авторов, встречающихся в литературе, а также с RANS-расчётами, выполненными в CFD-коде STARCCM+. Моделирование показало удовлетворительную точность в определении средних, среднеквадратичных и интегральных характеристик течения, позволило выявить недостатки имеющихся модельных соотношений, описывающих локальные характеристики турбулентности. Авторами предложена пристеночная тепловая функция, реализуемая в RANS-приближениях.