Берсенев Ю.В., Пальчиковский В.В., Синер А.А., Храмцов И.В. «Исследование формирования вихревого кольца с учетом экспериментально определенного закона движения поршня вихревого кольца» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 73 (2016)

Механизмы генерации шума интенсивными турбулентными течениями на данный момент являются мало изученными. При этом основные физические закономерности должны проявляться уже в самых простых вихревых течениях. Примером такого течения является вихревое кольцо. Для исследования аэроакустических характеристик данного вихря в Лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа был создан генератор вихревых колец. Однако экспериментальное исследование свойств интенсивных турбулентных вихревых колец, особенно процессов, происходящих при их формировании, существенно осложнено их высокой скоростью. В данной работе предложено исследование характеристик вихревых колец с помощью численного моделирования. Рассматривается формирование вихревого кольца с высокой начальной скоростью V₀>30 м/с, образующихся с помощью поршневого генератора.

Гладилин А.В., Миронов М.А. «Поле точечного источника над слоем с постояным градиентом скорости звука» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 100-102 (2016)

Милешин В.И., Панков С.В., Россихин А.А. «Метод расчета тонального шума многоступенчатой турбомашины в частотной области» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 140-142 (2016)

Дубень А.П., Козубская Т.К., Стрелец М.Х., Шур М.Л. «Применение структурированных и неструктурированных численных алгоритмов для расчета шума турбулентных струй на основе усовершенствованного метода DDES, обеспечивающего ускоренный переход от RANS к LES в слоях смешения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 143-146 (2016)

Постепенное развитие гибридного RANS-LES подхода DES (Detached Eddy Simulation) привело к значительному расширению сферы его применимости. В частности, модификация DES, предложенная в недавно опубликованной работе , позволила существенно продвинуться в решении одной из фундаментальных проблем оригинальной формулировки метода, а именно, так называемой проблемы «серой области», следствием которой является затягивание перехода от RANS к LES моде DES в свободных или оторвавшихся слоях смешения. Ускорение развития неустойчивости и формирования развитой трехмерной турбулентности в таких слоях смешения достигается в за счет модификации подсеточного масштаба для LES, который обеспечивает автоматическую идентификацию начальных участков слоев смешения и соответствующее уменьшение подсеточной вязкости в этих областях. В то же время, в области развитой турбулентности новый (адаптированный к слоям смешения – Shear-Layer Adapted) подсеточный масштаб Δ_SLA автоматически переходит в масштаб, близкий к стандартному подсеточному масштабу LES-ветви DES Δ = Δ_тax = max(D_x, D_y, D_z). Это открывает возможность применения данного подхода для решения достаточно широкого круга задач, в которых задержка появления развитой трехмерной турбулентности в слоях смешения приводит к неприемлемо большим погрешностям в определении наиболее важных («целевых») характеристик. Одним из ярких примеров таких задач является рассматриваемая в настоящей работе задача о расчете шума турбулентных струй. Расчеты выполнены для дозвуковой круглой необогреваемой затопленной струи с числом Маха М_jet=0.9. которая традиционно служит «полигоном» для тестирования численных методов аэроакустики.

Евдокимов И.Е., Епихин А.С., Калугин М.Д., Крапошин М.В. «Открытая библиотека для численного моделирования шума в дальнем поле» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 147-148 (2016)

В докладе сообщается текущее состояние разработки библиотеки с открытым исходным кодом libAcoustics для конечно-объёмного программного комплекса вычислительной гидродинамики OpenFOAM. К настоящему времени основные усилия разработчиков сосредоточены на создании базовых задач для тестирования версий библиотеки и возможной отработки специальных решателей и граничных условий, которые могут быть реализованы в OpenFOAM в перспективе. Рассматриваемые тестовые задачи включают в себя ряд простейших тестов, имеющих аналитическое решение: Одномерный домен, реализующий передачу гармонической волны для сравнения с решениями волнового уравнения, особенно в случае границы раздела двух сред (многофазные задачи); Одномерный домен, являющийся сильно упрощённой реализацией монополя – пульсирующей сферы, для тестирования численных схем; Двумерный домен, реализующий циклическую симметрию для моделирования сферы, колеблющейся вдоль одной оси (диполь). Данная задача может быть полезна как для тестирования численных схем, так и для тестирования решателей и библиотеки libAcoustics. Двумерный домен, реализующий циклическую симметрию для моделирования поршня в стенке. Данная реализация монополя может быть использована как для тестирования решателей (особенно, при использовании точных решений в ближнем поле). так и для тестирования библиотеки. На текущий момент в библиотеке реализована акустическая аналогия Кёрла для расчета шума, создаваемого обтекаемыми поверхностями при дозвуковом обтекании тела.

Зиновьев В.Н., Лебига В.А., Миронов Д.С., Пак А.Ю. «Прохождение акустических возмущений через слой смешения до- и сверхзвукового потоков» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 157-160 (2016)

С помощью термоанемометра экспериментально исследовано прохождение акустических возмущений через плоский слой смешения дозвукового и сверхзвукового потоков с расчетными числами Маха М=0.5 и 2 соответственно. Акустические возмущения частотой f=5–9 кГц создавались в дозвуковом потоке с помощью генератора, представляющего собой свисток, образованный наклонным отверстием на стенке канала с регулируемой глубиной. В большинстве экспериментов частота искусственных акустических пульсаций составляла 6,8 кГц.

Дружинин Я.М., Милешин В.И., Россихин А.А. «Расчетно-экспериментальное исследование тонального шума биротативного вентилятора» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 205 (2016)

Одной из перспективных компоновочных схем авиационных двигателей является схема ТРДД высокой степени двухконтурности с биротативным вентилятором. Такие двигатели обладают высокой топливной эффективностью. В то же время им свойственен ряд недостатков. В частности для них характерны более высокие уровни шума, чем для аналогичных по характеристикам турбовентиляторных двигателей с однорядным вентилятором. В данной работе описываются расчетные исследования тонального шума модельного биротативного вентилятора на режиме «посадка» (одном из трех сертификационных режимов по нормам ИКАО). Исследования проводились с помощью 3D методики нестационарного расчеса взаимодействия венцов, реализованной в программном комплексе ЦИАМ 3D AS. Метод, используемый в программном комплексе, базируется на решении линейных или нелинейных уравнений Эйлера для возмущений поверх вязкого стационарного среднего поля течения в системе отсчета вращающихся венцов. Взаимодействие между венцами турбомашины обеспечивается с помощью специальных интерфейсов типа «скользящие сетки». Эти интерфейсы передают нестационарные акустические (а также вихревые и энтропийные) возмущения и неоднородности среднего поля течения через границу между расчетными областями для различных венцов, тем самым обеспечивая непрерывность полных параметров течения при переходе через границу. Дискретизация уравнений по пространству в рамках используемого метода построена на основе метода конечных объемов и с использованием обобщенной на метод конечных объемов аэроакустической DRP (Dispersion Relation Preserving Scheme) схемы четвертого порядка. Для дискретизации уравнений по времени применяется явная оптимизированная 4-х шаговая схема Рунге–Кутта (LDDRK – Low Dissipation and Dispersion Runge–Kutta Schemes) второго порядка. Для расчета излучения в дальнее поле используется полуаналитическая методика, основанная на уравнении Фокса–Вильямса–Хокингса. В работе представлено сравнение результатов акустического расчета (диаграмм направленности в дальнем поле для наиболее интенсивных тонов взаимодействия) с имеющимися экспериментальными данными.

Токталиев П.Д., Миронов Л.К. «Расчетно-экспериментальное исследование характеристик акустического поля закрученной струи» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 228-229 (2016)

Большинство современных камер сгорания турбореактивных авиационных двигателей используют закрутку потока за фронтовой плитой для интенсификации смешения, однако, ряд закономерностей, в том числе условия и механизм вторичной потери устойчивости закрученной струей, до сих пор остаются не определенными в полной мере. Исследования закрученных турбулентных струй показывают, что при интенсивности закрутки больше единицы, закрученная струя создаёт интенсивное акустическое излучение в виде дискретных тонов. В отличие от обычной турбулентной струи, шум которой является широкополосным, закрученная струя, создает тональный шум. Таким образом, закрученная струя представляет собой удобный объект исследования акустического поля, поскольку в спектре пульсаций давления и скорости имеется выраженная частота. В работе, в продолжение ранних работ, представлены результаты расчетов и экспериментов аэродинамических и акустических характеристик затопленной закрученной струей с умеренным значением параметра закрутки. Расчеты выполнены с использованием гибридного RANS-LES подхода – модификации метода отсоединенных вихрей (Improved Delayed Detached Eddy Simulation-IDDES) . Для расчета шума в дальнем поле использована интегральная формулировка метода Фокса–Вильямса–Хокингса. В работе проанализирована зависимость результатов расчетов от геометрических характеристик присоединенной области. Также проведен сравнительный анализ влияния формулировок описания пристеночной области в IDDES на амплитудные и фазовые характеристики пульсаций давления и скорости в ближнем поле струи. Для верификации расчетов проведены экспериментальное исследование структуры течения и акустического поля закрученной струи с высокой интенсивностью закрутки. Исследованы осредненные и нестационарные характеристики течения в струе. Исследование проведено на основе термоанемометрических. микрофонных и PIV моголов измерений скорости и пульсаций скорости и давления.

Аксенов А.А., Жлуктов С.В., Сорокин К.Э., Фишер Ю.В., Рыбак С.П. «Применение скошенной схемы в вихреразрешающей методике моделирования шума вентилятора» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 20-21 (2018)

Вихреразрешающие методики расчета движения сплошной среды основаны на применении расчетных схем высокого порядка точности (более 5-го) и очень подробных расчетных сеток, которые должны разрешить вихревую структуру течения, генерирующую акустические колебания и звуковые волны. Данный подход требует применения высокопроизводительной параллельной вычислительной техники. Однако, применение схем высокого порядка точности накладывает серьезные ограничения на масштабируемость вычислительного процесса с одной стороны, с друг ой стороны, противоречит турбулентному, т.е. хаотичному характеру движения жидкости. Применение расчетных схем более низкого порядка точности приводит к заметной схемной диссипации, что выражается в «срезании» высоких частот акустического поля. Вместе с тем, имеется известный подход, мало используемый в CFD-расчетах, связанный с применением гак называемых скошенных схем. Скошенная схема отличается от обычных тем, что информация между расчетными ячейками передается не только через грани ячеек, а также через ребра и вершины. В этом случае шаблон расчетной схемы несколько увеличивается, но не так сильно, как в схемах высокого порядка. Применение скошенной схемы позволяет уменьшить схемную диссипацию. Это положительно сказывается на разрешении мелких вихрей и уменьшает их диссипацию. Скошенная схема реализована в программном комплексе FlowVision. Данный программный комплекс основан на конечно-объемном подходе. Он генерирует и использует гексодоминантные динамически локально адаптируемые расчетные сетки. Адаптация (измельчение и укрупнение ячеек) производится автоматически. Решение уравнений Навье–Стокса основано на алгоритме расщепления. Введение в алгоритм скошенной схемы потребовало модификации метода расщепления. В данном докладе описываются скошенная схема и модифицированный метод расщепления.

Аксенов А.А., Ишаев Р.О., Клименко Д.В., Тимушев С.Ф. «Моделирование нестационарного течения поля давления и динамических нагрузок в автономной турбине» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 22-24 (2018)

Современный тренд развития ракетно-космической техники направлен на разработку и внедрение ракетных двигателей многократного использования. Создание новых транспортных ракетно-космических систем многоразового использования предъявляет повышенные требования к надежности и ресурсу безотказной работы турбонасосных агрегатов (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Александров В.Г., Осипов А.А. «Численное моделирование излучения внутреннего шума ГТД через слои смешения выхлопной струи» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 28-29 (2018)

В настоящей работе проведено исследование возможностей математического моделирования акустических явлений, сопряженных с распространением тонального шума, характерного для работы авиационной турбины, через струю, истекающую из сопла двигателя в окружающее пространство в условиях внешнего обтекания мотогондолы. Основным эффектом, определяющим вклад внутреннего шума газогенератора в суммарный шум авиационного двигателя в дальнем поле, состоит в рефракции распространяющегося звукового сигнала в слое смешения струи с внешним потоком. При этом, как показывают исследования, данное явление сопровождается интенсивным взаимодействием звука с вихревыми и энтропийными неоднородностями слоя смешения струи, которое, вообще говоря, носит нелинейный характер, приводит к интенсивному энергетическому обмену между различными составляющими процесса и может существенно повлиять на распространение внутреннего шума. Необходимо отметить, что слой смешения выхлопной струи авиационного двигателя содержит, кроме того, интенсивные пульсирующие турбулентные вихри, которые также влияют на распространение в нем звуковых волн. Однако изучение этой стороны рассматриваемого явления представляет собой самостоятельную чрезвычайно сложную проблему и выходит за рамки проведенного здесь исследования. Вопросы распространения звука через слой смешения сгруи представляют также значительный интерес в отношении распространения и излучения шума вентилятора вниз по потоку во внешнем контуре ТРДД и его вклада в шум двигателя в задней полусфере. Поэтому изучение рассматриваемых в настоящей работе эффектов имеет весьма широкое значение в авиационных приложениях. В связи с упомянутыми выше проблемами целесообразно сформулировать следующую модельную задачу в рамках приближения идеального (невязкого нетеплопроводного) газа. Рассматривается дозвуковая струя, истекающая из цилиндрической трубы круглого сечения, расположенной в дозвуковом внешнем потоке. Стенка трубы имеет нулевую толщину, а давление газа при стационарном истечении струи постоянно и одинаково в струе и во внешнем потоке. В этом случае струя вне грубы сохраняет цилиндрическую форму, а при разных величинах скорости потока в струе и вне ее граница струи является цилиндрической поверхностью тангенциального разрыва.

Белов В.Г., Дегтярев В.В., Синер А.А. «Численный расчет генерации звука вентиляторной ступенью авиационного двигателя» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 44 (2018)

Современная конкуренция на рынке авиационного двигателестроения заставляет двигателестроительные фирмы развивать все более совершенные методы расчета и экспериментального анализа акустических характеристик авиационного двигателя. В работе представлены результаты расчетов по оценке влияния радиального зазора на уровень звукового давления в дальнем акустическом поле и модальный состав шума, генерируемого вентиляторной ступенью вперед на высоких и низких режимах. Для выполнения расчетов используются коммерческие пакеты ANSYS CFX и ANSYS FLUENT широко применяемые в авиационной отрасли. Объектом исследования является вентиляторная ступень двигателя, включающая вентилятор, спрямляющий аппарат наружного контура и направляющий аппарат внутреннего контура, режимы – посадочный и взлетный. Рассматриваются методические вопросы расчетов на высоких режимах (взлетный) в ANSYS FLUENT с использованием сеточной адаптации: различные критерии адаптации и их пороговые значения, численные схемы. Так как размер расчетной сетки для задачи в полной постановке составляет 100 млн. элементов, для ускорения на данном этапе работ расчеты проводятся в секторной постановке 20°. В пакете ANSYS CFX выполняются расчеты генерации звука вентиляторной ступенью авиационного двигателя в полной постановке 360° с различными радиальными зазорами (без зазора, 0.2 мм, 0.6 мм) на посадочном режиме. Также разрабатывается методика расчета генерации шума на высоких режимах (набор высоты, взлет). Анализируется влияние величины радиального зазора на модальный состав генерируемого звука, а также на диаграмму направленности акустического излучения. На основе проведенного анализа в работе формулируются рекомендации по дальнейшему развитию методов расчета шума генерируемого вентиляторной ступенью.

Берсенев Ю.В., Бурдаков Р.В., Городкова Н.А. «Исследование модального состава шума вентилятора авиационного двигателя на модельном генераторе и в составе двигательной установки» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 45-46 (2018)

Для снижения пролетного шума существующих и проектируемых самолетов, оснащенных ТВРД. необходимо понимание процессов образования и распространения авиационного шума. Основным источником пролетного шума современных самолетов является двигатель. В свою очередь. шум двигателя определяется множеством источников, таких как струя, компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камера сгорания, вентилятор. На современном этапе развития технологии проектирования ТВРД максимальный вклад в общий уровень шума вносит вентилятор. Шум вентилятора обладает преимущественно тональными составляющими, связанными с частотами следования лопаток вентилятора и их гармониками на различных режимах работы двигателя. Таким образом. система звукопоглощения воздухозаборника должна обеспечивать максимальное поглощение звука на указанных частотах. Согласно современным исследованиям звукопоглощающие конструкции (3ПK) должны подбираться исходя из модального состава шума вентилятора, а не максимума коэффициента звукопоглощения. Вместе с тем измерение модального состава представляет собой сложную процедуру, требующую отдельного исследования в лабораторных условиях при наличии источника с задаваемыми и контролируемыми параметрами. Для отработки методики измерения модального состава и изучения его влияния на звукопоглощение при размещении в воздухозаборнике различных типов ЗПК была создана установка генерации мод. Установка состояла из тридцатиточечного источника звука, установленного на специально изготовленную платформу, и канала, состоящего из трех участков экспериментального воздухозаборника: участок ЗПК. корпус микрофонов и воздухозаборник авиационного двигателя. В участке микрофонов выполнены размещения линейного и кольцевого массива микрофонов. Расположение кольцевого массива предусмотрено в двух положениях по краям линейного массива. Были проведены испытания в различных вариантах сборки экспериментального воздухозаборника: участок микрофонов; участок микрофонов и входное устройство: участок ЗПК. участок микрофонов и входное устройство. Для каждого варианта испытания проводились при двух положениях кольцевого массива. Регистрация сигналов звукового давления с микрофонов проводилась по 130 каналам одновременно.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К. «Теория Лайтхилла и результаты исследования шумообразования в турбулентных струях» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 109-114 (2018)

Основные положения теории Лайтхилла, касаются процесса шумообразования при распространении дозвуковой турбулентной струи в неподвижной среде того же состава. что и вещество струн. Примером определения связи акустических пульсаций в звуковом поле струи с гидродинамическими является акустическая аналогия Лайтхилла. Система уравнений Навье–Стокса преобразуется таким образом, что для пульсаций плотности в акустическом поле получается волновое уравнение

Милешин В.И., Панков С.В., Россихин А.А. «Расчетное исследование тонального шума модельного вентилятора со сверхнизкой окружной скоростью» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 136-137 (2018)

Доминирующий вклад в шум ТРДД вносит вентилятор. Одним и подходов к снижению шума вентилятора является снижение окружной скорости вентилятора. В работе исследуется тональный шум вентилятора со сверхнизкой окружной скоростью в передней и задней полусферах на режиме «посадка».

Нигматуллин Р.З., Терентьева Л.В. «Моделирование тонального шума турбины низкого давления с использованием разделения акустических мод» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 142-145 (2018)

Метод расчета тонального шума, генерируемого турбиной низкого давления, основан на численном интегрировании системы эрехмерных нестационарных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса (URANS). Полученное в результате расчета поле пульсаций давления преобразуется методами частотно-модального анализа, что позволяет получить тональные характеристики шума, генерируемого в выходном сечении турбины.

Синер А.А., Коромыслов Е.В., Деменев А.Г., Русаков С.В., Кнутова Н.С. «Расчет генерации звука вентиляторной ступенью авиационного двигателя методами высокого порядка точности с использованием GPU» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 146-147 (2018)

Главным источником шума гражданского авиационного двигателя является вентиляторная ступень. На всех режимах работы двигателя она вносит основной вклад. Поскольку наблюдается тенденция к увеличению степени двухконтурности двигателя, доля шума вентилятора будет только расти. Основными механизмами генерации шума вентиляторной ступенью являются собственно вращение лопаточного колеса и взаимодействие вязких следов за рабочими лопатками вентилятора со спрямляющим аппаратом. Для проектирования малошумной вентиляторной ступени требуется с высокой точностью определять её шумовые характеристики. Для этой цели требуется использовать подробные сетки и специальные численные схемы высокого порядка точности с высокими диссипативными и дисперсионными свойствами (схемы DRP и LDDRK). Поскольку требуется накапливать длинные временные реализации на подробных сетках необходимо использовать графические ускорители (GPU) для максимального сокращения времени расчета. В работе представлены результаты расчета звукового поля, генерируемого вентиляторной ступенью авиационного двигателя, в программном комплексе использующем указанные схемы и GPU.

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Пильняков Н.А. «Анализ RANS/ILES методом влияния синтетических струй на уровень и спектральные свойства шума нерасчетной сверхзвуковой струи» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 168-171 (2018)

li различных приложениях требуется уменьшить длину начального участка струй, в том числе и сверхзвуковых. Это может быть достигнуто! различными способами, как пассивными, например, с помощью шевронов, так и активными, с помощью выдува небольших струй в основную струю. Синтетические струи обладают заметным преимуществом по сравнению с другими методами газодинамического управления: отсутствует специальное рабочее тело и магистрали для его подвода и отвода. Однако, управление турбулентными струями с помощью синтетических струй недостаточно изучено, ч то обусловлено сложностью, а порой и невозможностью проведения эксперимента. В настоящей работе с помощью комбинированного RANS/ILES-метода высокого разрешения исследовано влияние синтетических струй на длину начального участка и уровень шума нерасчетной сверхзвуковой струе из биконического сопла.

Бендерский Л.А., Любимов Д.А., Терехова А.А. «Применение RANS/ILES метода для исследования влияния дросселирования и синтетических струй на спектральные свойства и уровень пульсаций давления в воздухозаборнике силовой установки, интегрированной с планером самолета» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 172-176 (2018)

При разработке перспективных ЛА рассматриваются различные варианты интеграции силовой установки с планером летательного аппарата. Как правило, рассматриваются силовые установки, расположенные в хвостовой части планера или на крыле. Близкое расположение воздухозаборника к планеру самолета приводит к тому, что на вход воздухозаборника попадает толстый пограничный слой, который образовался на элементах планера. Это. в свою очередь, вызывает большую неравномерность течения в самом воздухозаборнике и на выходе из него.

Грязев В.М., Карабасов С.А. «О влиянии температуры на положение эффективных источников шума в турбулентной струе» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 184-188 (2018)

В настоящей работе проводится исследование влияния температуры на положение эффективных источников шума в горячей турбулентной струе на основе акустической аналогии Голдстейна. Еще со времен Лайтхилла акустические аналогии зарекомендовали себя как один из важных инструментов для анализа источников звука, порождаемых турбулентностью.

Крашенинников С.Ю., Миронов А.К., Токталиев П.Д. «Исследование возможности создания акустических актуаторов для управления потоком в закрученной струе» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 207 (2018)

Ранее было показано, что закрученные струи, используемые в подавляющем большинстве камер сгорания ГТД для интенсификации смешения и стабилизации горения могут быть при определенных условиях восприимчивы к малым внешним воздействиям, как газодинамического. так и акустического типа. Известно, что режимы течения, характеризующиеся глобальной неустойчивостью закрученной струи соответствуют параметру закрутки S∼1 и не используются в качестве рабочих в камерах сгорания. Однако, наличие регулярного периодического движения среды (в частном случае прецессии), обладающего набором собственных частот, даже при S>1 приводит к возможности существования в струе резонансных и интерференционных явлений. В настоящей работе проведено расчетно-экспериментальное исследование резонансных и интерференционных явлений в закрученной струе при S>1 и внешнем акустическом воздействии. а также анализ возможности создания использующих эти явления акустических актуаторов для активного управления характеристиками закрученной струи – в первую очередь длиной зоны обратных токов и профилями скорости в слоях смешения.

Сальников Б.А., Минапов С.А., Салышкова Е.Н. «Особенности формирования зональной структуры акустических полей в случайно-неоднородных подводных волноводах» Труды Дальневосточного государственного технического университета. (ранее "Труды Дальневосточного политехнического института им. В.В. Куйбышева"), № 140, с. 247-256 (2018)

Приведены результаты численного моделирования распространения звука в случайно-анизотропных рефракционных подводных волноводах. Определены информативные признаки искажений зональной структуры акустических полей вызванных природной стохастичностью гидрологии и термоклинными линзами. Предложена структура экспертной системы обнаружения термоклинных линз на фоне природной стохастичности гидрологии.

Симоненко Я.В., Сиволовский Д.В. «Исследование акустических линзовых антенн с помещенной внутрь линзы антенной решеткой» Труды Дальневосточного государственного технического университета. (ранее "Труды Дальневосточного политехнического института им. В.В. Куйбышева"), № 148, с. 112-114 (2018)

Приводятся результаты исследований возможных конструкций линзовых антенн, которые могут быть применены на практике. Они сравниваются с обычными акустическими антеннами, указаны их достоинства по сравнению с обычными антеннами. Сделан вывод о перспективности дальнейших исследований линзовых акустических антенн.

Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Ильченко Е.В., Генне Д.В., Абраменко Д.С., Подкользин А.Д. «Анализатор импедансных характеристик ультразвуковых колебательных систем» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 33-36 (2018)

Приведены данные научных исследований, по разработке усовершенствованного УЗ прибора, связанных с изучением влияния акустической нагрузки на параметры и характеристики ультразвуковых колебательных систем. Отличительной особенностью представленного УЗКС, является повышение эффективности работы ультразвуковых излучателей, а так же снижение их себестоимости. Преимуществом разработанного анализатора заключается в контроле импеданса и возможности своевременного выявления критических изменений.

Любимов В.Н., Даринский А.Н. «Акустические моды на границе скручивания в пьезоэлектрических кристаллах» Кристаллография, 63, № 4, с. 600-605 (2018)

Исследованы трансформации акустических волн – поперечных (SH и SV) и продольных (L) – у границы скручивания в пьезоэлектриках классов 62m и 42m. Такая граница возникает при жестком контакте двух одинаковых кристаллических полупространств, развернутых друг относительно друга вокруг оси Z|6|4 на угол 2_f. Распространение происходит вдоль биссектрисы этого угла (ось х) на плоскости скручивания (х, y). Выявлены ситуации, при которых поперечные волны локализуются у границы скручивания исключительно благодаря сочетанию пьезоэффекта и разворота полупространств, а также благодаря совместному влиянию упругой анизотропии и разворота. Описаны случаи, когда разворот полупространств не влияет на объемную волну, и случаи, когда возникают оттекающие волны

Вышинский В.В., Сизых Г.Б. «О верификации расчетов стационарных дозвуковых течений и о форме представления результатов» Математическое моделирование, 30, № 6, с. 21-38 (2018)

Принцип максимума давления доказан для дозвуковых стационарных трехмерных вихревых течений идеального газа (без предположения о баротропности). Исходя из того, что в областях, где решение с высокой точностью моделируется уравнениями Эйлера, должны выполняться и следствия этих уравнений, полученный принцип максимума предлагается использовать для верификации численных решений краевых задач как для уравнений Эйлера, моделирующих вихревые течения идеального газа, так и для уравнений Навье–Стокса, моделирующих течения вязкого газа. В условия принципа максимума входит значение Q-параметра, изображение поверхностей уровня которого в настоящее время широко используется для визуализации картины течения. Полученный принцип максимума давления раскрывает смысл поверхности Q=0. Она разделяет области течения Q>0, в которых не может быть локального максимума давления, от областей Q<0, где не может быть локального минимума. Аналогичный смысл параметра Q был известен для несжимаемой жидкости (H. Rowland, 1880; G. Hamel, 1936). Выражение для Q-параметра содержит только первые производные компонент скорости, что позволяет определять знак (+/–) параметра Q даже для численных решений, полученных методами низкого порядка. Приведен пример верификации численного решения с использованием принципа максимума давления. Анализ результатов численного расчета обтекания авианесущего корабля при его движении и наличии атмосферного ветра показал, что если результаты расчета используются для моделирования сложных режимов полета и для анализа состояния атмосферы с точки зрения безопасной организации воздушного движения, то для визуализации картины течения представление поверхностей Q=const не информативно. В частности, эти поверхности не отражают истинной картины сдвига ветра, воспринимаемого непосредственно попадающим в него летательным аппаратом. Для верификации численного метода достаточно представлять лишь поверхность Q=0, имеющую ясный физический смысл.

Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Определение частот резонанса и антирезонанса пьезокерамического пластинчатого преобразователя на основании частотной характеристики его входного электрического импеданса» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 2, с. 56-61 (2018)

Рассматривается пьезокерамическая пластина, нагруженная с одной стороны на водную сред и свободная с другой стороны. На основании расчета частотной характеристики входного электрического импеданса определяются частоты резонанса и антирезонанса. Обсуждается смысл этих терминов, приводятся результаты расчетов этих величин в зависимости от квадрата коэффициента электромеханической связи пьезокерамики. Указывается на возможность иного подхода к определению частот резонанса и антирезонанса, в зависимости от того, какая физическая величина является определяющей при работе преобразователя. В данной статье такой величиной является входной электрический импеданс, определяющий ток, протекающий через преобразователь. Другой возможный подход состоит в рассмотрении механической величины – колебательной скорости на рабочей грани пластины (т. е. на «выходе» преобразователя), что в схеме-аналоге является «током», проходящим через сопротивление излучения. Приводятся некоторые сравнительные данные для двух указанных подходов. Показано, что результаты, хотя и отличаются, но незначительно.

Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. «Об определении длительности и амплитуды зондирующего импульса на выходе пьезопреобразователя с учетом его конструктивных особенностей» Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", № 5, с. 75-81 (2018)

Рассматривается пластинчатый пьезокерамический преобразователь, нагруженный через систему переходных слоев на твердую среду. Наличие переходных слоев обусловлено необходимостью создания акустического контакта между объектом контроля и преобразователем (слой 1), применением протектора (слой 2) и присутствием клеевого соединения между излучающей поверхностью пластины и протектором (слой 3). Тыльная сторона пластины контактирует с демпфером. На основе методики, предложенной в предшествующих работах авторов, изложен алгоритм расчета частотной характеристики преобразователя и проведено исследование импульсного режима работы излучателя в предположении, что активный элемент возбуждается импульсом электрического напряжения в виде одного полупериода синусоиды на частоте антирезонанса пластины. Осуществлены оценочные расчеты толщин слоев для конкретной рабочей частоты преобразователя, на основании чего выполнены расчеты для ряда волновых толщин слоев, реально встречающихся в практике ультразвукового контроля. Расчеты проведены в широком диапазоне значений удельного акустического импеданса протектора.

Горлов С.И. «Гидродинамические характеристики вихреисточника, совершающего поступательное движение в многослойной тяжелой жидкости» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 140-147 (2000)

В рамках линейной теории рассмотрена задача о поступательном движении вихреисточника в трехслойной жидкости, ограниченной снизу дном. Жидкость в каждом слое идеальная, несжимаемая, тяжелая и однородная. На основе разработанного ранее метода получены формулы для возмущенных комплексных скоростей жидкости в каждом слое, волнового сопротивления и подъемной силы вихреисточника. Рассмотрены случаи движения вихря вблизи границы раздела двух полубесконечных жидких сред, в двухслойной жидкости, ограниченной сверху свободной поверхностью или твердой крышкой при наличии дна, а также ограниченной снизу дном и сверху свободной поверхностью или твердой крышкой. Во всех случаях приведены зависимости гидродинамических характеристик вихреисточника от числа Фруда. Обнаружено, что для ряда задач эти характеристики терпят разрыв при переходе через критические числа Фруда. Характер этих разрывов исследован аналитически.

Степаненко Д.А., Емельянова А.С., Плескач М.А., Солодкая Н.В. «Исследование характеристик составных кольцевых концентраторов ультразвуковых колебаний с помощью метода передаточных матриц» Техническая акустика, 18, № 1, http://www.ejta.org/ru/stepanenko2 (2018)

Рассмотрено применение метода передаточных матриц для решения задач расчета и проектирования составных кольцевых концентраторов ультразвуковых колебаний. На основе численного примера показано, что существует два типа собственных форм колебаний концентратора: 1) собственные формы со знакопеременной амплитудой радиальных колебательных смещений; 2) собственные формы со знакопостоянной амплитудой радиальных колебательных смещений. При этом усиление колебаний по амплитуде обеспечивается только собственными формами второго типа. По сравнению с методикой, основанной на решении дифференциальных уравнений колебаний, метод передаточных матриц является более эффективным с инженерной точки зрения, так как не требует от расчетчика знаний в области теории дифференциальных уравнений. Ключевые слова: кольцевой концентратор, ультразвуковые колебания, передаточная матрица.

Коротков Ю.Ф., Минкин В.С., Зиятдинов Р.Х., Репина А.В. «Экспериментальные исследования акустических генераторных установок» Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева, 74, № 1, с. 23-28 (2018)