Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.15 Колебания тел и структур в потоке, аэроупругость

 

Копьев В.Ф., Копьев В.А., Казанский П.Н., Моралев И.А. «Исследование эффективности ВЧ ДБР плазменного актуатора в задаче снижения шума цилиндра при критическом режиме обтекания» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 175-177 (2019)

Плазменные актуаторы на основе диэлектрического барьерного разряда получили наиболее широкое распространение аэродинамических и аэроакустических исследованиях в сравнении с актуаторами на других видах разрядов. Их широкое распространение определяется целым рядом их несомненных достоинств но сравнению с плазменными актуаторами, использующими другие виды газового разряда. Это в первую очередь сравнительная простота конструкции, легкость их адаптации изменениям геометрии аэродинамических моделей, небольшое энергопотребление и невысокие тепловые нагрузки. Однако эффективность обычного ДБР актуатора, работающего в диапазоне частот несколько килогерц катастрофически падает с ростом скорости, и возможность эффективного использования такого актуатора ограничивается значениями скорости не более 30 м/с. В работах, проводимых в НИО-9 ЦАГИ совместно ОИВТ РАН, исследовалась возможность использования в аэроакустических приложениях напряжения диапазона сотен килогерц. Использование высокочастотного диэлектрического барьерного разряда (ВЧ ДБР) позволило значительно расширить диапазон скоростей, в котором плазменный актуатор оказывает эффективное воздействие на течение в слое смешения турбулентных струй и в следе за плохообтекаемыми телами. Настоящая работа продолжает исследования но возможности управления шумом обтекания цилиндра с помощью высокочастотного поверхностного барьерного разряда. В работе приводятся результаты экспериментальных исследований эффективности предлагаемого плазменного актуатора при различных режимах обтекания и геометрии эксперимента. Основное внимание было сосредоточено на исследование критического режима при числах Рейнольдса >2·105. Эксперименты проводились в заглушенной камере с потоком АК-2 ЦАГИ.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 175-177 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Губанов Д.А., Киселев Н.П., Кундасев С.Г., Трубицына Л.П. «Характеристики сверхзвуковой струи при воздействии вдува малоразмерных струй различных конфигураций» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 180-181 (2019)

Поиск эффективного метода снижения шума и управления смешением высокоскоростных струйных течений имеет большое значение. Одним из актуальных способов управления воздействия на излучение струй является использование вихрегенераторов в виде вдува малоразмерных струй. Основной эффект от их применения связан с образованием парных продольных вихрей, которые влияют на структуру течения струи. Описываются эксперименты проведенные на вертикальной струйной установке ИТПМ СО РАН с открытой рабочей камерой.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 180-181 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Юдин М.А. «Исследование влияния вязкости на устойчивость цилиндра в циркуляционном ограниченном потоке» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 189 (2019)

Работа посвящена исследованию влияния вязкости на устойчивость цилиндра в циркуляционном потоке. В невязком приближении при наличии неоднородной завихренности в стационарном течении возникает сдвиговая неустойчивость. Среднее течение в области между цилиндрами порождается вращением внутреннего цилиндра. Задача об устойчивости данной системы решалась Капицей П.Л. в связи с проблемой устойчивости быстро вращающихся роторов. В этой работе оценивалась сила, действующая со стороны жидкости на внутренний цилиндр. В нашей работе она была вычислена в приближении больших чисел Рейнольдса и проведен анализ устойчивости. Проведено сравнение инкрементов Майлсовской неустойчивости и неустойчивости связанной с вязкостью жидкости. Выявлены области параметров системы в которых доминирует одна из неустойчивостей.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 189 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Голубев А.Ю., Кузнецов С.В., Потокин Г.А. «Пространственно-временная структура пульсаций давления на поверхности наклонного уступа.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 248-249 (2019)

Турбулентные пульсации давления на поверхности фюзеляжа являются существенным источником шума в салоне пассажирского самолёта, гак как они возбуждают колебания упругой конструкции и обшивки летательного аппарата, что приводит к излучению звука. Технологические особенности сборки летательных аппаратов приводят к наличию выступающих в поток элементов, таких как стыки панелей обшивки, крепления дверей, иллюминаторов, лючков и т.д. Измерения показывают, что отрыв потока, вызываемый даже небольшими выступами, приводит к существенному (на 20–30 дБ) локальному увеличению интенсивности пристеночных пульсаций давления, а также к росту степени их коррелированности. Помимо отрывных областей в окрестности уступа, значительные нестационарные возмущения вносит отрыв непосредственно на его передней кромке. В связи с этим встаёт вопрос о влиянии угла наклона передней кромки на характеристики поля пульсаций давления. Экспериментальные исследования проводились на дозвуковой малошумной аэродинамической трубе П-2 Московского комплекса ЦАГИ, обеспечивающей скорости вплоть до 60 м/с. Измерения проводились для выступов различной высоты при варьировании угла наклона кромки. скорости набегающего потока и толщины пограничного слоя. Было установлено, что максимальные уровни пристеночных пульсаций давления достигаются непосредственно за передней кромкой уступа и не зависят от угла наклона. В то же время, уменьшение угла наклона приводит к существенному уменьшению области повышенных пульсаций давления за передней кромкой и, непосредственно, на наклоне, в то время как пульсации давления перед уступом слабо зависят от угла наклона. Помимо этого, наблюдается весьма слабая зависимость интенсивности пристеночных пульсаций давления от толщины набегающего пограничного слоя.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 248-249 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Архиреева Е.Ю., Даньков Б.Н., Косенко А.П., Рыбак С.П. «Опыт сопоставления модельных и натурных данных по пульсациям давления на надкалиберных головных частях» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 250-252 (2019)

Приводятся результаты анализа и сопоставления данных измерений пульсаций давления на надкалиберных головных частях (ГЧ) ракет, полученных при летных испытаниях и при испытаниях моделей ГЧ в аэродинамических трубах (АДТ).

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 250-252 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Савельев И.А., Савельев А.Д. «Численное моделирование обтекания высокоскоростным потоком газа пластины с каверной у ее передней кромки» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 290-291 (2019)

Рассматриваются результаты численного моделирования обтекания вязким газом пластины с расположенной вблизи ее передней кромки прямоугольной каверной с применением разностных схем высокого порядка. Расчеты проводятся на основе уравнений Навье–Стокса при числе Рейнольдса 106 и в диапазоне изменения чисел Маха набегающего потока от 1 до 12. Каверна располагается на расстоянии 10% характерного линейного размера, ее длина составляет также 10%, а глубина – 5%. Исследуются колебания давления в каверне и на пластине ниже по потоку за ней. Рассматриваются причины возникновения колебаний давления в каверне и резкого снижения их уровня при некотором значении числа Маха.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 290-291 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Гестрин С.Г., Старавойтова Е.В. «Резонансное взаимодействие воздушного потока с изгибными колебаниями конечной упругой пластины» Известия вузов. Физика, 62, № 6, с. 57-63 (2019)

Изучено резонансное взаимодействие упругой пластины с обтекающим ее воздушным потоком, приводящее к развитию ветровой неустойчивости. Получено и исследовано дисперсионное уравнение изгибных колебаний. Найдены условия усиления и непропускания изгибных волн. Для имеющей конечные размеры и шарнирно опирающейся по краям пластины, находящейся в обтекающем ее воздушном потоке, определен спектр комплексных собственных частот колебаний. Получены оценки основных параметров ветровой неустойчивости.

Известия вузов. Физика, 62, № 6, с. 57-63 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Гаврилов А.А., Сентябов А.В., Финников К.А. «Расчетное исследование трехмерного кавитационного обтекания лопатки направляющего аппарата гидротурбины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 3-12 (2019)

Представлены результаты численного моделирования кавитационного обтекания модели лопатки направляющего аппарата гидротурбины, выполненные для условий экспериментальных исследований. Анализируются возможности метода моделирования отсоединенных вихрей (DES) для расчета динамики обтекания гидрокрыла в различных режимах для двух углов атаки: 3 и 9°. Приводится сопоставление средней скорости течения внутри пограничного слоя с экспериментальными данными, а также величина и форма трехмерной паровой каверны в различных режимах. Анализируется динамика паровой каверны и генерируемые при этом пульсации.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 3-12 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Дудин Г.Н., Ледовский А.В. «Особенности течения в гиперзвуковом пограничном слое в окрестности плоскости симметрии плоского крыла с изломом по передней кромке» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 33-41 (2019)

Исследовано течение в пространственном ламинарном пограничном слое в окрестности плоскости симметрии полубесконечного плоского крыла с изломом по передней кромке при сильном взаимодействии с внешним гиперзвуковым потоком. Выполнено асимптотическое разложение функций течения в степенные ряды по угловой координате в окрестности плоскости симметрии. Сформулирована и решена соответствующая краевая задача для первых членов разложения. Показана возможность существования нескольких решений в окрестности плоскости симметрии. Рассмотрено влияние угла стреловидности на особенности течения.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 33-41 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Владимиров И.Ю., Корчагин Н.Н. «Циркуляционные эффекты при движении объектов в морской среде и атмосфере» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 42-48 (2019)

Получены выражения для гидродинамической нагрузки на диполь при его циркуляционном обтекании потоком стратифицированной (двухслойной) жидкости конечной глубины. Исследованы зависимости волнового сопротивления и подъемной силы от скорости потока и циркуляции. Показано, что учет циркуляции может существенно изменить величину гидродинамической реакции на диполь. Обнаружен эффект резкого (реверсивного) изменения направления действия подъемной силы в относительно узком диапазоне скорости обтекания моделируемого диполем фрагмента трубопровода. Обсуждается возможность проявления подобного эффекта при движении самоходных подводных объектов и летательных аппаратов.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 42-48 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Филатов Е.В., Якимов А.Ю. «Волнообразование перед глиссирующей пластинкой» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 52-58 (2019)

Представлены результаты проведенных в гидроканале МГУ экспериментов по движению пластинки, жестко закрепленной на динамометрической тележке. Исследовались волновой след за телом и течение перед ним в жидкости конечной глубины при околокритических скоростях движения и малых углах глиссирования. Наблюдения показали, что стационарный периодический волновой след возникает вместе с носовой волной неизменной формы, а при отставании кормовых волн возбуждаются волны перед глиссирующей пластинкой. Получено экспериментальное подтверждение известной формулы Рассела для амплитуды уединенной волны. С точностью до малых параметров показано ее совпадение с результатом М.А. Лаврентьева. Приводятся результаты численного моделирования условий эксперимента с использованием программного комплекса XFlow™. Результаты экспериментов в гидроканале совпадают с численными.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 52-58 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Дудин Г.Н., Нейланд В.Я. «О влиянии температурного факторана распространение возмущений при гиперзвуковом обтекании скользящей пластины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 59-69 (2019)

Рассмотрено течение в пространственном ламинарном пограничном слое на скользящей пластине конечной длины на режиме сильного вязко-невязкого взаимодействия с гиперзвуковым потоком. В окрестности передней кромки проведены разложения функций течения в ряды в предположении, что на задней кромке пластины задается донное давление, величина которого зависит от поперечной координаты. Установлено, что в полученные разложения входит неопределенная функция и ее производная по поперечной координате. Сформулированы и численно решены соответствующие краевые задачи, найдены собственные числа и показано, что показатель степени в третьем члене разложения отличается от второго только на единицу. Исследовано влияние температуры поверхности пластины на характеристики течения и на индуцирование трехмерных возмущений.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 59-69 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Тугазаков Р.Я. «Турбулентноe течение при сверхзвуковом пространственном обтекании пластины» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 117-124 (2019)

На языке эволюции вихрей показан процесс перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный по цепочке: усиление внешних слабых возмущений до интенсивных волн, которые приводят к турбулентному течению с внутренними масштабами задачи. Получена самоподдерживающаяся турбулентность, представлены картины течения на поверхности пластины и также структуры потока внутри турбулентного пограничного слоя c выбросами жидкости с поверхности пластины в виде "берстинга". Вычислены основные параметры течения: частота и интенсивность пульсаций газа в турбулентных пятнах. Отмечено выполнение подобия локальной турбулентности. Исследование проведено прямым численным моделированием обтекания пластины с М=2 в рамках нестационарных уравнений Навье–Стокса без привлечения моделей турбулентности.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 117-124 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Дудин Г.Н., Нейланд В.Я. «Об особенностях гиперзвукового обтекания скользящей пластины» Доклады академии наук, 487, № 1, с. 24-27 (2019)

Рассмотрено обтекание скользящей пластины в режиме сильного взаимодействия в случае, когда давление на её задней кромке не является постоянным, а изменяется по поперечной координате. Показано, что в случае появления больших поперечных градиентов индуцированного давления существенно изменяется вид разложений функций течения в окрестности передней кромки и необходимо учитывать третий член разложений.

Доклады академии наук, 487, № 1, с. 24-27 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Ганиев С.Р., Шмырков О.В., Рудаков В.П. «Влияние кавитации и степени перекрытия потока цилиндрическими телами обтекания на картину течения. Гидродинамические и спектральные характеристики гидродинамического генератора плоского типа» Доклады академии наук, 487, № 3, с. 252-256 (2019)

Представлены результаты исследований течения за цилиндрическими телами обтекания в проточном гидродинамическом генераторе плоского типа при степени перекрытия потока телами обтекания St/S0=10–80%, числах Re=(0,5–5)·105, давлении на входе Рвх=0,2–1,0 МПа и давлении на выходе Рвых=0,1–0,8 МПа. Получено, что при одном и том же перепаде давления могут реализоваться два различных вида течения за телами обтекания: с развитой кавитационной зоной, внутри которой возникает обширная область пониженного давления, и без неё, но с образованием вихревых структур с наличием в них очагов кавитационных пузырьков. При определённых величинах отношения входного к выходному давлению, которые являются постоянными для каждого значения степени перекрытия потока, на частотах 0,5–5 кГц возникают мощные пики давления резонансного типа с амплитудой, в 2–2,5 раза превышающей максимальное значение входного давления. DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-56524873252-256

Доклады академии наук, 487, № 3, с. 252-256 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Александров В.А., Копысов С.П., Тонков Л.Е. «Возбуждение вихревых течений на свободной поверхности жидкости вибрирующей пластиной» Журнал технической физики, 89, № 7, с. 998-1005 (2019)

Исследованы течения на поверхности жидкости при вибрациях в ней частично погруженной пластины. При низкочастотных вибрациях пластины на поверхности жидкости образуются по 2 вихря с каждой стороны поверхности пластины, в которых частицы жидкости движутся в направлении от поверхностей пластины. При параметрическом возбуждении поперечных капиллярных волн вблизи границы слоя жидкости, смачивающей поверхность пластины, направление течений в вихрях становится противоположным. Высокочастотные вибрации пластины создают на поверхности жидкости дополнительно вторичные вихри.

Журнал технической физики, 89, № 7, с. 998-1005 (2019) | Рубрика: 08.15

 

Танашева Н.К., Нусупбеков Б.Р., Дюсембаева А.Н., Шуюшбаева Н.Н. «Исследование аэродинамических характеристик вращающихся цилиндров, расположенных параллельно друг другу» Журнал технической физики, 89, № 7, с. 1006-1008 (2019)

Приведены результаты экспериментальных исследований по определению коэффициента лобового сопротивления и коэффициента подъемной силы систем вращающихся цилиндров, расположенных параллельно друг другу. Результаты показали, что при росте расстояния между вращающимися цилиндрами уменьшаются коэффициент лобового сопротивления и коэффициент подъемной силы. Экспериментально установлено, что расстояние, начиная с которого влияние цилиндров друг на друга практически исчезает, составляет 0.4 диаметра исследуемых цилиндров.

Журнал технической физики, 89, № 7, с. 1006-1008 (2019) | Рубрика: 08.15