Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

10.06 Структурная акустика и вибрации

 

Паршина Л.В., Рябов В.М., Ярцев Б.А. «Рассеяние энергии при колебаниях неоднородных композитных структур. 1. Постановка задачи» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 5, № 2, с. 300–309 (2018)

Предложена математическая модель затухающих колебаний слоистых пластин, образованных конечным числом компонуемых в анизотропную структуру произвольно ориентированных ортотропных вязкоупругих слоев конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Модель строится на основе использования вариационного принципа Гамильтона, уточненной теории пластин Рейсснера–Миндлина и принципа упруго-вязкоупругого соответствия в линейной теории вязкоупругости. При описании физических соотношений материалов слоев ортотропных конструкционных ПКМ влияние частоты колебаний и температуры окружающей среды считается пренебрежимо малым, в то время как для слоя «жесткого» вязкоупругого полимера учет температурно-частотной зависимости упруго-диссипативных характеристик выполняется на основе экспериментально определенных обобщенных кривых. В качестве частного случая общей задачи путем пренебрежения деформированием срединной поверхности в направлении одной из осей пластины получены уравнения движения балки Тимошенко, на одну из наружных поверхностей которой нанесен слой «жесткого» изотропного вязкоупругого полимера. Минимизация функционала Гамильтона позволяет свести задачу о затухающих колебаниях анизотропных конструкций к алгебраической проблеме комплексных собственных значений. Для формирования системы алгебраических уравнений применяется метод Ритца с использованием многочленов Лежандра в качестве координатных функций. Сначала находятся вещественные решения. Для нахождения комплексных собственных частот системы в качестве их начальных значений используются найденные вещественные собственные частоты

Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, 5, № 2, с. 300–309 (2018) | Рубрики: 04.16 10.06

 

Иноземцев А.А., Алексенцев А.А., Синер А.А. «Акустические характеристики двигательных установок» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 15-16 (2019)

АО «ОДК-Авиадвигатель» является разработчиком двигательных установок авиационного и наземного применения. Основным двигателем для отечественных гражданских средне- и дальнемагистральных самолетов на сегодняшний день является разработанный и изготавливаемый в Перми двигатель ПС-90А и его модификации. В 2018 году получен сертификат типа на новый российский авиационный двигатель ПД-14. Создание новых перспективных двигателей для гражданской авиации является приоритетной программой Объединенной двигателестроительной корпорации (АО «ОДК») с государственным финансированием и строгим контролем. Двигатели создаются при широкой кооперации российских авиационных предприятий с головным разработчиком АО «ОДК-Авиадвигатель». Рассматриваются основные акустические характеристики двигательных установок и их влияние на шум самолета на местности. Освещаются перспективы производства, эксплуатации, модернизации двигателей семейства ПС-90А, ПД-14 и состояние разработки двигателей нового поколения, находящейся на этапе НИОКР. Одним из приоритетов являются работы но экологии, определяющие конкурентоспособность гражданской авиационной продукции. Обладая полувековым опытом совершенствования акустических характеристик авиационных двигателей собственной разработки, АО «ОДК-Авиадвигатель» имеет необходимый задел, материальную базу и персонал для дальнейших работ по улучшению этих характеристик. Рассматриваются задачи, проблемы, мероприятия по акустике авиационных двигателей: снижение шума основных источников на основе трехмерных акустических расчетов элементов и узлов двигателя;- совершенствование звукопоглощающих конструкций (ЗПК); проведение полноразмерных акустических испытаний двигателей на открытом стенде с разработкой, верификацией новых измерительных и расчетных методик. Самолеты с двигателями семейства ПС-90А удовлетворяют требованиям Главы 4 Стандарта ИКАО по шуму на местности. Перспективные российские двигатели должны обеспечить новым самолетам МС-21, SSJ-75/100, Ил-276, CR929 (и др.) возможность удовлетворять с запасом требованиям Главы 14 Стандарта ИКАО. По результатам стендовых испытаний ПД-14 прогнозируется соответствие по шуму на местности самолета МС-21 нормам Главы 14 с запасом 8 EPNдБ и, следовательно, техническому заданию.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 15-16 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Замтфорт Б.С., Беляев И.В. «Двигатель для сверхзвукового пассажирского самолета следующего поколения» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 37-39 (2019)

Известно, что в двухступенчатом вентиляторе классической (или биротативной) схемы ту же степень повышения полного давления в вентиляторе (лв) можно получить с большим КПД (до 7%), чем в одноступенчатом, рассчитанном на те же параметры. Возврат к двухступенчатому вентилятору позволит повысить и его КПД и КПД двигателя, но приведет к увеличению числа деталей и масс вентилятора и двигателя, повысив заметно экономичность двигателя. Именно экономичность на крейсерском режиме будет определять дальность СДС/СПС для реализации беспосадочных межконтинентальных полетов. СДС/СПС нового поколения должен будет удовлетворять жестким экологическим требованиям по шуму на местности, уровням эмиссии NOx и СО2, а также ограничениям по уровню звукового удара. В последнее время в литературе рассматриваются интегральные схемы компоновки силовой установки над обтекаемыми поверхностями планера, имеющие ряд существенных преимуществ, как по экранированию шума вентилятора фюзеляжем и крыльями, так и по снижению уровня его шума в нестандартно длинных воздухозаборном и наружном каналах вентилятора с ЗПК. Оценим с помощью постоянно обновляемого и расширяемого программного комплекса БАСТОН акустические характеристики двигателя СДС/СДС при замене одноступенчатого вентилятора на двухступенчатый.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 37-39 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Величко С.А., Матвеев В.А. «Локализация и ранжирование источников шума современного пассажирского самолета в натурном летном эксперименте» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 59-60 (2019)

Настоящая работа проводилась специалистами отделения аэроакустики ФГУП "ЦАГИ" в интересах ПАО «Корпорация «Иркут» в рамках предварительных сертификационных летных испытаний (ЛИ) по определению характеристик воспринимаемого шума на местности самолета МС-21-300. Работа выполнялась в комплексе с единой программой, разработанной совместно специалистами ПАО "Корпорация "Иркут", АО «ЛИИ им. М.М. Громова» и ФГУП ЦАГИ в соответствии с рекомендациями стандарта ИКАО (документ Doc.9501). Актуальность исследования вызвана необходимостью завершения сертификации характеристик шума на местности в Российской Федерации и тем, что уже на 2020 г. запланирована сертификация EASA (Европейское агентство по безопасности полетов) самолета МС-21-300 с двигателями PW1400G-JM в EASA. Результаты сертификационных испытаний могут во многом определить конкурентоспособность и возможность продвижения на международные рынки нового отечественного самолета – прямого конкурента среднемагистральным самолетам фирм Боинг и Эрбас. С учетом введения ИКАО с 31 дек. 2017 г. новых норм по шуму на местности, ужесточенных на 7 EPNдБ по сравнению с предыдущими требованиями, задача акустической диагностики и «настройки» натурного самолета в летном эксперименте, то есть достижение соответствия вновь введенным требованиям, приобретает первостепенное значение. Целью настоящей работы являлось проведение акустических измерений с использованием 108-микрофонной антенны фирмы Br÷uel&Kjær в ходе летных испытаний по шуму на местности самолета МС-21-300 с двигателями PW1400G-JM и отработка методологии ранжирования и локализации источников шума в натурном летном эксперименте. В результате проведенных летных испытаний впервые в практике отечественного самолетостроения на опытном самолете МС-21-300 № 001 с двигателями PW1400G-JM проведена отработка методологии локализации и ранжирования пролетного шума натурного самолета. Для получения экспериментальных данных был использован имеющийся в ЦАГИ аппаратно-программный комплекс, состоящий из 108-микрофонной антенны диаметром 12 м, многоканальных блоков сбора акустической информации, системы GPS синхронизации, программного обеспечения сбора и пост-процессинга акустических данных фирмы Br÷uel&Kjær, Дания. Совместно с предварительными сертификационными летными испытаниями на режиме захода самолета на посадку были выполнены акустические измерения при различных высотах пролета над центром антенны (100–180 м), углах тангажа (0.6–4.8°), режимах работы двигателя (обороты ротора низкого давления в диапазоне 3822 пр1<6083), положения механизации крыла (“FULL” и “FLAPS3”). Кроме известных источников шума на опытном самолете обнаружен дополнительный источник шума, а именно хвостовая пята, устанавливаемая по соображениям безопасности, шум обтекания которой превышает шум двигателя в нескольких полосах частот. Важно отметить, что наличие такого элемента может повлиять на уровни шума в сертификационной точке N, которые были измерены специалистами ЛИИ им. М.М. Громова в ходе предварительных сертификационных испытаний. Таким образом, созданная в настоящей работе новая методология проведения летных испытаний позволяет не только создать акустический «портрет» исследуемого самолета, но и обеспечить при необходимости доводку самолетов семейства МС-21 с двигателями PW и ПД-14 (и в перспективе SSJ-100) до требуемого уровня Стандартов ИКАО по уровням шума в контрольных точках на местности.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 59-60 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Городкова Н.А., Берсенев Ю.В., Синер А.А., Старцева М.П., Бурдаков Р.В., Вискова Т.А. «Экспериментальное исследование модального состава шума вентилятора авиационного двигателя» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 93-94 (2019)

Снижение шума самолета составляет одну из основных задач авиационной акустики. Очевидно, основным источником шума двигателя является вентилятор, модальный состав звукового поля в канале воздухозаборника (ВЗ) и канале наружного контура (КНК) является наиболее значимым по отношению к другим источникам. В докладе для отработки модального анализа представлена математическая модель генерации звукового поля в КНК и ВЗ двигателя и результаты проведения измерений на полномасштабном ВЗ в заглушенной камере лаборатории механизмов генерации шума и модального анализа (ЛМГШиМА) ПНИПУ. Математическая модель, разрабатываемая в данной работе, представляет собой расчет распространения звука в воздухозаборном канале авиационного двигателя с использованием уравнений Навье–Стокса и численных схем высокого порядка точности. Генерация мод производилась на нижней поверхности внутри канала с помощью задания нестационарного давления как комбинации мод. В эксперименте по окружности нижней части канала был установлен модельный генератор, состоящий из сорокаточечного источника звука. Регистрация мод производилась в точках кольцевого массива и на полных сечениях внутри канала, расположенных на одном расстоянии от нижней поверхности. В эксперименте канал состоял из трех участков экспериментального воздухозаборника: участок ЗПК, корпус микрофонов и воздухозаборник авиационного двигателя. В участке микрофонов размещены линейный и кольцевой массивы микрофонов. Метод с регистрацией мод на полных сечениях позволяет выявить все моды, генерируемые внутри канала, поскольку использует полную информацию в сечении, а точечные замеры имитируют реальные экспериментальные замеры. Регистрация сигналов звукового давления с микрофонов проводилась по всем каналам одновременно. Задавались одиночные моды от 0 до 41, а также их различные комбинации на частотах 500,630, 800, 1000, 1250, 1600,2000, 3150 и 4000 Гц. В данной работе представлен расчет распространения звука в цилиндрическом воздухозаборном канале и результаты экспериментальных замеров в заглушенной камере ЛМГШиМА. Приведены результаты расчетов канала с разными комбинациями мод, а также представлено сравнение разложений на моды но точечным замерам и по полным сечениям внутри канала. Полученные в рамках описываемого исследования данные в дальнейшем планируется использовать для отработки извлечения модального состава шума с учетом радиальных составляющих, а также они могут быть использованы для верификации моделей распространения звука в воздухозаборнике авиационного двигателя.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 93-94 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Замтфорт Б.С. «Расчет основных составляющих шума вентилятора и их вклад в шум самолета на местности» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 95-96 (2019)

Исследовано влияние новых подходов в проектировании РК вентиляторов, обусловленное резким увеличением степени двухконтурности (m) двигателя с 5–6 до 10–12 для ТРДД и до 15–16 для редукторных ТРДД. Это повлекло за собой соответствующий рост диаметра вентилятора, длины его лопаток, ширины их хорды (широкохордные лопатки). С помощью постоянно обновляемого и расширяемого программного комплекса БАСТОН проведена сравнительная оценка акустических характеристик вентиляторов, спроектированных для ТРДД в большом диапазоне изменений степени двухконтурности (m) приблизительно от 4.5 до 15. Расчетное исследование проводилось для самолетов трех типов самолетов: ближне-среднемагистрального (БСМС), среднемагистрального (СМС) и дальнемагистрального (ДМС). Показано, что увеличение степени двухконтурности приводит к росту вклада шума вентилятора в общий шум двигателя и самолета на всех режимах полета. Рассматривая же вклад основных источников шума вентилятора – тонального шума на частоте лопаток и ее гармониках, шума ударных волн и широкополосного шума в шум двигателя и самолета, можно сделать следующие выводы: с увеличением степени двухконтурности снижается доля вкладов тонального шума на частоте следования лопаток и ее гармониках и шума ударных волн в суммарный шум вентилятора и растет вклад широкополосного шума; при степени двухконтурности 9 и более широкополосный шум становится определяющим, а при m>14 он полностью доминирует в шуме вентилятора. Необходимо отметить, что на посадочном режиме значительный вклад в шум самолета на местности вносит шум, генерируемый планером, что не учитывалось при расчетах. Однако, как показано в работе NASA совместно с NEAT Consulting, на всех трех режимах взлетно-посадочного цикла доминирующим источником шума является вентилятор. Поэтому задача снижения его широкополосного шума является наиболее актуальной при создании глушителей шума.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 95-96 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Колегов Р.Н., Мехоношин В.К., Синер А.А., Шуваев Н.В. «Разработка акустической модели проточной части газотурбинного двигателя» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 127-128 (2019)

Нестационарное течение в проточной части газотурбинного двигателя (ГТД) может возбуждать различные резонансные процессы, поскольку в проточной части двигателя присутствуют различные полости и каналы с отражающими стенками. Возникающие резонансы могут приводить к существенным нагрузкам, действующим на детали двигателя, и приводить к поломкам двигателя. В связи с этим очень важным представляется вопрос прогнозирования таких явлений на этапе проектирования двигателя, задолго до проведения испытаний. Это позволит существенно снизить затраты на доводку двигателя и избежать неожиданных поломок. Одной из наиболее подробных монографий по акустическим резонансам в компрессоре является диссертационная работа В. Helmich, в которой используются в основном экспериментальные методы исследования. Среди теоретических можно отметить работу S. Konig, в которой акустический резонанс рассматривается как причина поломки центробежной ступени компрессора. В работе создается специальная акустическая модель для расчета резонансов проточной части с учетом реалистичных условий течения в отдельных узлах газотурбинного двигателя. Модель состоит из двух частей: прогнозирование граничных условий, связанных с отражением волн от элементов ГТД, и собственно нестационарный расчет возникновения резонансов. Основными отражателями в проточной части являются вращающиеся лопаточные венцы компрессора или турбины. Методика оценки отражения звука от вращающегося венца отрабатывается на задаче об отражении звука от лопаточного венца Rotor 37. По данной задаче представлен анализ возникающих полей давления и рекомендации по обработке результатов расчетов. Задача о возникновении резонансов отрабатывается на расчете резонанса полости в форме прямоугольного параллелепипеда, а также ряде других модельных задач. 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. Источник задан в виде источникового слагаемого в уравнении неразрывности, локализованного в произвольной точке пространства при помощи функции распределения Гаусса. Представлены результаты расчета модельных задач, результаты экспериментальных исследований, а также результаты сравнения расчета и эксперимента. Все расчеты выполнены в пакете ANSYS Fluent, используется модель термодинамически совершенного вязкого политропного газа.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 127-128 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Лазарев Л.А. «Разработка алгоритмов расчета оптимального расположения резонаторов для бортовой конструкции винтового самолета» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 247 (2019)

Предлагается способ расчета оптимального расположения динамических виброгасителей на поверхности фюзеляжа самолета с целью снижения шума от первых гармоник винта. Фюзеляж рассматривается как тонкая оболочка, нерегулярно подкрепленная дискретными стрингерами и шпангоутами. Динамические виброгасители (резонаторы) рассматриваются как точечные осцилляторы. Алгоритм расчета строится на полученном соотношении, позволяющем на каждой итерации определять эффект от установки следующего резонатора сразу для всех точек поверхности фюзеляжа, а не последовательно для каждой отдельной точки. Метод может быть применен для широкого класса подкрепленных структур при определении не только оптимального расположения резонаторов, но и оптимального расположения на них любых точечных элементов или опор.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 247 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Дмитриев В.Г., Самохин В.Ф., Маслова Н.П. «Метод и результаты оценки влияния компоновки двигателей на уровни шума на местности дозвукового самолета» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 69-70 (2019)

Представлены методика оценки и экспериментальные и расчетные данные по влиянию экранирования шума СУ крылом и фюзеляжем на уровни шума самолета в трех контрольных точках на местности. Дается сравнение расчетных оценок эффекта экранирования шума, полученных с помощью реализованных в программных комплексах “ANOPP” и “Аэрошум” приближенных методов расчета дифракции звука. Показано влияние шума планера на величину снижения уровня шума самолета на режиме захода на посадку за счет экранирования шума СУ .

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 69-70 (2019) | Рубрики: 10.01 10.06

 

Сорокин Е.В., Бульбович Р.В., Ершов В.В. «Исследование шума взаимодействия с модельной струей закрылков различной конфигурации» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 74-75 (2019)

Оснащение современных самолетов с компоновкой низкого расположения крыла турбореактивными двигателями с большой степенью двухконтурности и большим диаметром внешнего контура привело к появлению реактивной струи вблизи отклоненных закрылков (закрылки не обязательно входят в поток струи). В результате на режимах взлета и посадки стал проявляться эффективный источник шума. Таким образом, актуальным является вопрос нахождения способов снижения шума данного источника, одним из которых может являться применение закрылков различной конфигурации. В качестве объекта исследования выбрано крыло самолета Boeing 737-500. Для проведения экспериментов создана модель с геометрическим подобием 1:6. Модель представляет собой часть крыла, к которому могут крепиться сменные предкрылки и закрылки. Элементы модели изготовлены посредством 3D-печати из АБС пластика. В работе исследовалось три типа конфигураций закрылков: первый тип представлял собой обычный сплошной закрылок; второй тип основывался на применении различных направляющих ребер на поверхности закрылка; третий тин включал в себя применение шевронов различных размеров на кромке закрылка. Для оценки аэродинамического качества проводился численный эксперимент, в котором рассматривалось цельное крыло с закрылками данных конфигураций. Расчеты выполнялись в стационарной трехмерной постановке. Потери аэродинамического качества относительно сплошного закрылка у закрылков с направляющими ребрами и шевронами не обнаружено. Экспериментальные исследования но шуму взаимодействия проводились в акустической заглушенной камере ПНИПУ со струйной установкой. Было проведено два типа экспериментов: измерение шума в дальнем поле; локализация источников шума методом плоского бимформинга. Шум в дальнем поле измерялся с помощью 7 четвертьдюймовых микрофонов Br÷uel&Kjær, расположенных на отдельных стойках под углами от 15 до 105° с шагом 15° относительно оси истечения струи, на расстоянии 50 калибров сопла. Для проведения локализации источников шума выполнялись измерения 9-лучевой 54-канальной микрофонной решеткой Br÷uel&Kjær, расположенной на расстоянии 110 калибров от среза сопла. Истечение модельной струи происходило со скоростью 0.7 М. Использовалось круглое и шевронное сопло. Измерения шума проводились при углах отклонения закрылков 0, 20, 45°, что соответствует режимам нормального полета, взлета и посадки. Результаты измерений показали, что применение на поверхности закрылка направляющих ребер для использованных значений высоты и ширины ребер, а также расстояний между ними не привело к снижению шума относительно обычного сплошного закрылка. Применение же шевронных закрылков рассмотренных конфигураций продемонстрировало слабый эффект снижения шума (не более 2 дБ). При локализации в зависимости от частоты источник наблюдается на кромке закрылка или под крылом. В некоторых случаях источник разделяется на два. Исследования выполнены на уникальной научной установке «Акустическая заглушенная камера с аэродинамическими источниками шума», регистрационный номер 500617.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 74-75 (2019) | Рубрики: 10.01 10.06

 

Замтфорт Б.С. «Интегральное сравнение расчетных и измеренных акустических характеристик А321NЕО с ТРДД и ТРДДР» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 85-86 (2019)

За последние годы в мире создан целый ряд новых пассажирских самолетов, оснащенных двигателями с большой и сверхбольшой степенями двухконтурности. Для акустиков интересен самолет A321NEO, который предлагается авиакомпаниям в двух вариантах: с ТРДД с прямым приводом LEAP 1A CFM International и с ТРДДР – редукторным ТРДД PW1133G. С точки зрения акустики главное отличие этих двух семейств двигателей – прямая и редукторная схемы двигателей. Так у ТРДД из-за минимизации шума вентилятора – основного источника шума самолета необходимо снижать окружную скорость и его и турбины низкого давления (ТНД), что приводит к увеличению числа ее ступеней с 2–3 до 6–7. В то же время использование редуктора у ТРДДР позволяет сделать независимыми валы вентилятора и ТНД, что дает возможность увеличить окружную скорость ТНД и уменьшить число ее ступеней до 2–3. Оценим теперь акустические характеристики самолета A321NEO с ТРДД и ТРДДР. Такая задача была поставлена и решена в 2013 г. автором совместно с Р.З. Нигматулиным (ЦИАМ), который спроектировал ТНД для ТРДДР. С помощью постоянно обновляемого и расширяемого программного комплекса БАСТОН были проведены расчеты акустических характеристик двух вариантов A-321NEO самолета. Принято, что оба варианта двигателя рассчитаны на одну и ту же тягу, степень двухконтурности (m), степень повышения полного давления в вентиляторе и имеют один и тот же газогенератор и одинаковые дроссельные характеристики. Для основного источника шума – вентилятора – задача сводится к выбору оптимальной (по шуму) величины его расчетной окружной скорости (Uвр). Рассмотрим сначала ТРДД: известно, что при уменьшении расчетной окружной скорости и постоянной πd увеличивается аэродинамическая нагрузка на лопатках РК и растет уровень широкополосного шума, а при увеличении Uвр до транс- и сверхзвуковых значений начинает генерироваться шум ударных волн, во многом определяющий шум вентилятора. Для ТРДДР оптимизация Uвр может выполняться независимо от ТНД с учетом изложенных выше соображений, а окружная скорость ТНД должна быть максимальной для минимизации числа ее ступеней при сохранении высокого КПД. Для определенности примем Uвр=400 м/с для ТРДД и Uвр=300 м/с для ТРДДР. При акустических расчетах ТРДДР учитывался и новый источник шума – ТНД – и не оценивался еще один новый источник шума – редуктор. Результаты расчетов показали, что с двумя вариантами двигателя при оптимально выбранной Uвр самолет A-321NEO имеет близкие (по сумме 3-х контрольных точек) уровни шума. Отметим, что для самолета с ТРДДР на посадочном режиме определяющим является шум ТНД. Предполагается, что редуктор является источником относительно низкочастотного шума, который не вносит заметного вклада в шум двигателя и самолета в контрольных точках на местности, поэтому уровни его шума не рассчитывались. В 2017 г. EASA провела сертификационные испытания обоих вариантов самолета A321NEO из которых следует, что выводы, сделанные в работе в 2013 г. полностью подтвердились: самолеты А321NEO с ТРДДР PW1133G-jM и с ТРДД LEAP 1А33 при Gвзл=93.5 т и Gпос=79.2 т имеют практически равные уровни шума при наборе высоты и посадке (±0.2 EPNдБ), а на взлете A321NEO с ТРДДР генерирует на 2.2 EPNдБ большие уровни шума, чем A321NEO с ТРДД. Анализ показал, что это связано с меньшей m=11 у ТРДД LEAP 1А33 и большей m=12.2 ТРДДР PW1133G-JM. Известно, что у ТРДД с меньшей m медленнее падает тяга при росте скорости полета и при взлете самолет быстрее разгоняется и набирает высоту, генерируя меньшие уровни шума. Отметим, что разность в скоростях падения тяги по скорости движения самолета в работе не могла быть учтена, т.к. такие характеристики представляют коммерческую тайну двигателестроительных фирм. Самолеты A321NEO с обоими двигателями имеют и близкие суммарные запасы (по сумме трех контрольных точек) – 25.5 EPNдБ (с LEAP 1А33) и – 23.3 EPNдБ (с PW1133G-JM) по отношениям к нормам 3-й главы стандарта ИКАО. Запасы по отношению норм 14 главы стандарта ИКАО, введенной с 31.12.2017 г., составляют 8.5 и 6.3 EPNдБ соответственно.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 85-86 (2019) | Рубрики: 10.01 10.06

 

Ильин В.П., Яковлева Ю.С. «Метод пересчета на натурные условия уровней кавитационного шума моделей гребных винтов при измерении в однородном потоке» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 49-56 (2019)

Объект и цель научной работы. Объектом исследования являются испытания по определению уровней кавитационного шума модели гребных винтов в однородном потоке в кавитационной трубе и пересчет результатов модельных измерений на натурные условия. Материалы и методы. Исследования базируются на результатах испытаний моделей гребных винтов в однородном потоке в кавитационной трубе и способе пересчета этих результатов на условия неоднородного потока за корпусом с учетом законов моделирования кавитационного шума. Основные результаты. Разработаны метод прогнозирования спектральных уровней кавитационного шума гребного винта, основанный на результатах измерений уровней шума его модели в однородном потоке в кавитационной трубе, а также способ пересчета полученных результатов на условия неоднородного натекающего потока за корпусом. Заключение. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования уровней кавитационного шума гребных винтов кораблей и судов на рабочей стадии проектирования.

Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 49-56 (2019) | Рубрики: 10.02 10.06

 

Мирзоян А.А., Халецкий Ю.Д. «Подход к снижению шума СПС за счет малошумного управления тягой СУ на взлете.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 40-41 (2019)

Одним из возможных способов снижения шума сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) на взлете является специальное управление взлетной тягой двигателей. Возможности такого управления тягой ограничиваются условиями действующей сертификационной процедуры по шуму (ИКАО, Приложение 16, том I; АС 36-4D, CS-36, АР-36), нормами летной годности (FAR 25, CS-25, АР-25), а также строгими требованиями к длине ВПП. Представленная работа посвящена исследованию возможности снижения шума двухдвигательного СПС при использовании специальных малошумных программ управления.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 40-41 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Xiaodong Li, Baohong Bai «Influence of low noise design of large commercial aircraft airframe on certification noise» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 80-82 (2019)

Considerable efforts have been made to attenuate airframe noise. Several passive and active flow-control techniques have been proposed to reduce the slat low-frequency noise, which is the most prominent component in slat noise spectra in real aircraft Slat cove cover and slat cove filler [Imamura T., Ura H., Yokokawa Y., Enomoto S., and Yamamoto K. “Designing of Slat Cove Filler as a Noise Reduction Device for Leading-Edge Slat,” 13th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, AIAA Paper 2007-3473] modifications that postpone or eliminate shear layer formation provide significant acoustic benefits. In the case of the cove filler, the broadband noise is reduced by 3–4 dB. However, it is difficult for the slat with cove cover or slat cove filler to retract and form a seamless surface when the slat is not desirable. Alternatively, a blade seal [Khorrami M.R., and Lockard D.P. “Effects of Geometric Detail on Slat Noise Generation and Propagation, International Journal of Aeroacoustics. 2010. Vol. 9, No. 4-5. Pp. 655-678] gives a 2–3 dB reduction at low frequencies (less than 2 kHz), whereas an elongated blade seal eliminates most of the small-scale vortices generated at the cusp. The application of acoustic liner treatments [Ma Z., and Zhang X. “Numerical Investigation of Broadband Slat Noise Attenuation with Acoustic Liner Treatment,” AIAA Journal. 2009. Vol. 47. No. 12. Pp. 2812-2820] can also be used to attenuate the noise. Kopiev et al. [Kopiev V.F., Zaitsev M.Y. and Belyaev I. . “Noise Reduction Potential Through Slat Hook Serrations,” 17th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, AIAA Paper 2011-2909] suppressed narrowband peaks located in the frequency region 1.5-7 kHz by serrated slat hooks. Kuo and Sarigul-Klijn [Kuo В. C. and Sarigul-Klijn N. “Conceptual Study of Micro-Tab Device in Airframe Noise Reduction: (2) 3D Computation," Aerospace Science and Technology.2012. Vol. 17. No. 1. Pp. 32-39] reduced the deployment angle of the slat to suppress the slat noise, which increases rapidly if the deflected angle of the slat is enlarged. The loss of lift efficiency was compensated by a micro tab implemented at the flap pressure side. Wild et al. 6 attenuated the slat noise by implementing the very long slat chord to lower the speed of the slat trailing-edge flow. However, these noise suppression techniques are far from being applied into the real aircraft, because high-lift devices must satisfy the aerodynamic requirement firstly. An aerodynamic and aeroacoustics optimization design method for high-lift device was established by the authors recently [Wild J., Pott-Pollenske M., Nagel B. “An Integrated Design Approach for Low Noise Exposing High-Lift Devices," AIAA Paper 2006-2843]. The optimization design method integrated the parameterized geometric model, mesh generation, CFD computation and far field noise prediction technique. The optimization design based on a genetic algorithm (GA) was accomplished for multi-element airfoil. The 30P30N three-element high-lift airfoil was selected as the baseline airfoil and optimized in aerodynamic and aeroacoustics. The location and orientation parameters of the slat relative to the main wing, defined by deflection angle, overlap and gap, were optimized to obtain the maximum lift coefficient, which can be calculated by CFD and minimum radiated noise level. The physics-based slat noise model proposed by Guo 68, 99 was applied to predict the high-lift far field noise level. The optimized three-element airfoil was proved to have a better aerodynamic performance and the minimum of the noise level was obtained. In the present paper, the aerodynamic and aeroacoustics optimization design of high-lift device at landing condition will be given. Meanwhile, the gains of airframe noise reduction on certification noise will be evaluated. An airframe noise prediction method based on physics was developed, which can reflect the impact of the low noise airframe configuration and flight path on certification noise. The aircraft certification noise is predicted and the airframe noise contour map is plotted for a particular aircraft. The method can provide a reference for the low noise design of airframe configuration and flight path.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 80-82 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Дмитриев В.Г., Самохин В.Ф., Халецкий Ю.Д. «Эволюция уровней шума силовых установок реактивных самолетов» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 91-92 (2019)

Представлены результаты анализа эволюции шумности силовых установок двух наиболее распространенных классов самолетов: двухдвигательных ближне-средне магистральных (БСМС) и дальних магистральных самолетов (ДМС). В анализе рассматриваются самолеты с двигателями со степенью двухконтурности m≡4.5–12.2. Выявлено наличие на шкале времени 3-х характерных областей запасов уровней шума, соответствующих различным уровням применяемых в двигателях технологий. Сравнительная оценка акустической эффективности трех уровней технологий показала, что при использовании технологий 2-го уровня ведущую роль в снижении шума самолетов на взлете играет пассивная система шумоглушения, а при использовании технологий 3-го уровня – активные методы снижения шума двигателя и усовершенствованные пассивные системы шумоглушения. Представленные данные по шуму современных реактивных самолетов могут служить ориентиром для определения индикаторов для уровней шума перспективных авиадвигателей и самолетов.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 91-92 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Милешин В.И., Мухамедзянова М.М., Панков С.В., Россихин А.А. «Использование гармонических методов для расчета тонального шума вентиляторов и компрессоров» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 97-98 (2019)

Одним из возможных подходов к увеличению скорости расчета тонального шума лопаточных машин является переход от методов расчета во временной области к методам расчета в частотной области. Гармонические методы, в рамках которых нестационарное поле течение ищется в виде заданного набора полей гармоник, доказали свою эффективность в применении к расчетам тонального шума вентиляторов, где они позволяют сократить расчетную область до одного межлопаточного канала на каждый венец. Также в ряде работ, в том числе выполненных авторами, было показано, что гармонические методы позволяют провести приближенный расчет тонального шума многоступенчатой турбомашины с приемлемой точностью и вычислительными затратами. При этом возможно использование гармонических методов, как в линейной, так и в нелинейной постановке. Одним из программных комплексов, в которых реализована возможность проведения расчетов тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области, является программный комплекс ЦИАМ 3DAS. Метод, используемый в программном комплексе, основан на разложении нестационарного трёхмерного вязкого потока в системе отсчета лопаточного венца на две части: на стационарный неоднородный трёхмерный вязкий поток и нестационарные трёхмерные возмущения. Невязкие уравнения для возмущений решаются с использованием численных схем вычислительной аэроакустики.В программном комплексе дискретизация по пространству построена на основе метода конечных объемов, с использованием обобщенной на метод конечных объемов DRP схемы (Dispersion Relation Preserving Scheme). Для дискретизации уравнений по времени используется шестишаговая схема Рунге–Кутты типа HALE-RK (High-accuracy large-step explicit Runge–Kutta) четвертого порядка. Для расчета акустических характеристик в дальнем поле используется метод, основанный на уравнении Фокс Вильямса–Хоукингса. Метод расчета тонального шума многоступенчатых лопаточных машин в частотной области, реализованный в программном комплексе ЦИАМ 3DAS, отталкивается от кинематических соотношений, описывающих зависимость полей течения в турбомашине от времени и азимутального угла. В рамках метода решение в лопаточном венце ищется в виде набора полей гармонических фрагментов – совокупностей возмущений в венце, имеющих одинаковую частоту и фазовый сдвиг между границами межлопаточного канала. Ранее авторами было показано, что течение в венце можно разложить по гармоническим фрагментам. При этом каждой из гармоник базовой частоты возмущений в венце соответствует конечное число гармонических фрагментов, определяемое геометрией турбомашины. Данный метод прошел апробацию на тестовых задачах, а также на задаче расчета тонального шума первой подпорной ступени вентилятора ТРДД на режиме «посадка». Было показано удовлетворительное соответствие как между результатами расчетов во временной и в частотной областях, а также между результатами расчетов и эксперимента. В работе описываются результаты применения метод расчета тонального шума лопаточных машин в частотной области к различным вентиляторам и компрессорам низкого давления. В тех случаях, когда это возможно, выполнено сопоставление полученных результатов с результатами экспериментов, выполненных на стенде ЦИАМ Ц-3А.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 97-98 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Белов В.Г., Дегтярев В.В., Синер А.А. «Расчет шума вентиляторной ступени на взлетном режиме при наличии ударных волн» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 99 (2019)

Постоянное ужесточение норм ИКАО по шуму самолетов на местности требует от фирм-разработчиков авиационных двигателей внедрять новые и более совершенные конструктивные мероприятия по снижению шума двигательной установки (ДУ). Для их своевременного внедрения и лучшей проработки требуется разрабатывать все более совершенные методы расчета акустических характеристик двигательной установки. Наибольший вклад в шум турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД) вносит вентиляторная ступень. Для вентиляторных ступеней современных авиационных двигателей гражданской авиации характерны трансзвуковые режимы обтекания рабочих лопаток вентилятора (РЛВ) на периферии лопатки. На высоких режимах работы двигателя при взлете самолета на периферии РЛВ наблюдаются скачки уплотнения, вращающиеся вместе с лопаточным колесом. При выполнении расчетов генерации звука такими вентиляторными ступенями требуется с высокой точностью моделировать систему вращающихся скачков уплотнения и проходящие через него звуковые волны. Однако, выполнение расчетов на подобных режимах затруднено, так как применяемые вычислительные методы и разностные схемы существенно сглаживают получаемую картину скачков уплотнения. Одним из способов повышения точности расчета является локальное сгущение сетки вблизи скачка уплотнения. Для реализации такого сгущения возможно использовать адаптацию сетки в ходе выполнения расчета. В работе представлены результаты стационарных газодинамических расчетов по выбору подходящих параметров для адаптации. Для лучшего описания движущейся системы скачков уплотнения перед рабочим колесом вентилятора также были выполнены и нестационарные расчеты. В работе показано сравнение но затраченным временным и вычислительным ресурсам при расчетах с использованием сеточной адаптации и без неё.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 99 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Нигматуллин Р.З., Терентьева Л.В. «Расчетное исследование влияния затурбинного канала со стойками на характеристики тонального шума, генерируемого ТНД» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 100 (2019)

Турбина низкого давления не является доминирующим источником шума в авиационном двигателе, но при посадке в некотором диапазоне частот шум турбины становится значимым. Используемый в данной работе метод расчета шума турбины основан на численном интегрировании системы трехмерных нестационарных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса. Полученное в результате расчета поле пульсаций давления преобразуется методами частотно-модального анализа, что позволяет получить тональные характеристики шума, генерируемого в выходном сечении канала. Использование программ аэродинамического расчета турбомашин для определения акустических характеристик связано с определенными трудностями. Во-первых, вследствие разного масштаба исследуемых явлений необходимо применять подробные вычислительные сетки. Во- вторых, обычно турбина состоит из нескольких ступеней, числа лопаток роторов и статоров которых не являются кратными. При моделировании приходится рассчитывать всю окружность целиком, что также приводит к существенному росту необходимых вычислительных ресурсов. Были проведены расчеты одноступенчатой неохлаждаемой ТНД со стойками в канале за турбиной и без стоек. Количество рабочих лопаток –121, сопловых – 138, число стоек – 7. Расчет проводился для режима посадки. Анализировались тональные составляющие спектра акустического поля, генерируемого при ротор-статорном взаимодействии. Расчеты показали, что наличие стоек приводит к эффекту рассеивания, который проявляется в увеличении числа генерируемых окружных мод. На основной частоте следования лопаток помимо моды с окружным порядком т=17 появляются моды с порядком т=...–11, –4, 3, 10, 17, 24..., что согласуется с теорией Тайлера–Софрина. Эти окружные моды распространяются как вниз, так и вверх по потоку. Амплитуды мод, соответствующих взаимодействию ротора со стойками, немного ниже, чем амплитуды мод, соответствующих взаимодействию ротора с сопловым аппаратом.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 100 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Суховая Е.А. «Разработка системы выхлопа ДВС малой мощности с улучшенными характеристиками» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 101-102 (2019)

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) малой мощности в большинстве случаев относятся к двухтактным двигателям. Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60–70%. Безусловно, к одному из важных достоинств относится и малый вес. Благодаря простоте конструкции и маленьким габаритам эти двигатели малой мощности успешно применяются в тех областях, в которых использование четырехтактных двигателей по тем или иным причинам нецелесообразно: в оборудованиях для автоматизации ручного труда, на автономных минивоздуходувках, на малых беспилотных летательных аппаратах и т.д. Одним из существенных недостатков двухтактных двигателей является шум высокой интенсивности, который генерируется выхлопной системой двигателя. Применительно к двухтактным двигателям, приемлемый уровень звука – это важная эксплуатационная характеристика, обусловленная влиянием шума на здоровье оператора. Кроме того, при использовании в составе военных БПЛА шум работы ДВС создает демаскирующий эффект. Для уменьшения шума ДВС используются глушители, в устройствах ДВС малой мощности их часто называют искрогасителями. По результатам анализа научно-технической литературы установлено, что работ, посвященных шумоглушению выхлопа ДВС малой мощности, немного. Большая часть исследований посвящена глушению шума двухтактных ДВС, применяемых на мотоциклах. В основном, многие разработчики используют практические рекомендации, разработанные на основе своих исследований. В результате научно-исследовательской работы были решены следующие задачи: проведен научно-технический обзор вопросов шумообразования; определен характер излучения шума на моторном стенде; выполнены экспериментальные работы по оценке эффективности глу шителей шума разных конструкций; разработан и изготовлен безмоторный испытательный стенд для определения газодинамических и акустических характеристик глушителей шума; разработана методика оценки эффективности работы глушителей; предложена перспективная модель реактивного глушителя; проведено численное моделирование газодинамических сопротивлений и резонансных частот разрабатываемой модели глушителя; проведена верификация полученных расчетных результатов с опытными данными. По окончании исследования были сформулированы рекомендации по проектированию глушителей шума реактивного типа выхлопной системы ДВС малой мощности, используемой в составе БПЛА.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 101-102 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Аксенов А.А., Гаврилюк В.Н., Тимушев С.Ф., Клименко Д.В., Дядькин А.А., Рыбак С.П. «Расчет нестационарного потока в центробежном вентиляторе и распространения тонального шума в окружающее пространство» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 103-104 (2019)

Генерация шума в проточной части центробежных вентиляторов происходит вследствие различных нестационарных гидродинамических явлений, которые можно условно разделить на два типа: возникающие в результате гидродинамического взаимодействия потока, выходящего из рабочего колеса с отводящим устройством вентилятора; вихревые. Первый вид нестационарных процессов присущ всем центробежным вентиляторам: он обусловлен периодической неравномерностью потока на выходе из рабочего колеса. В результате гидродинамического взаимодействия упомянутой неравномерности потока (вращающейся вместе с рабочим колесом) с отводящим устройством вентилятора возникают колебания на частотах следования лопаток (ЧСЛ) ротора. Расчеты выявляют существенную неравномерность относительных и абсолютных скоростей и углов потока на поверхностях лопаток ротора, так как низкоэнергетическая зона примыкает к нерабочей стороне лопатки. На выходе рабочего колеса распределение статического давления по шагу лопаток ротора близко к равномерному, поэтому разница в полной энергии жидкости, в основном, связана с тем, что скорости и углы потока выше у рабочей стороны лопатки. При прохождении лопаток рабочего колеса, вследствие рассмотренной выше неоднородности потока, происходит периодическое (с частотой следования лопаток) изменение давления в отводящем устройстве. В работе рассматривается задача численного моделирования амплитуд спектральных составляющих акустического давления на ЧСЛ в окружающем пространстве от центробежного вентилятора, который используется для прокачки воздуха обитаемого отсека через поглотительные патроны, подсоединяемые к выходу вентилятора.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 103-104 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Яковец М.А., Денисов С.Л., Остриков Н.Н. «Исследование звуковой структуры звукового ноля в наружном канале авиадвигателя при наличии пилона» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 121-122 (2019)

Настоящая работа посвящена теоретическому исследованию особенностей распространения звука в облицованном подковообразном канале моделирующем наружный канал авиадвигателя. В результате исследования определены случаи, в которых допускается разделение переменных, то есть возможно непосредственное аналитическое решение для собственных мод, получен вид волноводных мод. Найдены характеристические уравнения данного канала, которым удовлетворяют собственные значения, являющиеся азимутальными и радиальными волновыми числами. Проведено исследование осевых волновых чисел, характеризующих эффективность облицовки ЗПК, при разных значениях импеданса при наличии и отсутствии ЗПК на пилоне. В итоге показано существенное влияние импеданса ЗПК на пилоне на значение мнимой части осевых волновых чисел для мод различного порядка. Данное обстоятельство говорит о том, что оптимизация ЗПК на пилоне авиадвигателя может привести к повышению эффективности системы шумоглушения и необходимо уточнять имеющиеся методики.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 121-122 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Численное прогнозирование акустической эффективности призматических резонаторов Гельмгольца различной конфигурации» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 142-143 (2019)

Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в ее состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК). ЗПК представляют собой совокупность резонаторов Гельмгольца, выполненных в виде сотовой конструкции из полимерных композиционных материалов. Такие звукопоглощающие конструкции традиционно устанавливаются на внутренней поверхности воздухозаборника авиационного двигателя для снижения шума, распространяющегося в переднюю полусферу, и на стенках канала наружного контура двигателя для снижения шума, распространяющегося в заднюю полусферу. Особый интерес представляет использование группы резонаторов 1-DOF, 2-DOF, а также исследование их совместной работы. В рамках проведенных вычислительных экспериментов исследовалось взаимовлияние резонаторов призматической формы одинакового объема, резонаторов разного объема и составных резонаторов. Осуществлялся расчет величины демпфирующего эффекта, производимого резонаторами Гельмгольца при совместной работе, в диапазоне рабочих частот 100–3000 Гц на основе численного решения уравнения Гельмгольца. По результатам вычислительных экспериментов были получены зависимости коэффициента звукопоглощения от частоты. Выявлено взаимовлияние близко расположенных сотовых резонаторов одинакового объема при нормальном падении звуковой волны. Установлено, что акустическая эффективность пары резонаторов при совместной работе ниже, чем у единичного резонатора. При рассмотрении призматических резонаторов различного объема выявлено, что подобное сочетание резонаторов позволит с одной стороны уменьшить взаимовлияние резонаторов на их совместной частоте, а с другой стороны позволит увеличить широкополосность группы резонаторов. Обнаружено, что при совместной работе резонаторов различного объема повышается эффективность "базового” резонатора, а так же повышается широкополосность группы. При рассмотрении составных резонаторов выявлено, что наиболее эффективным сочетанием для "составного" и "базового" резонаторов, является сочетание, при котором резонатор меньшего объема находится сверху. Так на эффективность при совместной работе резонаторов влияет объем и форма. Следует подчеркнуть, что использование в качестве "базового" резонатора других форм, например "биконических", повысит эффективность системы в целом. Дополнительно стоит отметить, что при совместной работе составных резонаторов повышается не только эффективность "базового" резонатора, но и повышается широкополосность группы. В рамках верификации разработанной математической модели проводится сравнение результатов численного моделирования и лабораторных испытаний, проведенных на интерферометре с нормальным падением волны. Сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами лабораторных испытаний выявил, что для модели с парой резонаторов одинакового объема расхождение по коэффициенту звукопоглощения не превышает 5%, по частоте 2%.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 142-143 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Бычков О.П., Величко С.А. «Локализация низкочастотного источника шума для турбулентной струи в условиях стендовых испытаний» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 164 (2019)

Согласно правилам ИКАО измерение стендовых матриц шума двигателя можно производить как наземной дугой микрофонов, так и дугой микрофонов расположенной на высоте оси полномасштабного двигателя. При современных стендовых испытаниях зачастую используются сразу две дуги микрофонов. В свою очередь наличие данных о шуме двигателя, измеренных в непосредственной близи от отражающей поверхности и на некоторой высоте от нее, позволяет извлекать интерференционную поправку для каждого из микрофонов верхней дуги. Теоретически эта поправка для импедансной поверхности была получена в работе C.I. Chessel Propagation of noise along a finite impedance boundary. JASA. V. 62. P. 825-834,1977. При этом анализ итогового выражения показал, что положение первого интерференционного минимума для каждого из микрофонов дуги, строго говоря, может изменять свое положение в частотной области, если микрофоны не центрированы на эффективный источник, связанный с данной частотной областью. Анализ серии стендовых испытаний показал, что интерференционный минимум действительно меняет свое положение равномерным образом при переходе от микрофона к микрофону. Модификация выражения для интерференционной поправки с целью учета смешения положения эффективного источника от области центрирования дуги микрофонов позволил при помощи набора экспериментальных данных определить величину смещения источника, корректно описывающую экспериментально наблюдаемое смещение положение первого интерференционного минимума. Таким образом, система двух дуг микрофонов позволяет произвести локализацию источника шума для частотной области, соответствующей первому интерференционному минимуму.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 164 (2019) | Рубрики: 10.06 14.02

 

Голубев А.Ю., Потокин Г.А., Барышева Д.В. «Определение акустических нагрузок на элементы механизации МС-21 в условиях наземных гонок» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 232-233 (2019)

На базе ЛИ и ДК ОАО «ОКБ им. А.С. Яковлева» были проведены наземные гонки двигателя PW1400G-JM на самолете МС-21-300 с целью определения акустических нагрузок на элементы механизации (нижнюю поверхность крыла, закрылки, пилон, стабилизатор) в статических условиях при наземной гонке двигателей. Анализ полученных данных показал, что наибольшие суммарные уровни пульсаций давления на режиме без отклонения механизации наблюдаются на пилоне. Изменение режимов работы двигателей сопровождается повышением спектральных уровней пульсаций давления на всех измерительных точках и смещением максимума третьоктавных уровней пульсаций давления в область частот 50–80 Гц. Отклонение механизации сопровождается резким перераспределением акустических нагрузок по измерительным точкам за счет увеличения спектральных уровней пульсаций давления на закрылке и нижней поверхности крыла. Спектральный состав и суммарные уровни пульсаций давления на стабилизаторе, фюзеляже, элероне, а также на нижней поверхности крыла, закрылках вдали от пилона практически не зависят от отклонения механизации. Экспериментальные данные, полученные на масштабных моделях, и результаты численного моделирования хорошо согласуются с данными гонки двигателя.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 232-233 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Котов В.В. «Применение энергетического и гибридного метода расчетов для задач снижения акустических и структурных шумов конструкций.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 253-254 (2019)

Представлены возможности программного инструмента VA One разработчика решений для виртуального инжиниринга и моделирования ESI Group.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 253-254 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Котов А.Н., Голубев А.Ю., Зайцев К.И., Рыбак С.П. «Исследование источников шума командного отсека космического аппарата и разработка мероприятий по снижению их акустического излучения» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 261 (2019)

Выполнен акустический анализ внутренней компоновки командного отсека возвращаемого аппарата (КО ВА), состава, конфигурации и размещения агрегатов и оборудования, являющихся источниками шума, схемы вентиляции модуля КО ВА с целью оценки соответствия акустической среды в КО ВА требованиям ГОСТ Р 50804-95. Показано, что среди постоянно действующих источников наиболее интенсивными являются нагнетатель и блок вентиляторов, входящие в систему поддержания газового состава воздуха. Проведены экспериментальные исследования по оценке акустического излучения этих источников в акустической камере, измерены их диаграммы направленности. Проведена оценка эффективности шумоглушащих устройств (ЗПК, экран, кожух) для этих источников. Выполнены экспериментальные исследования звукопоглощения различных материалов и резонансных глушителей с перфорированными панелями. Показано, что условия КО ВА позволяют размещение облицовочных конструкций с высоким коэффициентом звукопоглощения. Проведены оценки звукового поля в акустической объеме КО ВА, проведены экспериментальные и расчетные исследования по улучшению параметров акустической среды в КО ВА. Разработаны предложения по снижению уровня шума в кабине, включающие оптимизацию работы источников шума и применение шумоглушащих устройств.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 261 (2019) | Рубрики: 10.06 11.03

 

Караджи В.Г., Рыбак С.П. «Определение аэродинамических и акустических характеристик малых воздуходувных агрегатов, используемых в командном отсеке пилотируемого транспортного корабля.» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 262-264 (2019)

Рассмотрены аэродинамические и акустические характеристики нагнетателя типа «Рутс» и блока вентиляторов, используемых в командном отсеке пилотируемого транспортного корабля. Предложены возможные решения по улучшению рабочих и шумовых характеристик агрегатов.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 262-264 (2019) | Рубрики: 10.06 11.03

 

Любимов Д.А., Честных А.О. «Анализ RANS/ILES методом влияния угла атаки и дросселирования на уровень и спектральные свойства пульсаций давления в высокоскоростном воздухозаборнике» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 282-283 (2019)

С помощью модифицированного RANS/ILES метода исследовано влияние угла атаки а набегающего потока на уровни и спектры пульсаций давления в изоляторе высокоскоростного воздухозаборника при разном дросселировании, которое достигалось изменением высоты дроссельной вставки на выходе из изолятора в пределах 0–0.4 высоты канала изолятора.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 282-283 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Скрыль С.В., Спивак В.И., Литовченко С.А., Зеленцов В.В., Гуляев О.А. «Функциональные модели мер комплексного технического контроля защищенности информации от утечки по виброакустическим каналам на предприятиях авиакосмической промышленности» Авиакосмическое приборостроение, № 5, с. 46-55 (2019)

Продолжение серии статей, посвященных проблемам обе спечения защищенности информации от утечки по виброакустическим ка налам на предприятиях авиакосмической промышленности (АКП). На осно ве системной трактовки понятия эффективности защиты информации от утечки по каналам рассматриваемого типа в статье обосновывается ее показатель – своевременность выявления утечки средствами комплексного технического контроля (КТК), а также параметры, характеризующие дан ный показатель. Приводится декомпозиционная структура функционально го представления процессов КТК защищенности информации от утечки по виброакустическим каналам на предприятии АКП, как средства первичной формализации этих процессов с целью оценки их временных характеристик.

Авиакосмическое приборостроение, № 5, с. 46-55 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Кузнецова А.Д., Коробицына М.К. «Оценка влияния акустической долговечности вибродемпфирующих покрытий на шум в судовых помещениях» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 20193, с. 104-109 (2019)

Рассматриваются вопросы оценки долговечности вибродемпфирующих покрытий жесткого типа, широко используемых на судах. Такая оценка весьма важна для прогнозирования снижения эффективности шумового воздействия с течением времени в нормируемых помещениях. С интервалом в пять лет проведены измерения коэффициента механических потерь образцов пластин. На основании результатов анализа измерений проверялась статистическая гипотеза о равенстве математических ожиданий для подтверждения/опровержения статистического совпадения величин коэффициентов механических потерь. На примере разработанной модели судна с использованием энергостатистического метода получены оценки влияния вибродемпфирующих покрытий жесткого типа на шум в судовых помещениях.

Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 20193, с. 104-109 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Калита А.О., Ожиганова М.И. «Разработка системы блокирования акустических каналов утечки информации с адаптивным управлением» Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки, № 1, с. 131-136 (2019)

Описывается разработка системы блокировки акустических каналов утечки информации, имеющей адаптивный элемент управления. Ключевые слова: технические каналы утечки информации, речевая информация, адаптивная система.

Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки, № 1, с. 131-136 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Тукмаков А.Л., Тукмакова Н.А. «Определение моментов времени генерации резонансных изгибных колебаний вращающегося вала при помощи индикаторной функции числа состояний динамической системы» Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 2, с. 164-168 (2019)

Рассмотрен метод и алгоритм, позволяющий диагностировать изменение динамического состояния системы на основе анализа эволюции оконной индикаторной функции числа состояний в дискретном фазовом пространстве. Построена модель двумерного фазового пространства, в котором введены дискретные состояния. Показано, что рост индикаторной функции происходит при смене динамического режима, приводящего к изменению текущего числа состояний системы. Отличительной особенностью метода является возможность построения на его основе обучаемой системы диагностики динамических режимов. В качестве примера на основе анализа акустического сигнала проанализирована смена типа динамического поведения системы с вращающимся валом, в которой при достижении критического числа оборотов возникают резонансные изгибные колебания.

Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, № 2, с. 164-168 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Бочкарёв С.А., Лекомцев С.В. «Гидроупругая устойчивость коаксиальных цилиндрических оболочек, выполненных из пьезоэлектрического материала» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 35-48 (2019)

Работа посвящена численному исследованию динамического поведения электроупругих коаксиальных оболочек, в кольцевом зазоре между которыми течет сжимаемая жидкость. Решение задачи осуществляется с использованием полуаналитического варианта метода конечных элементов. Оболочки выполнены из материала, обладающего пьезоэлектрическими свойствами и поляризованного в радиальном направлении, и рассматриваются в рамках классической теории, основанной на гипотезах Кирхгофа–Лява, а также уравнений линейной электроупругости. Распределение электрического потенциала по толщине принимается линейным. Движение сжимаемой невязкой жидкости описывается волновым уравнением, которое совместно с условиями непроницаемости и соответствующими граничными условиями преобразуются с помощью метода Бубнова–Галёркина. Давление жидкости на деформируемые тела вычисляется из линеаризованного уравнения Бернулли. Математическая постановка задачи динамики тонкостенных конструкций основана на вариационном принципе возможных перемещений. Оценка устойчивости базируется на вычислении и анализе комплексных собственных значений связанной системы уравнений, сформированной относительно неизвестных величин для упругой и жидкой сред. Электрические переменные исключаются на элементном уровне и оказывают влияние на динамические характеристики конструкции в виде присоединенной жесткости. Достоверность полученных результатов подтверждена путем сопоставления с известными данными для случая изотропных оболочек. Представлены исследования границ устойчивости при различных геометрических размерах, вариантах кинематических граничных условий (свободное опирание и жесткая заделка на обоих краях, консольное закрепление) и разной величине кольцевого зазора между оболочками. Оценено влияние электрических граничных условий, задаваемых на электродированных поверхностях внутренней и наружной оболочек, на критические скорости потока жидкости и формы потери устойчивости.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 35-48 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Красников С.В. «Моделирование и анализ вынужденных колебаний паровой турбины мощностью 500 МВт» Автомобильный транспорт, № 44, с. 81-86 (2019)

Проведено моделирование паротурбинной установки мощностью 500 МВт. Построены геометрические и расчетные модели. Проведены расчеты вынужденных колебаний. По результатам расчетов определены причины повышенных вибраций. Расчеты и моделирование выполнены методом конечных элементов.

Автомобильный транспорт, № 44, с. 81-86 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Пожалостин А.А., Штанько А.В. «Колебания двухслойной жидкости в баке с поперечной перегородкой» Естественные и технические науки, № 3, с. 19-22 (2019)

Получено точное решение краевой задачи гидроупругости о колебаниях двухслойной жидкости в баке с поперечной перегородкой. Приняты следующие допущения: колебания малые, движение однородной, несжимаемой жидкости потенциальное. Коэффициенты частотного уравнения – бесконечно быстро сходящиеся ряды.

Естественные и технические науки, № 3, с. 19-22 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Каюм А., Малик А. «Влияние частоты возбуждения и геометрии отверстия на течение жидкости и характеристики переноса тепла в синтетических струйных приводных механизмах (актуаторах)» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 135-150 (2019)

Синтетическая струя является новым способом организации пульсационного нестационарного течения, которое переносит линейный импульс в окружающее пространство путем поглощения и выбрасывания жидкости из полости с колеблющейся диафрагмой и потенциально полезна для охлаждения электроники. В работе производится численный анализ, нацеленный на исследование влияния изменения геометрических параметров отверстия и частоты возбуждения на флюидику синтетической струи. Подвижная пьезоэлектрическая диафрагма моделируется граничным условием с постоянной амплитудой напряжения. Вычисления выполнены с использованием пакета COMSOL 5.3a Multiphysics. Настоящее исследование концентрируется на рассмотрении синтетических струй, образованных в одной цилиндрической полости, которая имеет отверстия разного типа, такие как одиночное (круглое) отверстие, три таких отверстия, одиночную прямоугольную щель, или три прямоугольных щели. Для одиночного круглого отверстия и одиночной прямоугольной щели площади выходного сечения были выбраны равными 7.0 мм2, тогда как для множественных круглых отверстий и прямоугольных щелей площади выходного сечения равнялись 21.0 мм2. Скорость синтетической струи достигает максимума, когда диафрагма возбуждается с оптимальной частотой. В случае синтетической струи с единственным круглым отверстием оптимальная частота почти такая же, как и в случае отверстия в виде одиночной прямоугольной щели; однако для множественных отверстий оптимальная частота ниже, чем для синтетической струи из единственного отверстия. Правильность результатов моделирования проверяется изучением их независимости от параметров сетки, временного шага и формы области и подтверждается имеющимися экспериментальными данными. Результаты моделирования, полученные в данном исследовании, замечательны тем, что они дают первичную точку отсчета для расчетов влияния частоты возбуждения и формы отверстия. Проведенное исследование показывает, что максимальное значение среднего коэффициента теплопередачи равно 86.5 Вт/м2К для отверстия в виде одиночной прямоугольной щели, что на 21% больше по сравнению с одиночным круглым отверстием. Для отверстия в виде одиночной прямоугольной щели, когда отношение расстояний от отверстия до нагревателя (Z/b) равно 80, значение коэффициента теплопередачи равно 112.5 Вт/м2К, что примерно на 20.3% больше по сравнению с одиночным круглым отверстием при Z/d=14, и тем самым приводит к лучшим эксплуатационным качествам.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 135-150 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Проскуряков К.Н. «Создание и верификация акустической модели ядерного реактора» Наукоемкие технологии, 20, № 4, с. 62-69 (2019)

В связи с необходимостью учета обратных связей в программах нейтронно-физического, теплофизического и акустического расчета полномасштабных активных зон ядерных реакторов актуальна задача создания акустической модели реактора. Создание акустической модели ядерного реактора стало возможным благодаря применению двух фундаментальных результатов: формулы Томсона для расчета собственной частоты разряда конденсатора и обоснования наличия у ядерных реакторов акустических системных свойств. Целью работы являлось создание акустической модели реактора. Приведены результаты успешно проведенной на блоке № 3 Нововоронежской АЭС с реактором ВВЭР-440 верификации не имеющей аналогов акустической модели ядерного реактора. Показано, что число одновременно генерируемых акустических волн в модели соответствует числу акустических неоднородностей в соединенных с реактором трубопроводах. Автор сообщает, что применение модели позволит оптимизировать проектные и конструкторские решения путем создания оборудования, способного подавлять нежелательные циклические нагрузки.

Наукоемкие технологии, 20, № 4, с. 62-69 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Нгуен Нгок Т., Капралов В.М. «Анализ резонанса и свободных колебаний лопатки газовой турбины» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Естественные и инженерные науки, 25, № 2, с. 149-160 (2019)

В эксплуатации лопатки газовых турбин работают в широком интервале частот динамических нагрузок. Такие нагрузки со временем могут приводить к усталостным деформациям, микротрещинам, что изменяет динамические характеристики конструкции лопаток. лопатка является упругой конструкцией и имеет спектр собственных частот и форм колебаний. Они влияют на динамические свойства самой лопатки и её способность реагировать на различные воздействия. Работа заключается в изучении собственной частоты и формы колебаний лопаточных турбомашин и в совершенствовании методов численного прогнозирования динамического отклика лопаток под нагрузкой, что является актуальной задачей, так позволяет охарактеризовать зависимость собственных частот колебаний от режима работы и гарантированно избежать резонанса для проектируемых лопаточных венцов в реальных условиях эксплуатации.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Естественные и инженерные науки, 25, № 2, с. 149-160 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Ермаков В.Ю. «Исследование влияния алгоритмов управления приводом остронаправленной антенны на его виброактивность на борту космического аппарата» Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104897 (2019)

Описан подход к определению влияния различных алгоритмов управления приводом остронаправленной антенны на его виброактивность и пути улучшения динамической обстановки на борту космического аппарата, представлены результаты наземных и летных испытаний.

Вестник Московского авиационного института, 26, № 2, http://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104897 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Мотренко Д.В., Яицков И.А. «Моделирование виброакустической динамики режущего инструмента цепнодолбежных деревообрабатывающих станков» Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), № 2, с. 37-43 (2019)

Приведены результаты теоретических исследований шума цепнодолбежных деревообрабатывающих станков. Получены аналитические зависимости уровней звукового давления, учитывающие технологические режимы обработки, физикомеханические и геометрические породы различных сортов древесины.

Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), № 2, с. 37-43 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Лелюга О.В. «Теоретические и экспериментальные исследования виброакустических систем с малым количеством элементов» Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ), 21, № 3, с. 144-157 (2019)

Известные методы расчета конструкций здания не в полной мере учитывают структурную звукопередачу. Целью настоящей статьи являются теоретические исследования прохождения звука и вибрации на моделях здания методом статистического энергетического анализа с учетом нерезонансного прохождения и проверка данного метода экспериментально. На основе статистического энергетического анализа записаны уравнения энергетического баланса, решение системы которых позволяет определить энергию звука в помещениях и энергию звуковой вибрации в конструкциях. Приводится расчет коэффициентов энергетической связи, в том числе учитывающих нерезонансную звукопередачу из смежных акустических подсистем, внутренних потерь, плотности мод колебаний. Представлены результаты виброакустических расчетов и измерений на моделях фрагментов здания, включающих в себя одинарные и двойные перегородки. Использование разработанного метода расчета позволяет спрогнозировать передачу звука через перегородку с учетом примыкающих конструкций.

Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ), 21, № 3, с. 144-157 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Абалакин И.В., Бобков В.Б., Дубень А.П., Козубская Т.К., Рыбак С.П. «Расчет пульсаций давления на поверхности ракеты космического назначения» Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 297-298 (2019)

Одной из важных задач проектирования ракет космического назначения (РКН) является оценка пульсаций давления на внешних поверхностях надкалиберной космической головной части (КГЧ) и прилегающей части ракеты-носителя (PH). На этапе выведения при трансзвуковых и сверхзвуковых режимах обтекания эти поверхности подвергаются воздействию интенсивных пульсаций давления. Около РКН формируется сложное турбулентное течение, характеризующееся наличием локальных отрывов потока и ударных волн, взаимодействующих со слоями смешения и с турбулентным пограничным слоем. Численное моделирование такого рода задач является достаточно сложным и трудоемким процессом и может проводиться только с помощью современных вихреразрешающих подходов, оптимальным образом сочетающих высокую точность и приемлемую ресурсоемкость. Проведены расчеты обтекания РКН с пилотируемым транспортным кораблем (ПТК) и пульсаций давления на обтекателе двигательного отсека ПТК и на прилегающей части PH. Рассматриваются трансзвуковые и сверхзвуковые режимы обтекания (характерные числа Маха от 0.8 до 1.3). Числа Рейнольдса, рассчитанные по длине КГЧ, составляют около 109. Численное моделирование выполнено с помощью вихреразрешающего гибридного RANS-LES подхода IDDES. Для расчетов используется адаптивный численный метод повышенной точности, реализованный в программном комплексе NOISEtte. Турбулентные пульсации на входе в IDDES-область задаются посредством генератора синтетической турбулентности. В докладе приводятся результаты расчетов и анализа пульсационных воздействий на ОДО, а также их сопоставления с имеющимися данными измерений при испытаниях модели КГЧ в аэродинамической трубе ЦАГИ.

Тезисы докладов Шестой открытой Всероссийской (XVIII научно-технической) конференции по аэроакустике (22–27 сентября 2019 г.), с. 297-298 (2019) | Рубрики: 04.11 10.06