Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.14 Авиационная акустика

 

Голдовский А.А., Фирсанов В.В. «Алгоритмы исследования ударного взаимодействия элементов авиационных конструкций» Труды Московского авиационного института, № 111, http://trudymai.ru/published.php?ID=115122 (2020)

Приведены результаты исследования ударных взаимодействий в авиационных конструкциях. Как правило, анализ ударных процессов происходит уже после совершившегося факта, например, обнаруженных вмятин, трещин, сколов и т.п. Данная задача является актуальной по причине необходимости стопроцентного обеспечения безопасности во время эксплуатации летательных аппаратов. Целью статьи является обобщение инженерных походов к исследованию причин, которые могут привести к ударному процессу в авиационных конструкциях.

Труды Московского авиационного института, № 111, http://trudymai.ru/published.php?ID=115122 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Козлитин И.А. «Математическая модель движения вращающегося снаряда» Математическое моделирование, 32, № 5, с. 126-142 (2020)

Предложена полуэмпирическая математическая модель движения центра масс вращающегося снаряда в атмосфере, учитывающая эффекты деривации и изменения лобового сечения сопротивления вследствие изменения угла атаки. Эти эффекты учитываются в модели без детального описания вращения, что позволяет использовать крупный шаг интегрирования и обеспечивает возможность расчета баллистических поправок в реальном масштабе времени. Подробно описан процесс подбора параметров модели для реальных оружейных систем.

Математическое моделирование, 32, № 5, с. 126-142 (2020) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Сазонов Вас.В. «Построение интерактивной геометрической модели внешней поверхности космического аппарата» Математическое моделирование, 32, № 6, с. 37-52 (2020)

Рассматривается подход к построению интерактивной геометрической модели внешней поверхности космического аппарата для решения различных прикладных задач, связанных с вычислением интегралов по поверхности космического аппарата, определения видимости участков поверхности с учетом их взаимного перекрытия, отыскания проекции поверхности на произвольную плоскость при заданном проектировании. Поверхность представляется набором геометрических примитивов, предусмотрена возможность добавления/удаления элементов, моделирования подвижных элементов конструкции (антенны, манипуляторы, солнечные батареи). Указанный подход был реализован в виде программного модуля, который используется в комплексах математического моделирования для вычисления сил и моментов светового давления и аэродинамического сопротивления, моделирования работы солнечных батарей космического аппарата, тепловых режимов, моделирования дифракции электромагнитных волн на поверхности космического аппарата. В настоящей работе приводится пример использования геометрической модели для вычисления сил и моментов аэродинамического сопротивления, действующих на космический аппарат, совершающий полет.

Математическое моделирование, 32, № 6, с. 37-52 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Нгуен Т.Т., Сбоев Д.С., Ткаченко В.В. «Измерительный комплекс аэродинамической трубы малых скоростей АТ-3 Центра по аэромеханике и летательной технике МФТИ» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 12, № 2, с. 161-176 (2020)

Представлено описание измерительного комплекса аэродинамической трубы малых скоростей АТ-3 УНИЦ АЛТ МФТИ, созданного для проведения экспериментов по ламинарно-турбулентному переходу в пограничном слое при повышенной степени турбулентности внешнего потока. Приведены результаты измерений характеристик внешней турбулентности и среднего течения около плоской пластины.

Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 12, № 2, с. 161-176 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Бычков О.П., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А. «Валидация двухточечной модели предсказания низкочастотного усиления шума струи вблизи крыла» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010801-1_-2010801-8 (2020)

При близком расположении реактивного двигателя и крыла самолета на низких и средних частотах может возникать интенсивный шум, связанный с взаимодействием струи и задней кромки крыла. Для проведения расчетных оценок вклада данного эффекта в уровни шума самолета на местности на ранних этапах проектирования необходимо использование надежных предсказательных моделей. В работе предложена и валидирована модификация разработанной ранее аналитической модели шума взаимодействия, в основе которой лежит идея о рассеянии линейных гидродинамических пульсаций ближнего поля турбулентной струи на задней кромке крыла. Для валидации модели методом LES проведено численное моделирование шума струи вблизи прямоугольной пластины, имитирующей крыло самолета. Показано, что модифицированная модель, имеющая простой набор входных параметров, позволяет с приемлемой точностью предсказывать основные характеристики шума взаимодействия струи и крыла, в том числе в условиях наличия спутного потока, характерных для взлета и посадки самолета.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2010801-1_-2010801-8 (2020) | Рубрики: 08.14 10.01

 

Воронцов В.И., Фараносов Г.А., Карабасов С.А., Зайцев М.Ю. «Сравнение направленности шума несущего вертолетного винта для режимов полета и висения» Акустический журнал, 66, № 3, с. 308-318 (2020)

Проведено численное исследование шума несущего вертолетного винта на режиме висения и горизонтального полета. Для расчета акустических характеристик, обусловленных нестационарной нагрузкой на лопастях, используется программный комплекс, провалидированный с помощью экспериментальных данных на режиме висения. Применяется гибридный метод расчета, согласно которому вначале рассчитывается ближнее поле, а затем находятся акустические характеристики в дальнем поле. В ближнем поле находятся значения параметров поля около вращающейся лопасти из прямого расчета решения нестационарных уравнений Эйлера в неинерциальной системе координат. Для расчета дальнего поля применяется интегральный метод Фокса Вильямса–Хоукингса с использованием проницаемых контрольных поверхностей, охватывающих лопасть. DOI: 10.31857/S0320791920030089

Акустический журнал, 66, № 3, с. 308-318 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Ефремов А.В., Цветков А.И. «Акустические характеристики автоколебательного процесса, возникающего при взаимодействии сверхзвуковой недорасширенной струи с цилиндрической полостью» Журнал технической физики, 90, № 5, с. 733-739 (2020)

В газоструйных излучателях высокого давления источником звуковой энергии служит кинетическая энергия газовой струи при сверхкритических перепадах между рабочим давлением и давлением окружающей атмосферы. При определенных условиях натекание сверхзвуковой струи на резонатор сопровождается мощным автоколебательным процессом с генерацией акустических волн в окружающую среду и полость резонатора. Рассмотрена модель автоколебательного процесса, возникающего при взаимодействии неизобарической струи с полузамкнутыми цилиндрическими полостями, позволяющая выделить типовые элементы газодинамической структуры формирующегося течения. Обсуждена физическая картина течения в полости газоструйного излучателя, и проведено исследование зависимости характеристик автоколебательного процесса от определяющих газодинамических и геометрических параметров. Ключевые слова: аэроакустика, сверхзвуковая струя, генерация шума, газоструйный генератор, автоколебательный процесс.

Журнал технической физики, 90, № 5, с. 733-739 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Ефремов А.В., Цветков А.И. «Структура течения и колебания давления при взаимодействии сверхзвуковой недорасширенной струи газа с трубной полостью» Журнал технической физики, 90, № 9, с. 1254-1266 (2020)

Сверхзвуковые струи широко используются в устройствах, построенных на явлении автоколебательного процесса, возникающего при взаимодействии газового потока с трубными полостями (газоструйные излучатели звука). Рассмотрены механизмы поддержания незатухающих пульсаций давления и определение поля течения в трубной полости при взаимодействии с ней сверхзвуковой недорасширенной струи. Обсуждена физическая картина течения в полости газоструйного излучателя, показано существование нечетных продольных мод, и предложены волновые диаграммы для описания течения в нечетных продольных модах. Волновые диаграммы построены на основе анализа сигналов пьезодатчиков, регистрирующих пульсации давления в трубной полости. Расчет параметров потока в трубной полости в продольных модах проведены на основе диаграммы скорость потока– скорость звука. Ключевые слова: сверхзвуковая струя, газоструйный генератор, автоколебательный процесс, аэроакустический эффект.

Журнал технической физики, 90, № 9, с. 1254-1266 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Киселев С.П., Киселев В.П., Зайковский В.Н. «Исследование сверхзвуковых недорасширенных струй, истекающих в затопленное щелевое пространство» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 2, с. 81-91 (2020)

Представлены результаты экспериментального и численного моделирования сверхзвуковых недорасширенных струй, истекающих в затопленное щелевое пространство, образованное двумя параллельными дисками. Показано, что структура истекающей нерасчетной струи зависит от расстояния между дисками. Сила трения, действующая со стороны дисков на газ, приводит к существенному изменению структуры сверхзвуковой струи. На некотором расстоянии между дисками в сверхзвуковой струе возникает криволинейная ударная волна, за которой имеет место дозвуковое течение. В этом случае граница струи вместо обычной бочкообразной формы приобретает веерообразную форму.

Прикладная механика и техническая физика, 60, № 2, с. 81-91 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Жвик В.В. «Инварианты и асимптотики осесимметричных закрученных затопленных струй» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 2, с. 92-108 (2020)

Исследуется осесимметричная ламинарная закрученная струя вязкой несжимаемой жидкости, истекающая из вращающейся полубесконечной трубы в пространство, заполненное той же жидкостью. Внутренняя поверхность трубы вращается с постоянной угловой скоростью, внешняя поверхность либо неподвижна, либо вращается с той же угловой скоростью. Показано, что в первом случае поле течения на больших расстояниях от отверстия трубы описывается асимптотическим решением Лойцянского, во втором случае (при создании слабого спутного потока) – автомодельным решением Лонга–Гольдштика–Зубцова. Обобщен на случай произвольных осесимметричных закрученных струй скрытый инвариант Гольдштика и изучено его влияние на асимптотику струи. Проведены расчеты сильно закрученных струй и рассмотрена зависимость параметров зоны рециркуляционного течения (распад вихря в закрученной струе) от параметра закрутки и числа Рейнольдса.

Прикладная механика и техническая физика, 60, № 2, с. 92-108 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Липатов И.И., Кхьем Фам Ван «Управление течением в гиперзвуковом пограничном слое» Письма в Журнал технической физики, 46, № 11, с. 47-50 (2020)

Рассмотрен метод управления течением в двумерном гиперзвуковом пограничном слое в условиях сильного взаимодействия. Показан эффект блокирования процесса передачи возмущений вверх по потоку за счет уменьшения скорости распространения возмущений при уменьшении температурного фактора участка поверхности. Ключевые слова: асимптотическая теория вязкого газа, управление течением, распространение возмущений, вязко-невязкое взаимодействие.

Письма в Журнал технической физики, 46, № 11, с. 47-50 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Колесник Е.В., Смирновский А.А., Смирнов Е.М. «Двойственность вихревой структуры, возникающей при сверхзвуковом обтекании области сопряжения затупленного тела и пластины вязким газом» Письма в Журнал технической физики, 46, № 12, с. 10-13 (2020)

Представлены результаты численного решения задачи сверхзвукового обтекания удлиненного цилиндрического тела, установленного на пластине, вдоль которой развивается пограничный слой. Рассматривается ламинарный режим обтекания при числе Маха внешнего потока, равном 6.7, для двух значений числа Рейнольдса: Re=1.25·104 и 1.56·104. Дается анализ системы подковообразных вихрей, возникающих в области передней кромки тела. Установлено, что при обоих значениях Re существует два устойчивых решения, которые отвечают различным метастабильным состояниям потока. В основном решения различаются по числу вихрей в отрывной области и ее протяженности. При меньшем числе Рейнольдса оба решения являются стационарными, при большем значении Re одно из них сохраняет стационарность, а в другом присутствуют квазипериодические колебания. Ключевые слова: численное моделирование, высокоскоростные течения, вязко-невязкое взаимодействие, подковообразные вихревые структуры, двойственность решения.

Письма в Журнал технической физики, 46, № 12, с. 10-13 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Брутян М.А., Волков А.В., Потапчик А.В. «Экспериментальное исследование нового способа уменьшения волнового сопротивления профиля при трансзвуковых скоростях» Письма в Журнал технической физики, 46, № 12, с. 34-36 (2020)

Предложен новый способ уменьшения волнового сопротивления профиля при трансзвуковых скоростях, который связан с организацией в местной сверхзвуковой зоне участка микроволнистой верхней поверхности. Проведены весовые и физические исследования исходного и модифицированного профилей. Экспериментально установлено, что предлагаемая реализация нового подхода приводит к образованию системы слабых волн сжатия, постепенному торможению сверхзвукового потока, уменьшению числа Маха перед замыкающим скачком уплотнения и, как следствие, к ослаблению его интенсивности и уменьшению волнового сопротивления. Ключевые слова: трансзвуковые течения, экспериментальные исследования, уменьшение волнового сопротивления.

Письма в Журнал технической физики, 46, № 12, с. 34-36 (2020) | Рубрика: 08.14