Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.14 Авиационная акустика

 

Осадчий Н.В., Шепель В.Т. «Статические испытания полноразмерных звукопоглощающих конструкций авиационных ГТД» Контроль. Диагностика, 23, № 8, с. 18-23 (2020)

Предложены установка и методика проведения статических испытаний на предельную рабочую и разрушающую нагрузки панелей звукопоглощающих конструкций (ЗПК) авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Решить эту задачу в составе ГТД нельзя, так как технически невозможно получить требуемые нормами летной годности (НЛГ) давления воздушного потока. Необходимое давление в предлагаемой установке создается пуансоном, по форме совпадающим с формой испытываемой панели. Для выравнивания контактного давления на поверхности панели используются листы эластичной резины. Подобие в распределении давлений на поверхности панели ЗПК, создаваемых воздушным потоком в составе ГТД, и давлений, создаваемых пуансоном в составе установки, подтверждено путем сравнения напряжений и деформаций, полученных в результате конечно-элементных расчетов. Представлены результаты сертификационных статических испытаний и дефектации трехслойной панели ЗПК. Cравнение результатов конечно-элементных расчетов напряжений и перемещений панели ЗПК в составе ГТД и в составе установки показало, что в последнем случае оценки статической прочности являются консервативными, что положительно сказывается на их безопасной эксплуатации.

Контроль. Диагностика, 23, № 8, с. 18-23 (2020) | Рубрики: 04.16 08.14 10.07 10.08

 

Руденко О.В., Маков Ю.Н. «Звуковой удар: от физики нелинейных волн до акустической экологии (обзор)» Акустический журнал, 67, № 1, с. 3-30 (2021)

Изложена история вопроса. Вначале дана информация о развитии сверхзвуковой авиации. Затем кратко описана история изучения явления звукового удара, генерируемого при полете пуль и снарядов. Приведены результаты классиков аэроакустики – К. Доплера, Э. Маха и малоизвестные исторические факты, обнаруженные в старых зарубежных источниках. Указано на необходимость правильного использования термина “звуковой удар”, который не ограничен задачами авиационной акустики и присущ многим природным и техногенным явлениям. Отмечен 100-летний приоритет акустического эффекта перед более слабым оптическим аналогом – излучением Вавилова–Черенкова. Описаны проблемы, связанные с расчетом генерации возмущений при взаимодействии трансзвуковых и сверхзвуковых течений с реальными телами: необходимость учета деталей формы аэродинамического профиля, особенности поведения пограничного слоя, формирование ударных волн, турбулизация потока, кинетика (релаксация и диссоциация) атмосферных газов. Обсуждается явление волнового резонанса, ответственного за формирование удара при переходе через звуковой барьер. Описаны нелинейные процессы формирования N-волны при распространении сигнала сложной формы. Описано влияние основных эффектов, искажающих N-образный профиль: дифракции, фокусировки, множественных релаксационных явлений, уширяющих ударный фронт. Изложена теория N-волн в неоднородной среде. Построены примеры картины лучей в стандартной атмосфере и в области за турбулентным пограничным слоем. Изложены методы расчета, основанные на приближениях нелинейной геометрической акустики и нелинейной квазиоптики. Указаны проблемы, связанные с последствиями ударов и вредным их воздействием на окружающую среду, сооружения и живые организмы. Приведена обширная библиография и перечень основных обзоров в отечественной и зарубежной литературе. Ключевые слова: звуковой удар, сверхзвуковая авиация, исторические факты, ударный фронт, нелинейность, время релаксации, интегро-дифференциальное уравнение, спектр, профиль волны. DOI: 10.31857/S0320791921010032

Акустический журнал, 67, № 1, с. 3-30 (2021) | Рубрики: 05.03 08.10 08.14

 

Корольков А.И., Медведева Е.В., Шуруп А.С. «Акустический метод обнаружения и идентификации винтовых летательных аппаратов» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 1, с. 116-120 (2021)

Обсуждается метод активной акустической локации летательных аппаратов с винтом. Метод основан на анализе дополнительных максимумов функции взаимной корреляции линейно частотно модулированного сигнала, отраженного от вращающегося винта. Эти максимумы возникают в широком диапазоне временных задержек, что позволяет их использовать в качестве дополнительного информативного параметра при идентификации винтовых летательных средств.

Известия РАН. Серия физическая, 85, № 1, с. 116-120 (2021) | Рубрики: 08.12 08.14

 

Алгазин С.Д., Ингтем Ж.Г. «О флаттере эллиптической пластины» Известия российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 62-67 (2021)

Методом математического моделирования исследуется флаттер пластины эллиптической формы в плане при разных направлениях угла атаки набегающего потока. Для численного моделирования неустойчивых колебаний пластины предложен эффективный численный алгоритм без насыщения, который позволяет на редкой сетке получить приемлемую точность в приближенном решении. Численно исследована зависимость критической скорости от безразмерной скорости звука в пластине, толщины пластины и угла направления вектора скорости набегающего потока.

Известия российской академии наук. Механика твердого тела, № 3, с. 62-67 (2021) | Рубрика: 08.14

 

Лысенко В.И., Гапонов С.А., Смородский Б.В., Косинов А.Д., Ярославцев М.И. «Устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на сублимирующей поверхности» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 1, с. 42-61 (2020)

Проведено теоретическое исследование характеристик сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине при числе Маха M=2 в условиях сублимации поверхности. В качестве материала для сублимирующего покрытия выбран нафталин (C10H8). Расчеты показали, что с повышением температуры поверхности при увеличении температуры торможения потока массовый расход испарения нафталина растет. Проведенные по линейной теории устойчивости расчеты показали, что увеличение испарения материала покрытия приводит к заметному уменьшению локальных скоростей роста неустойчивых возмущений пограничного слоя. Обнаружено, что стабилизация пограничного слоя сублимацией покрытия обтекаемой поверхности происходит при увеличении температуры сублимирующего покрытия, достигая максимума вблизи температуры тройной точки вещества покрытия. Проведенные эксперименты подтвердили стабилизирующее влияние сублимации поверхности. Ключевые слова сверхзвуковой пограничный слой, гидродинамическая устойчивость, ламинарно-турбулентный переход, бинарная газовая смесь, сублимация

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 1, с. 42-61 (2020) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Афанасьев Л.В., Косинов А.Д., Ермолаев Ю.Г., Семёнов Н.В. «К взаимосвязи возмущений свободного сверхзвукового потока с возмущениями пограничного слоя при числе Маха 2» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 2, с. 50-60 (2020)

Проведено экспериментальное исследование влияния пульсаций свободного сверхзвукового потока на пульсации пограничного слоя плоской пластины с острой кромкой с использованием новой трехканальной термоанемометрической системы измерений. Получены пространственно-временные распределения коэффициента корреляции по сечениям пограничного слоя, а также в области ламинарно-турбулентного перехода. Ключевые слова эксперимент, сверхзвуковые течения, термоанемометр постоянного сопротивления, коэффициент корреляции, взаимосвязь

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 15, № 2, с. 50-60 (2020) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Кочарин В.Л., Семёнов Н.В., Косинов А.Д., Яцких А.А., Шипуль С.А., Ермолаев Ю.Г. «Экспериментальное исследование влияния единичного числа Рейнольдса на положение ламинарно-турбулентного перехода на крыле с дозвуковой передней кромкой при числе Маха 2» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 44-52 (2021)

Проведены экспериментальные исследования влияния единичного числа Рейнольдса на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой при числе Маха 2. Эксперименты выполнены на модели скользящего крыла с углом скольжения передней кромки 72° и задней кромки 58° с 3% профилем у основания. Полученные термоанемометрические данные показали, что ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой наступает раньше (≈25–30%), чем на модели со сверхзвуковой передней кромкой при одних и тех же параметрах набегающего потока. Показано, что изменение единичного числа Рейнольдса набегающего потока слабо влияет на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое скользящего крыла с дозвуковой передней кромкой.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 44-52 (2021) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Садовский И.А., Катасонов М.М., Павленко А.М. «Исследование развития локализованных возмущений в пограничном слое плоской пластины в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока за уступом поверхности» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 65-80 (2021)

В аэродинамической трубе на плоской пластине в отрывном течении за прямоугольным уступом исследовано возникновение и развитие локализованных возмущений, порождаемых низкочастотными импульсными отклонениями локального участка обтекаемой потоком поверхности в условиях низкой и повышенной степени турбулентности набегающего потока. Результаты получены методом термоанемометрии при малой дозвуковой скорости потока. Установлено, что импульсные отклонения стенки генерируют возмущения, представляющие собой так называемые полосчатые структуры и волновые пакеты колебаний. Отрыв ламинарного пограничного слоя ускоряет нарастание волновых пакетов с последующей турбулизацией пристенного течения. Выявлены особенности поведения локализованных возмущений в условиях повышенной степени турбулентности набегающего потока.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 65-80 (2021) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Яцких А.А., Панина А.В., Кочарин В.Л., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семёнов Н.В. «Экспериментальные исследования влияния периодической модуляции течения на развитие возмущений в пограничном слое скользящего крыла при числе Маха 2,5» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 81-90 (2021)

Приводятся результаты экспериментальных исследований влияния периодической модуляции течения на развитие естественных возмущений и искусственных локализованных волновых пакетов в пограничном слое скользящего крыла с углом скольжения передней кромки 40° при числе Маха М=2,5. Пограничный слой модулировался с помощью периодических шероховатостей на поверхности модели. Искусственные волновые пакеты генерировались импульсным тлеющим разрядом. Измерения термоанемометром показали, что по условиям экспериментов периодическая модуляция пограничного слоя приводит к стабилизации развития контролируемых локализованных возмущений и к усилению роста естественных возмущений.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 16, № 1, с. 81-90 (2021) | Рубрики: 08.14 08.15

 

Маршавин А.Н. «Модель траектории сверхзвуковой струи газа в сносящем потоке» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 7, с. 285-292 (2020)

Рассматривается распространение недорасширенной сверхзвуковой осесимметричной газовой струи вблизи вращающейся ракеты во время полёта. Предложена формула для определения траектории струи без учёта вращения. Описана модель траектории струи с учётом скорости и ускорения, углов атаки и скольжения, угловых скоростей и ускорений ракеты. Результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными. В дальнейшем планируется использовать предложенную модель для определения параметров потока вблизи ракеты с целью учёта влияния струи на аэродинамические характеристики.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 7, с. 285-292 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Герасименко Е.Ю., Пирогов С.Ю., Поспишенко В.И., Стельмах С.Ф. «Экспериментальное исследование влияния соотношения компонентов топлива на виброакустические и электрофизические характеристики камеры сгорания модельного ЖРД» Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 247-255 (2020)

Рассмотрены результаты экспериментального исследования влияния соотношения компонентов топлива на параметры вибрации корпуса камеры сгорания и частоты колебаний напряженности магнитного поля факела жидкостного ракетного двигателя. Оценена степень влияния варьируемых факторов на выходные (измеряемые) параметры функционирования модельного ЖРД.

Известия Тульского государственного университета. Технические науки, № 8, с. 247-255 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Косьянчук В.В., Гласов В.В., Зыбин Е.Ю., Тань Лиго «Прогнозирование траектории полета летательного аппарата в условиях полной параметрической неопределенности» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 93-101 (2021)

Большинство методов прогнозирования поведения динамических систем основаны на использовании информации о параметрах их математических моделей. Однако проблемы нестационарности, нелинейности и неидентифицируемости моделей реальных сложных систем приводят к тому что, традиционные параметрические методы применимы на практике только тогда, когда достоверно известны параметры и структура моделей систем, а неопределенности при постановке задачи существенно ограничены. В статье описывается оригинальный непараметрический метод прогнозирования траектории полета летательного аппарата в условиях полного отсутствия априорной информации о параметрах его математической модели динамики полета. Предлагаемый метод, в отличие от аналогичных широко известных, не использует логические или статистические вычисления и не требует своего предварительного обучения или длительной настройки. Он построен только на основе ретроспективного анализа нескольких последовательных значений пространственных координат летательного аппарата и его сигналов управления, поэтому не подвержен влиянию модельных ошибок и может быть использован для прогнозирования траектории полета летательного аппарата в условиях полной параметрической неопределенности даже в случае неидентифицируемости модели его динамики полета. Приведены результаты численного моделирования решения задачи прогнозирования траектории полета беспилотного летательного аппарата наиболее распространенного типа квадрокоптера в условиях полной неопределенности параметров его математической модели. Полученные результаты подтверждают работоспособность разработанного метода и показывают высокие характеристики точности решения задачи и скорости настройки алгоритма. Описанный подход может быть использован для прогнозирования траектории движения любого другого транспортного средства (автомобиля, водного судна и т.д.) при условии линеаризуемости его модели на наблюдаемом интервале времени и наличия информации о его сигналах управления. Практическая реализация описываемого непараметрического метода совместно с традиционными параметрическими позволит повысить точность прогнозирования траектории полета и решить задачу высокоточной посадки беспилотного летательного аппарата на активно маневрирующее судно, в том числе, при возникновении различных критических ситуаций.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 93-101 (2021) | Рубрики: 08.14 17

 

Исатаев М.С., Толеуов Г., Султан М. «Экспериментальное исследование свободной турбулентной воздушной струи, истекающей из сопла квадратной формы» Инженерно-физический журнал, 93, № 1, с. 178-183 (2020)

Проведено экспериментальное исследование средних характеристик течения в турбулентной свободной воздушной струе, истекающей из сопла квадратной формы. Исследования проводились как при наличии, так и при отсутствии внешнего акустического воздействия. Ключевые слова: сопло с квадратным выходным сечением, параметр удлинения, турбулентная свободная воздушная струя, акустическое воздействие

Инженерно-физический журнал, 93, № 1, с. 178-183 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Долгополов А.В., Казанцев Д.А., Маркин И.В., Орлова О.А., Шалаев С.В. «Современный метод создания динамически подобных моделей для исследования флаттерных характеристик летательных аппаратов» Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 162, № 4, с. 441-454 (2020)

Проведен комплекс работ, включающий проектирование, изготовление, испытания динамически подобной модели (ДПМ) цельноповоротного оперения летательного аппарата при расчетном сопровождении каждого этапа. ДПМ предназначена для исследования флаттерных характеристик в аэродинамической трубе. ДПМ цельноповоротного оперения представляет собой фанерный сердечник с послойно наклеенными стеклотканью, углепластиком и формообразующим материалом. Для достоверного определения границ флаттера ДПМ должна максимально точно воспроизводить динамические характеристики натурного объекта. С этой целью разработан подход, позволяющий на каждом этапе создания ДПМ проводить экспериментальное определение модальных характеристик и корректировать математические модели. Для доводки ДПМ одна из математических моделей создана конструктивно-подобной на основе конечных элементов, вторая – на основе пластинчатых и балочных элементов по методу полиномов и в последующем использовалась для расчета границ флаттера. При проведении комплекса работ указанный подход обеспечил высокую точность моделирования динамических свойств натурного цельноповоротного оперения и экспериментального определения границ флаттера. Ключевые слова: динамически подобная модель, флаттер, модальные испытания, проектирование, модальные характеристики, математическая модель, аэродинамическая труба

Ученые записки Казанского государственного университета. Серия Физико-математические науки, 162, № 4, с. 441-454 (2020) | Рубрика: 08.14

 

Степанова Л.Н., Чернова В.В., Милосердова М.А. «Акустико-эмиссионный контроль процесса разрушения образцов и кессона крыла из углепластика от ударных нагрузок» Контроль. Диагностика, 23, № 9, с. 4-11 (2020)

Образцы подвергали ударным нагрузкам, которые наносили по их центру грузом в виде тупого наконечника массой 0,53 кг. Грузы сбрасывали с высоты 0,3; 0,5; 1,0 м на образцы. На верхнюю поверхность кессона крыла из углепластика также наносили ударное повреждение энергией 15 Дж. Методом акустической эмиссии (АЭ) осуществляли регистрацию сигналов с датчиков пьезоантенны, установленных на образцах и кессоне крыла, как в процессе соударения груза с исследуемым объектом, так и при отскоках. Выполнялась локация областей, где наносились удары, и анализировались параметры сигналов АЭ. Определялось влияние типа укладки монослоев на процесс образования трещин в материале образцов, возникающих при различной энергии ударных нагрузок. Проведены исследования трех групп образцов из углепластика Т 700 и кессона крыла композиционного самолета. Образцы с укладками монослоев 0; 90; –45

Контроль. Диагностика, 23, № 9, с. 4-11 (2020) | Рубрики: 08.14 14.04

 

Бирюков В.И., Иванов В.Н., Царапкин Р.А. «Метод прогнозирования запаса устойчивости по отношению к акустическим колебаниям в камерах ракетных двигателей по шумам горения» Физика горения и взрыва, 57, № 1, с. 80-89 (2021)

Разработан экспериментальный метод определения предельных возмущений давления, инициирующих акустическую неустойчивость в камерах сгорания жидкостных ракетных двигателей, на основе которого выполняются оценки запасов устойчивости рабочего процесса. Метод основан на статистической обработке зарегистрированных пульсаций давления "шумов" в окрестности собственных резонансных частот для всех нормальных мод акустических колебаний в цилиндрических камерах сгорания и газогенераторах. В качестве диагностического критерия прогнозирования устойчивого либо неустойчивого состояния динамической системы принят коэффициент (декремент) затухания колебаний, характеризующий разницу генерируемой и диссипируемой энергии. Метод построен на базе теории автоколебательных динамических систем и одномерных марковских случайных процессов с использованием аппарата уравнения Фоккера–Планка–Колмогорова. Анализ нелинейного дифференциального уравнения с симметризованной стохастической правой частью, описывающей белый шум, для экспериментально определенных амплитуд пульсаций давления и их статистической обработки с использованием пакета программ "Мера" позволяет идентифицировать состояние автоколебательной системы как устойчивое либо неустойчивое. Метод является "пассивным", он применим без использования стандартных внешних импульсных возмущающих устройств. Ключевые слова: шумы горения, акустические моды, декремент затухания, автоколебания, запас устойчивости

Физика горения и взрыва, 57, № 1, с. 80-89 (2021) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Ищенко А.Н., Маслов Е.А., Скибина Н.П., Фарапонов В.В. «Комплексное исследование нестационарного течения с ударными волнами в рабочем тракте гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя» Инженерно-физический журнал, 94, № 2, с. 466-473 (2021)

Представлены результаты комплексного экспериментально-расчетного исследования структуры нестационарного течения газа в рабочем тракте гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Предложены и описаны экспериментальные методики для регистрации давлений и температур на стенке осесимметричного канала сложной геометрии с внезапным расширением. Решена задача обтекания прямоточного воздушно-реактивного двигателя в аэродинамической установке. Ключевые слова: экспериментальное исследование, математическое моделирование, гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ударные волны, дренажные испытания, термометрический метод

Инженерно-физический журнал, 94, № 2, с. 466-473 (2021) | Рубрики: 04.01 08.10 08.14

 

Копьев В.Ф., Чернышев С.А. «Об использовании методов Лагранжевой механики для анализа баланса энергии в вихревых течениях сжимаемого газа» Акустический журнал, 67, № 1, с. 98-106 (2021)

Предложено описание динамики возмущений течений сжимаемого идеального газа в рамках формализма лагранжевой механики. Ключевым моментом является выбор обобщенных координат, которые наиболее естественно описывают динамику системы. Предложенный в работе выбор основных переменных позволяет свести соответствующие уравнения Лагранжа к уравнению для поля смещения и конвективному волновому уравнению для скалярного потенциала. Предложенный подход позволяет записать уравнение баланса акустической энергии через первые вариации возмущений для течений с ненулевой завихренностью. Полученные результаты могут быть использованы для энергетического анализа звукового излучения для течений с локализованными вихрями, струйных течений и течений в каналах. Ключевые слова: лагранжевый формализм, течение сжимаемого газа, поле смещений, уравнение локального баланса энергии. DOI: 10.31857/S0320791921010019

Акустический журнал, 67, № 1, с. 98-106 (2021) | Рубрики: 04.01 08.05 08.14

 

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Ефремов А.В., Цветков А.И. «Газодинамические и акустические характеристики газоструйного стержневого излучателя с дозвуковой струей» Инженерно-физический журнал, 93, № 5, с. 1220-1232 (2020)

Рассматривается схема газоструйного стержневого излучателя гартмановского типа с дозвуковой струей и схема измерения его акустических параметров. В этом излучателе, в отличие от генератора Гартмана, используется не цилиндрическая, а кольцевая струя, движущаяся вдоль тонкого круглого цилиндра (стержня), расположенного на оси сопла излучателя. Проведено параметрическое исследование характеристик газодинамических и акустических процессов, возникающих в трубной полости газоструйного стержневого излучателя при взаимодействии дозвуковой струи газа с этой полостью, и рассмотрена нестационарная структура течения внутри резонатора излучателя. Даны рекомендации по выбору схем излучателей с учетом их практической реализации.

Инженерно-физический журнал, 93, № 5, с. 1220-1232 (2020) | Рубрики: 04.11 08.14

 

Четверушкин Б.Н., Борисов В.Е., Давыдов А.А., Луцкий А.Е., Ханхасаева Я.В. «Моделирование тепловых потоков при обтекании баллистической модели на основе гиперболической квазигазодинамической системы» Математическое моделирование, 33, № 2, с. 41-54 (2021)

На основе компактного варианта гиперболической системы квазигазодинамических уравнений проведено численное моделирование сверхзвукового обтекания баллистической модели (HB-2) вязким теплопроводным газом для различных углов атаки α=0,8,16° и температурных факторов поверхности модели. Исследованы трехмерные аспекты течения и зависимость теплового потока от угла атаки и температуры стенки. Наличие угла атаки приводит к образованию двух продольных вихрей на подветренной стороне модели у плоскости симметрии. Эти области отрыва существенно влияют на распределение теплового потока на подветренной поверхности.

Математическое моделирование, 33, № 2, с. 41-54 (2021) | Рубрики: 04.12 08.14 17

 

Юй-Чжэ Чжан, Хэ-Юн Сюй, Юй-Вэй Чу, Юэ Сюй «Двумерное численное исследование пульсирующей спутной струи» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 56-66 (2021)

Численно исследованы обтекание профиля при наличии спутной струи и влияние параметров пульсаций на величину подъемной силы и затраты энергии. Предварительно вводится усовершенствованная форма канала струи на обычном профиле со спутной струей. Благодаря введенной модификации, увеличен на 3° запас по срыву, а также подъемная сила, тогда как сопротивление профиля значительно снижено. Далее рассмотрено и детально проанализировано влияние таких параметров, как форма импульса, в том числе прямоугольная и синусоидальная, коэффициент заполнения и частота импульсов, на подъемную силу и затраты энергии. Сделан вывод, что, по сравнению со случаем стационарной спутной струи, использование пульсирующей спутной струи позволяет добиться преимуществ в подавлении отрыва и существенного увеличения подъемной силы при ограниченных энергозатратах. Так, при угле атаки 20° в случае стационарной спутной струи имеет место мощный отрыв, тогда как при пульсирующей струе с прямоугольной формой импульса течение на верхней поверхности профиля остается полностью присоединенным. Подъемная сила в случае прямоугольного импульса больше, чем в случае импульса синусоидальной формы. Полученные результаты также показывают, что уменьшение коэффициента заполнения и частоты импульсов может привести к увеличению подъемной силы, но при больших энергозатратах.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 56-66 (2021) | Рубрики: 04.12 08.14