Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

10.06 Структурная акустика и вибрации

 

Россихин А.А., Панков С.В., Дружинин Я.М., Милешин В.И. «Численный метод 3D расчета тонального шума лопаточных машин» Авиадвигатели XXI века. Москва 24–27 ноября 2015 г. Сборник тезисов докладов, с. 261-262 (2015)

В ЦИАМ разработан численный метод 3D расчета тонального шума лопаточных машин в ближнем и дальнем поле. Метод базируется на прямом численном решении трехмерных уравнений Эйлера для возмущений, как линейных, так и нелинейных, поверх стационарного неоднородного трехмерного вязкого поля течения с помощью разностных схем вычислительной акустики. Он позволяет проводить как расчет генерации шума, при взаимодействии венцов, так и расчет распространения излучения по каналам лопаточной машины. Для расчета акустических характеристик лопаточной машины в дальнем поле применяется методика, основанная на уравнении Фокс Вильямса–Хоукингса. Метод реализован в программном комплексе ЦИАМ 3DAS. Дискретизация уравнений по пространству в рамках используемого метода построена на основе метода конечных объемов и с использованием обобщенной на метод конечных объемов аэроакустической DRP (Dispersion Relation Preserving Scheme) схемы четвертого порядка. Для дискретизации уравнений по времени применяется явная оптимизированная 4х шаговая схема Рунге–Кутта (LDDRK – Low Dissipation and Dispersion Runge-Kutta Schemes) второго порядка или 6ти шаговая схема Рунге-Кутта четвертого порядка. Программный комплекс допускает проведение нестационарного расчета, как во временной, так и в частотной области. Во втором случае решение ищется в виде конечного набора полей гармоник некоторой базовой частоты, достаточного для описания эволюции течения во времени. При этом нестационарная задача сводится к стационарной задаче для набора коэффициентов Фурье. Для целого ряда задач, метод расчета в частотной области обеспечивает более быструю сходимость решения. В настоящее время в программном комплексе расчет в частотной области можно проводить с использованием как линейных, так и нелинейных уравнений Эйлера для возмущений. Метод расчета ротор-статор взаимодействия, используемый в программном комплексе, основан на решении трехмерной системы уравнений Эйлера для возмущений в системе отсчета связанной с лопаточными венцами. На первом этапе расчета, с использованием полных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и интерфейсов между венцами типа – mixing plain?, проводится расчет среднего стационарного поля течения внутри турбомашины. Полученные результаты используются как исходные данные для нестационарного расчета взаимодействия на основе невязких уравнений для возмущений. Взаимодействие между венцами в рамках данного расчета осуществляется с помощью интерфейса скользящих сеток . Результаты, полученные при расчете взаимодействия, используются в программном комплексе как исходные данные для задачи расчета распространения шума через входное и выходное устройства лопаточной машины. При этом, если входные или выходные устройства осесимметричны, а амплитуда возмущений мала, решение может быть разложено по гармоникам азимутального угла, и расчет может быть проведен отдельно для каждой гармоники на двумерной расчетной области, которая соответствует продольному сечению изначальной трехмерной геометрии (квазитрехмерный подход). Переход от трехмерной задачи к набору двухмерных позволяет, когда он возможен, существенно ускорить расчет. Программный комплекс ЦИАМ 3DAS может применяться для расчета тонального шума лопаточных машин разных типов, в том числе однорядных вентиляторов, закапотированных биротативных вентиляторов, турбин низкого давления и открытых биротативных винтовентиляторов. В данной работе представлен ряд тестовых примеров, показывающих, что различные методы расчета, которые могут использоваться в программном комплексе, дают согласующиеся друг с другом результаты. Кроме того приведены примеры трехмерных расчетов тонального шума для реально существующих лопаточных машин.

Авиадвигатели XXI века. Москва 24–27 ноября 2015 г. Сборник тезисов докладов, с. 261-262 (2015) | Рубрики: 10.01 10.06

 

Геворгян Н.Г., Егорова Э.С. «Снижение вибрации и структурного шума большого морозильного рыболовного траулера на стадии эксплуатации» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 246-252 (2021)

Описаны конструктивные мероприятия по улучшению виброизоляции (ВИ). Мероприятиями могут быть изменения как толщины фундамента, так и состава, а также параметров конструкции. По результатам сдаточных испытаний фиксируется превышение шума и вибрации. Источники и пути распространения неизвестны, посему проблема разработка мероприятий по снижению ВИ актуальна. Вибрация судна разделена на общую и местную. Для снижения общей вибрации, требуется существенное изменение общей конструкции судна или движителей. Следовательно, в статье рассматриваются конструктивные мероприятия по снижению местной вибрации. На примере конкретных результатов измерения вибрации рыболовецкого судна, оценены эффективность и изменение толщины перекрытий судового набора и изменение слоёв чистого пола блока кают.

Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 246-252 (2021) | Рубрики: 10.01 10.06

 

Иванова А.В., Кочкин А.А. «Исследование звукоизоляции двойных ограждающих конструкций из слоистых элементов» Устойчивое развитие региона: архитектура, строительство, транспорт: материалы VII-й международной научно-практической конференции Института архитектуры, строительства и транспорта, с. 202-205 (2020)

В современном строительстве одной из важнейших задач является разработка ограждающих конструкций с повышенными звукоизоляционными характеристиками, которые обеспечат необходимую защиту от шума в помещениях жилых и общественных зданий. В большинстве случаев увеличение звукоизолирующей способности ограждающих конструкций приводит к увеличению массы и толщины ограждения. Решением данной проблемы стало применение легких ограждений из слоистых элементов. Примером данных ограждающих конструкций являются каркасные перегородки. Одним из способов повышения звукоизоляции легких ограждений является использование слоистых элементов с вибропоглощением, которые в сравнении с однослойными ограждениями или листами, соединенными «насухо» равной поверхностной плотности имеют повышенную звукоизоляцию за счет высокого коэффициента потерь и смещения граничной частоты волнового совпадения в область высоких частот. Установлено, что с ростом величины зазора звукоизоляция двойных ограждающих конструкций из слоистых элементов возрастает, при этом наибольший ее рост наблюдается при начальном увеличении зазора, а при дальнейшем увеличении зазора рост звукоизоляции замедляется.

Устойчивое развитие региона: архитектура, строительство, транспорт: материалы VII-й международной научно-практической конференции Института архитектуры, строительства и транспорта, с. 202-205 (2020) | Рубрики: 10.06 10.08

 

Монич Д.В. «Звукоизоляция многослойных легких ограждающих конструкций зданий» Устойчивое развитие региона: архитектура, строительство, транспорт: материалы VII-й международной научно-практической конференции Института архитектуры, строительства и транспорта, с. 232-239 (2020)

Ограждающие конструкции формируют объемно-планировочную структуру зданий и являются важнейшими конструктивными элементами. Наружные ограждающие конструкции можно назвать «внешней оболочкой здания», а внутренние ограждающие конструкции – «оболочками помещений». Данные «оболочки» должны защищать людей, находящихся в помещениях зданий, от неблагоприятных факторов окружающей среды, в том числе, от повышенных уровней шума. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы: При разработке конструктивных решений звукоизолирующих ограждающих конструкций зданий необходимо учитывать комплекс основных и специальных требований, установленных Федеральным законом «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также комплекс требований по рациональности конструктивных решений (уменьшение нагрузок на несущие конструкции зданий и уменьшение площади, занимаемой ограждающими конструкциями); При разработке конструктивных решений многослойных легких ограждающих конструкций необходимо снижать резонансное прохождение звука путем подбора рационального отношения поверхностной плотности к приведенной жесткости ограждения: a, для каркасно-обшивных перегородок это возможно за счет применения рациональной формы поперечного сечения стоечных профилей каркаса; b, для сэндвич-панелейэто возможно путем применения пазогребневого соединения среднего слоя , что позволяет полностью исключить сопротивление изгибу и сопротивление сдвигу в среднем слое сэндвич-панели.

Устойчивое развитие региона: архитектура, строительство, транспорт: материалы VII-й международной научно-практической конференции Института архитектуры, строительства и транспорта, с. 232-239 (2020) | Рубрики: 10.06 10.08

 

Вин К.К., Темнов А.Н. «Об устойчивости нелинейных колебаний двухслойной жидкости в подвижном баке» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 97-100 (2019)

Исследованы нелинейные колебания двухслойной жидкости полностью заполняющей ограниченный объём. Приведена постановка задачи о нелинейных колебаниях двухслойной жидкости в баках произвольной формы, и определены гидродинамические коэффициенты дифференциальных уравнений движения. В результате построены области неустойчивости вынужденных колебаний двухслойной жидкости в цилиндрическом баке, а также области параметрического резонанса для различных соотношений плотностей жидкостей.

10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 97-100 (2019) | Рубрики: 04.01 05.14 10.06

 

Пожалостин А.А., Гончаров Д.А. «Об одном способе определения логарифмического декремента колебаний жидкости в цилиндрическом баке с упругим плоским днищем» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 260-262 (2019)

10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 260-262 (2019) | Рубрики: 04.01 04.15 10.06

 

Темнов А.Н. «Малые колебания идеальной неоднородной самогравитирующей жидкости» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 2, с. 25-26 (2002)

Рассмотрена задача о малых движениях несжимаемой самогравитирующей неоднородной жидкости, полностью заполняющей произвольную полость неподвижного твердого тела. Доказаны теоремы о существовании малых движений, о неустойчивости равновесного состояния, а также доказано, что множество собственных частот волновых движений неоднородной несжимаемой самогравитирующей жидкости содержит предельный спектр.

Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 2, с. 25-26 (2002) | Рубрики: 04.01 05.14 10.06

 

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Сейсмические колебания, возбуждаемые движущимся железнодорожным составом» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 163-172 (2021)

Представлен теоретический анализ сейсмических колебаний, возбуждаемых движущимся железнодорожным экспрессом. Исследуется возможность использования сейсмических колебаний техногенной природы, создаваемых самим транспортным средством и регистрируемых аппаратурой, применяемой при сейсморазведке недр, для обнаружения и локализации участков геосреды под путями и в окрестностях, подверженных карстовым явлениям, где риски аварийности повышены. Указаны основные физические механизмы возбуждения сейсмических волн, бегущих вдоль свободной поверхности и уходящих вглубь земной толщи. Выполнен расчёт спектра поверхностной рэлеевской волны, преобладающей в сейсмическом отклике вблизи магистрали. Анализируются амплитудно-частотные характеристики и их зависимости от дистанции до пункта регистрации. Графики спектра сейсмических волн, демонстрируемые в виде рельефа на плоскости частота–дистанция, представлены при нескольких значениях скорости движения и параметров верхнего слоя осадочной толщи. Результаты могут найти применение при разработке алгоритмов мониторинга среды и удалённого контроля возникновения карстовых провалов под ж.-д. путями.

Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 163-172 (2021) | Рубрики: 04.05 10.01 10.06

 

Черняк В.В., Куклин Д.А., Буторина М.В., Васильев А.П. «Совместное применение расчетного и измерительного методов оценки шума железнодорожного транспорта для разработки шумозащитных мероприятий» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 184-190 (2021)

Рассматривается совместное применение расчетного и измерительного методов оценки шума от железнодорожного транспорта, воздействующего на селитебные территории. Карты шума, полученные путем расчета распространения шума на местности, являются наиболее эффективным инструментом для оценки шума на селитебной территории от потоков железнодорожного транспорта. Для получения достоверных результатов при применении карт шума, одним из наиболее важных этапов разработки является калибровка карты путем оценки сходимости расчетных значений шума в контрольных точках с результатами натурных инструментальных измерений. Данный подход применен для оценки акустической ситуации на селитебной территории поселка Петро-Славянка и последующей разработки комплекса шумозащитных мероприятий.

Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 184-190 (2021) | Рубрики: 04.05 10.01 10.06

 

Прокофьева П.Е., Канев Н.Г. «Оценка неопределенности прогноза вибрации железнодорожного транспорта в проектируемых зданиях» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 225-231 (2021)

Рассмотрена проблема возникновения неопределенности измерений вибрации от железнодорожного транспорта и ее влияние на дальнейший прогноз вибрационной обстановки в сооружениях, расположенных в непосредственной близости от железнодорожных путей. Приведены результаты натурных измерений нормируемого параметра – виброскорости, на основе которых был проведен анализ типов проходящих поездов, а также составлен график интенсивности проездов. Выявлено, что проезды имеют значительный разброс, который описывается количественно в виде неопределенности измерений исходных данных, значения которой в общем случае расходятся с прогнозируемыми. Показано, что для достоверного прогноза вибрации в зданиях необходимо принимать во внимание существующие методики оценки неопределенности прогноза вибрации и коэффициенты передачи, которые на данный момент нормативно не предусмотрены. Полученные данные могут быть полезны для усовершенствования нормативной базы в области виброзащиты.

Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 225-231 (2021) | Рубрики: 04.05 10.01 10.05 10.06

 

Каплунов С.М., Вальес Н.Г., Топоров Д.В. «Динамический анализ и постановка решения комплексной задачи повышения долговечности конструктивных элементов в турбулентном потоке среды» Вестник научно-технического развития, № 3, http://www.vntr.ru/nomera/2021-162/ (2021)

При проектировании конструкций современных гидроупругих систем в энергетическом машиностроении, а именно теплообменных аппаратов различного назначения, для предотвращения интенсивной вибрации отдельных элементов должна целенаправленно проводиться эффективная частотная отстройка. Для этого необходимо в соответствии с заданными требованиями по ресурсу обеспечить обоснованно определенные соотношения различных значений собственных частот колебаний элементов конструкции и характерных ближайших частот возбуждения в потоке. Оптимальный выбор значений коэффициентов частотной отстройки реализуется с учетом характерных известных факторов гидроупругих систем, таких как эффекты присоединенных масс и существенного влияния демпфирования на интенсивность колебаний конструкции в потоке жидкости. В статье приводится описание и общий план решения поставленной комплексной задачи на основании известных в данном направлении результатов численных и экспериментальных исследований. Ключевые слова: отрывное течение, трубный пучок, вихревой отрыв, резонанс, вибрации, коэффициент частотной отстройки, численные методы, метод дискретных вихрей.

Вестник научно-технического развития, № 3, http://www.vntr.ru/nomera/2021-162/ (2021) | Рубрики: 04.09 10.06