Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

10.01 Шумы и вибрации в воздушной среде

 

Беляев И.В., Горбовской В.С., Кажан А.В., Фараносов Г.А. «Снижение шума высокоскоростной струи двигателя сверхзвукового гражданского самолета по результатам акустических испытаний модели плоского сопла в заглушенной камере АК-2 ЦАГИ» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 47-56 (2022)

Шум струи, как ожидается, будет важным источником шума перспективного сверхзвукового гражданского самолета (СГС) на режимах взлета и набора высоты, так что разработка методов снижения шума струи СГС является необходимым условием обеспечения СГС норм по шуму на местности. В рамках исследований по снижению шума струи СГС были проведены акустические испытания маломасштабной модели плоского сопла типа “миксер-эжектор” с системой шумоглушения на режимах работы, соответствующих взлету и набору высоты, включая наличие спутного потока. Были получены спектральные характеристики и диаграммы направленности шума в дальнем поле для широкого диапазона азимутальных и полярных углов. Результаты проведенных измерений сравнивались с двумя базовыми вариантами: 1) одно круглое сопло с тем же перепадом давления и той же тягой, что и плоское сопло, 2) два одинаковых круглых сопла, с тем же перепадом давления и той же суммарной тягой, что и плоское сопло. Для эквивалентных струй, соответствующих этим двум базовым вариантам, на основе полуэмпирической методики ЦАГИ расчета шума струй был определен шум в дальнем поле. Сравнение с экспериментальными данными плоского сопла показало, что имеются диапазоны углов наблюдения и частот, где наблюдается снижение шума за счет применения плоского сопла по сравнению с эквивалентными круглыми струями, и диапазоны, где плоское сопло оказывается шумнее. Проведенный пересчет спектров на натурные масштабы и оценка шума СГС в метрике EPNL показали, что применение данного плоского сопла может приводить к интегральному эффекту снижения шума на местности по сравнению с круглыми соплами.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 47-56 (2022) | Рубрики: 08.14 10.01 10.05 14.02

 

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Величко С.А., Долотовский А.В., Шевяков В.И. «Об определении аэродинамического шума основных элементов натурного самолета с использованием многомикрофонной антенны и алгоритмов бимформинга» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 68-81 (2022)

Представлены результаты акустического летного эксперимента по локализации и ранжированию источников аэродинамического шума натурного самолета с использованием 108-микрофонной антенны. В результате проведенных исследований получены уникальные данные о пространственном положении основных источников шума натурного самолета и их частотном составе, а также проведен сравнительный анализ относительного вклада каждого из источников в суммарный шум самолета для различных режимов полета. Представленные результаты будут использованы при разработке малошумных конфигураций отечественных пассажирских самолетов для обеспечения конкурентоспособных уровней шума на местности, удовлетворяющих современным и перспективным нормам ИКАО.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 68-81 (2022) | Рубрики: 08.14 10.01 10.05 14.02

 

Беляев И.В., Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Остриков Н.Н. «Испытания маломасштабного шасси регионального самолета в заглушенной камере АК-2 цаги и сравнение с результатами летного эксперимента» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 82-89 (2022)

В связи с успехами в области снижения шума двигателя, шум планера стал одним из основных источников шума современных самолетов при заходе на посадку. Шасси является важным источником шума планера, и его снижение необходимо для дальнейшего снижения общего шума самолета и удовлетворения действующим и перспективным нормам по шуму на местности. Задача моделирования и снижения аэродинамического шума при обтекании потоком такого сложного объекта, как шасси современного самолета, состоящего из большого числа элементов разных форм и размеров, крайне сложна. В России экспериментальные исследования шума шасси можно проводить либо на маломасштабных моделях (в частности, в заглушенной камере АК-2 ЦАГИ), либо в натурном эксперименте с помощью метода локализации источников шума (так называемого бимформинга). Таким образом, представляет интерес сравнение измерений шума маломасштабных моделей шасси самолета и результатов летных испытаний, в которых с помощью метода бимформинга измеряется шум шасси. В данной работе впервые в отечественной практике проведено такое сравнение применительно к шуму шасси регионального самолета и предложен метод пересчета результатов испытаний маломасштабных моделей шасси на натурные масштабы.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 506, № 1, с. 82-89 (2022) | Рубрики: 08.14 10.01 10.05 14.02

 

Болсуновский А.Л., Брагин Н.Н., Бузоверя Н.П., Перченков Е.С., Чернышев И.Л., Скоморохов С.И. «Расчетно-экспериментальные исследования малошумного самолета с ламинарным крылом и двигателями над задней кромкой крыла» Математическое моделирование, 34, № 7, с. 5-23 (2022)

лавным направлением развития современной коммерческой авиации является не только повышение безопасности и топливной эффективности самолётов, но и снижение воздействия на окружающую среду, особенно по допустимому шуму на местности. Одной из идей является перенос силовой установки на верхнюю поверхность крыла для экранирования шума двигателя крылом. Такое решение может приводить к усугублению неблагоприятных явлений трансзвуковой интерференции между элементами планера, вынуждая снижать крейсерскую скорость до числа Маха M=0.7–0.75, вместо наиболее распространенной M=0.78–0.8. Решение проблемы интерференции на крейсерском режиме для малошумных компоновок требует усовершенствования устоявшейся методики проектирования.

Математическое моделирование, 34, № 7, с. 5-23 (2022) | Рубрики: 08.14 10.01

 

Шорстов В.А. «Возможности и ограничения применения зонного RANS-IDDES подхода к задаче расчета шума вентилятора турбовентиляторных двигателей» Математическое моделирование, 34, № 9, с. 37-53 (2022)

Выполнен анализ возможности применения разработанного автором зонного RANS-IDDES метода, включающего схему с локальным введением неявности к задаче расчета шума вентиляторов турбовентиляторных двигателей. Представлены оценки необходимой мощности сетки для использования Wall Modeled LES на 1/4 хорды лопаток ротора около их задних кромок, составившие более 600M ячеек и сделан вывод о невозможности рассмотрения течения в вихреразрешающей постановке для пограничных слоев на лопатках ротора от их передних кромок для текущих и перспективных расчетов. Расчетом подтверждены уже опубликованные представления о том, что зонный подход к вихреразрешению с явной и качественной генерацией турбулентного контента предпочтителен для таких задач. Отмечена важность качественного описания в рамках URANS областей около передних кромок лопаток ротора, особенно в окрестности радиального зазора. Предложена модификация генератора синтетической турбулентности, улучшающая качество генерации для неоднородного среднего поля скоростей. В итоге в расчете получен шум ступени вентилятора, хорошо согласующийся с экспериментом как в тональной, так и в широкополосной частях.

Математическое моделирование, 34, № 9, с. 37-53 (2022) | Рубрики: 08.14 10.01

 

Орлов О.Г., Шабанова А.В. «Оценка акустической ситуации внутриквартальных рекреационных территорий Самары и пути ее оптимизации» Экологические системы и приборы, № 9, с. 26-31 (2014)

Городские рекреационные объекты являются важнейшим ресурсом ежедневного и еженедельного циклов рекреации. Акустическая ситуация представляет собой важный компонент эколого-гигиенической характеристики рекреационного объекта наряду с уровнем химической загрязненности компонентов природной среды. В рамках программы экологической паспортизации городских рекреационных объектов г. Самары была произведена оценка акустической ситуации шести объектов – парк «Воронежские Озера», четыре объекта неорганизованной рекреации в микрорайонах. Измерения уровня шума проводились в наиболее посещаемых точках – у прудов. Показано, что уровень шума превышает допустимый в половине рассмотренных случаев. Источником шума являются близко расположенные автомагистрали (ул. Стара Загора, пр. Кирова, Московское шоссе). Предложены меры по оптимизации акустической ситуации, в частности, путем создания трехъярусной фитозащиты от шума вдоль магистралей. Ключевые слова: шум; городские рекреационные

Экологические системы и приборы, № 9, с. 26-31 (2014) | Рубрики: 10.01 10.04

 

Булкин В.В. «Акустошумовое загрязнение промышленных городов (на примере г. Мурома)» Экологические системы и приборы, № 1, с. 18-21 (2016)

Объектом исследования является уровень акустошумового загрязнения на территории г. Мурома. Работа выполнена с использованием методики системного анализа и контрольно-измерительных процедур в реальных условиях городской среды. Анализ основных автотранспортных потоков, наличие межобластных грузовых перевозок через территорию города, территориальное деление города на два крупных района с естественными ограничениями транспортной связи между ними, а также учет других особенностей городской инфраструктуры, позволили выявить зоны города с повышенным уровнем шума. На основании проведенного анализа определены участки городской территории, на которых следовало провести измерения уровня шума. Проведены измерения уровня шума в указанных точках, проведен анализ результатов измерений. Полученные данные показывают, что в указанных зонах имеет место существенное (до 28 дБ) превышение уровня шума над установленными санитарными нормами. Сделан вывод о необходимости составления шумовой карты города, для чего необходимо проведение совокупности исследовательских работ по анализу акустошумовой обстановки и прогнозированию направления распространения шума под влиянием локальных условий, включая условия метеорологические. Ключевые слова: акустический шум; автомобильный транспорт; измерение уровня шума; распространение шума; акустошумовая карта города.

Экологические системы и приборы, № 1, с. 18-21 (2016) | Рубрики: 10.01 10.04

 

Горецкая А.Г., Марголина И.Л., Мороз А.В. «Особенности шумового воздействия автотранспорта в городской среде» Экологические системы и приборы, № 6, с. 19-23 (2017)

На примере Академического района Москвы, расположенного в юго-западном округе столицы, рассмотрены основные особенности шумового загрязнения от автотранспорта, являющегося одним из главных источников техногенного шума в городской среде. Приведены и проанализированы результаты полевых исследований уровня шумового воздействия автотранспорта на проезжих улицах и магистралях обследуемого административного района. Представлены данные по уровню шума, зафиксированного на разных этапах движения автотранспорта. Измеренные уровни шума позволили выделить наиболее неблагоприятные по шумовой обстановке участки исследуемого района – зоны акустического дискомфорта. Ключевые слова: шумовое загрязнение; автомобильный транспорт; городская среда; мониторинг; движение транспортного потока

Экологические системы и приборы, № 6, с. 19-23 (2017) | Рубрики: 10.01 10.04

 

Жарких Н.В., Таровик В.И. «Основные источники подводного шума морских судов, морских нефтегазопромысловых сооружений и объектов портовой инфраструктуры» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 128-138 (2022)

Объект и цель научной работы. Статья является частью процесса подготовки проекта национального стандарта Российской Федерации (далее – Стандарт), включающего общие положения с описанием источников техногенного подводного шума морских судов, нефтегазопромысловых сооружений и объектов портовой инфраструктуры.Материалы и методы. В работе рассматриваются вопросы, касающиеся источников техногенного подводного шума от морской промышленной и транспортной деятельности на Северном морском пути и других акваториях российских морей. Информация об источниках указанного шума, в т.ч. в ледовых условиях, основывается на обобщении публикаций и материалов в СМИ, посвященных данной проблеме, а также на опыте работы сотрудников Крыловского центра.Основные результаты. Выполнена оценка основных источников техногенного подводного шума морских судов, морских нефтегазопромысловых сооружений и объектов портовой инфраструктуры. Результаты исследования предназначены для использования при подготовке проекта Стандарта, направленного на регламентацию техногенного подводного шума в акваториях российских морей.Заключение. Приведенное в статье техническое описание объектов морской техники дает возможность определить основные направления стандартизации параметров их подводной шумности.

Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 128-138 (2022) | Рубрики: 10.01 10.02

 

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Акустическое поле источника, движущегося по нормали и вдоль границы раздела сред с резким перепадом импеданса» Ученые записки физического факультета МГУ, № 2, с. 2220301 (2022)

Исследуется акустическое поле, создаваемое пульсирующим источником, движущимся в атмосфере вдоль и перпендикулярно границе раздела вода-атмосфера с дозвуковой скоростью. Выведены расчетные соотношения для амплитуды, частоты и длительности звукового импульса, регистрируемого в обеих средах в окрестности раздела. Пространственное распределение амплитуды акустического поля в атмосфере и в жидкости представлено в виде двумерного рельефа для демонстрации его особенностей и зависимости от скорости и направлении движения источника звука. Анализируется связь между характеристиками акустического излучения и средней глубиной на акватории.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 2, с. 2220301 (2022) | Рубрика: 10.01

 

Римская-Корсакова Л.К., Пятаков П.А., Шуляпов С.А. «Оценки раздражающего действия шума» Акустический журнал, 68, № 5, с. 550-561 (2022)

Шум определяют как слышимый звук, который нарушает тишину и вызывает раздражение. Такое раздражение традиционно оценивают по А-взвешенному уровню звукового давления шума, примерно соответствующему уровню воспринимаемой громкости. Однако А-взвешенная шкала неприменима для анализа тональных, импульсных и преимущественно низкочастотных шумов, поэтому были разработаны методы расчетов громкости шумов в линейных единицах – сонах, учитывающие не только слуховую чувствительность, но и свойства маскировки и слуховые временные эффекты. Существование пределов снижения уровней шумов и их информационная значимость привели к появлению других методов оценки шумового раздражения. За раздражение, помимо громкости, отвечают такие субъективные качества шума, как резкость, хриплость, сила колебаний, тональность и др. Для них определены единицы измерений и разработаны методы расчетов. С учетом таких качеств была предложена метрика краткосрочного психоакустического раздражения, справедливая для многих видов шумов. Другой способ оценки психоакустического раздражения включает в себя проведение слуховой экспертизы и построение математической модели, связывающей ранг слухового раздражения с измеренными субъективными качествами шумов. Полученная модель помогает: выявлять причины раздражения (раздражающие субъективные качества); разрабатывать планы работ, направленных на шумоподавление, на формирование приятных шумов машин и механизмов; контролировать изменения ранга раздражения в ходе реализации таких планов. В данной работе сопоставляются разные методы оценки раздражения, вызванного шумами, зарегистрированными в вагонах московского метро. Ключевые слова: субъективные качества, громкость, резкость, хриплость, психоакустическое раздражение, шумы вагонов метро.

Акустический журнал, 68, № 5, с. 550-561 (2022) | Рубрики: 10.01 10.04 13.01

 

Беляков А.С., Лавров В.С., Николаев А.В. «О подземном звуке "барантида" на Валаамском архипелаге» Геофизические исследования, 21, № 1, с. 72-88 (2020)

Зимой 2012 г. на Валаамском архипелаге в Ладожском озере впервые была инструментально зарегистрирована серия теллурических акустических микрособытий, существование которых подтверждалось многочисленными свидетельствами гостей архипелага и местных жителей, давших им интригующее название “барантида”. Микрособытия были зафиксированы в середине октября 2012 г. магнитоупругим инерциальным геофоном MIG-3V с трехкомпонентной векторной характеристикой, установленным в скальных породах на о. Никольский для работы в режиме длительного мониторинга. Идентификация сигнала основывалась на совместном использовании полученных инструментальных данных и субъективных описаний явления “барантида” его свидетелями. Были зафиксированы некоторые характерные особенности “барантиды”, в частности, определено направление на источник акустических сигналов, возникающих в глубине объемного подземного пространства, расположенного к северо-западу от точки наблюдения. Результаты инструментального исследования сопоставлены с данными, полученными авторами в 2006 г. при проведении длительного мониторинга в Кольской сверхглубокой скважине СГ-3, при котором на глубине 3050 м был прослежен сейсмоакустический процесс, сопровождающийся сигналом, схожим по форме и продолжительности с сигналами “барантиды”. Рекомендуется продолжение исследований на о. Никольский с использованием установленного на нем прибора MIG-3V, характеристики которого позволят объективно контролировать сейсмическую и скрытую акустическую активность на островах Валаамского архипелага, локализовать возможные источники акустических шумов и помогут понять природу редких явлений, подобных “барантиде”.

Геофизические исследования, 21, № 1, с. 72-88 (2020) | Рубрики: 10.01 10.02

 

Груданов В.Я., Ткачева Л.Т., Белохвостов Г.И., Бренч М.В., Пинчук А.А., Русских В.В. «Влияние процессов утилизации энергии отработавших газов поршневых двигателей внутреннего сгорания на газодинамические и акустические характеристики глушителей шума» Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 67, № 3, с. 307-317 (2022)

Представлены научные основы проектирования глушителей шума двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с утилизацией теплоты отработавших газов, обеспечивающих выпуск газовых потоков с улучшенными газодинамическими и акустическими характеристиками. Изучен термодинамический анализ процессов утилизации энергии отработавших газов. Термодинамический анализ показал, что утилизация теплоты отработавших газов приводит к повышению термического коэффициента полезного действия (КПД) цикла Отто. Выполнен также эксергетический анализ теплообменных процессов в глушителе и определены пути повышения его термодинамической эффективности. Установлено, что глушитель шума с размещенным внутри теплообменником-змеевиком с позиции второго закона термодинамики, выраженного посредством эксергетического анализа, является более совершенной термодинамической системой по сравнению с обычным глушителем. Дано математическое описание процессов утилизации в условиях внешнего теплового воздействия, при этом выявлен характер влияния теплового воздействия на изменение давления, температуры и плотности. На основе метода Л.А. Вулиса получены аналитические уравнения изменения давления, температуры и плотности. Процессы утилизации энергии отработавших газов способствуют снижению температуры газов, возрастанию плотности, уменьшению скорости потока и падению давления, то есть имеет место эффект (закон Л.А. Вулиса) теплового торможения газового потока, обусловливающего снижение уровня шума при меньшем противодавлении и увеличении КПД двигателя.

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук (Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук), 67, № 3, с. 307-317 (2022) | Рубрика: 10.01