Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

10.07 Поглотители слабых и интенсивных акустических волн

 

Kazakov L.I. «On A Sound-Absorbing Coating in the form of a Layer of a Viscous Liquid with Bubbles» Acoustical Physics, 70, № 1, с. 39-50 (2024)

The study considers the possibility of creating a broadband sound-absorbing coating for hydroacoustic measuring tanks and chambers with inertial or soundproof walls, consisting of a layer of viscous liquid with gas bubbles. The coatings are calculated using the well-known theory of sound propagation in a liquid medium with bubbles, as well as the Kramers–Kronig integral dispersion equations. It is shown that the volumetric size distribution function of bubbles should be constant over the entire range of their sizes. A viscous liquid is designed to increase bubble damping to a value on the order of unity that is optimal for coatings by adding viscous losses in the surrounding liquid to small thermal losses. Low-frequency compensating resonators are used in coatings for soundproof walls. Several examples of calculating the acoustic characteristics of coatings are given.

Acoustical Physics, 70, № 1, с. 39-50 (2024) | Рубрики: 06.01 10.07

 

Крашенинников С.Ю., Маслов В.П., Миронов А.К., Мышенков Е.В. «Анализ возможности снижения шума струи перспективного СПС при помощи систем типа миксер–эжектор» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1042-1049 (2023)

Проведен анализ известных данных по снижению шума выхлопной струи сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС) при помощи систем типа миксер-эжектор. Проведены дополнительные экспериментально-расчетные исследования зависимости акустических, расходных и тяговых характеристик осесимметричного миксера-эжектора от скорости истечения струи. Акустические испытания проводились как в статических условиях, так и при наличии внешнего обтекания. Для определения тяговых и расходных характеристик сопел проведено математическое моделирование. Результаты работы показывают, что эффективность шумоглушащего устройства возрастает при увеличении скорости струи на срезе сопла и падает при наличии внешнего потока. Наилучше результаты по акустической эффективности в исследованной конфигурации были получены при скорости истечения струи порядка 370 м/с и оказались на уровне 2 дБ/1% потерь тяги в статических условиях и порядка 1 дБ/1% при наличии внешнего обтекания.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1042-1049 (2023) | Рубрики: 08.14 10.07 10.08

 

Замтфорт Б.С. «Влияние степени двухконтурности и тяги на выбор настройки звукопоглощающих конструкций» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1050-1052 (2023)

Оптимальную настройку звукопоглощающих конструкций (ЗПК) необходимо рассчитывать в дальнем звуковом поле. Под оптимальной понимается настройка, позволяющая получить максимальное снижение уровней шума по сумме в трех контрольных точках (КТ). Расчет амплитудно-частотных характеристик ЗПК проводится на основе экспериментальных или расчетных матриц уровней звукового давления двигателя. Поясним физический смысл влияния степени двухконтурности (m) и/или тяги двигателя (P). С увеличением одного из этих параметров при газодинамическом подобии двигателей растет и диаметр вентилятора и при сохранении его окружной скорости снижается частота вращения ротора и частоты следования лопаток вентилятора сдвигаются в более низкочастотную область; переход от 3–4-двигательных самолетов к 2-двигательным самолетам тоже влечет за собой рост величины тяги. Анализ результатов расчетов показал: 1) для двигателей с небольшой m≈5, что суммарное снижение уровня шума в трех КТ остается практически постоянным при настройке ЗПК с максимумом поглощения в диапазоне частот от 1,6 до 3,15 кГц; это допускает значительную вариацию локальных параметров ЗПК без снижения итоговой их эффективности; 2) для двигателей с m=10 при использовании двухмодальных ЗПК максимальное снижение уровня шума в трех КТ получается при их настройке на частоты со разницей в 2/3 октавы, а не в октаву, как традиционно принято; выигрыш от такой настройки может достигать 1 EPN дБ.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1050-1052 (2023) | Рубрики: 08.14 10.07 10.08

 

Башкатов В.В., Остриков Н.Н. «Исследование влияния нелинейного режима работы двуслойных сотовых ЗПК на процесс распространения звука в каналах» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1065-1071 (2023)

Целью данной работы являлось применение асимптотического решения задачи о распространении звуковых мод в цилиндрическом канале с однородным потоком и плавно неоднородным импедансом стенок к построению решения нелинейной задачи о распространении звука в канале с учетом нелинейного режима работы двухслойных сотовых ЗПК. С помощью указанного асимптотического решения была построена итерационная процедура для получения акустического поля с использованием полуэмпирической модели двуслойной сотовой ЗПК. Проведенные параметрические исследования показали, что сформулированная итерационная процедура сходится в рамках границ применимости полученного аналитического решения, а при тех параметрах, при которых проводились расчеты, нелинейный эффект работы ЗПК приводит к увеличению затухания акустических возмущений по сравнению с линейным решением аналогичной задачи.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1065-1071 (2023) | Рубрики: 08.14 10.07 10.08

 

Остриков Н.Н., Ипатов М.С., Лаврухина М.П., Денисов С.Л., Яковец М.А. «Смешанные сотовые ЗПК авиадвигателя как средство обеспечения оптимальных значений импеданса в широком диапазоне частот» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1072-1078 (2023)

Работа посвящена проблеме выбора геометрических параметров двухслойных сотовых звукопоглощающих конструкций (ЗПК), при которых в широком диапазоне частот достигаются оптимальные значения импеданса, предварительно вычисляемые для каналов авиадвигателя на основе максимального снижения шума самолета на местности и характеризуемые слабой зависимостью мнимой части импеданса от частоты. Показано, что использование двухслойных сотовых ЗПК смешанного типа позволяет с достаточной точностью решить указанную проблему в диапазоне частот шириной 1.5–2 кГц. Это фактически классические двухслойные ЗПК, у которых проценты перфорации панелей и размеры шестигранных ячеек сотовых блоков в обоих слоях подбираются таким образом, что в ячейку первого слоя не всегда попадает отверстие второго слоя, и в итоге на единице площади лицевой панели ЗПК реализуется одновременно двухслойные и однослойные конструкции, т.е. имеет место смесь, причем управление процентом двухслойных «ячеек» на единице площади осуществляется за счет варьирования стороны шестигранника сотового заполнителя. Показано, что существующие полуэмпирические зависимости импеданса ЗПК от геометрических параметров, уровня звукового давления и скорости скользящего потока позволяют в целом качественно предсказать экспериментальные данные для смешанных ЗПК, однако точность количественного предсказания недостаточно велика, и основная проблема состоит в зависимости импеданса от скорости потока.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1072-1078 (2023) | Рубрики: 08.14 10.07 10.08 10.09

 

Комкин А.И., Быков А.И., Крылова А.С. «Диссипативный глушитель шума. Расчет и оптимизация» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1133-1137 (2023)

Рассмотрена методика подбора конфигурации диссипативных глушителей с требуемой акустической эффективностью при ограничениях, налагаемых на их габаритные размеры. Особенность рассматриваемого подхода состоит в использовании интегрального показателя акустической эффективности и глушителя прототипа с безразмерными параметрами. Исследования проводились с помощью численных расчетов с использованием метода конечных элементов. В конечно-элементной модели диссипативного глушителя использовались акустические характеристики волокнистого звукопоглощающего материала, полученные на основе экспериментальных исследований.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1133-1137 (2023) | Рубрики: 10.01 10.07 14.02 14.04

 

Паймушин В.Н., Газизуллин Р.К. «Сравнение двух постановок задач акустического воздействия на пластину со свободным демпфирующим покрытием» Материалы XXII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС 2021). Алушта, 04–13 сентября 2021 г., с. 265-267 (2021)

Материалы XXII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС 2021). Алушта, 04–13 сентября 2021 г., с. 265-267 (2021) | Рубрики: 10.07 10.08

 

Паймушин В.Н., Фирсов В.А., Шишкин В.М. «Комплексные частоты свободных колебаний прямоугольной пластины с интегральным демпфирующим покрытием» Материалы XXII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС 2021). Алушта, 04–13 сентября 2021 г., с. 267-269 (2021)

Материалы XXII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС 2021). Алушта, 04–13 сентября 2021 г., с. 267-269 (2021) | Рубрики: 10.07 10.08

 

Асфандияров Ш.А., Томилина Т.М. «Широкополосный резонансный звукопоглотитель на основе четвертьволновых резонаторов» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 996 (2023)

Поглотители звука различных типов широко применяются в промышленности, на транспорте, в строительстве и архитектуре и т.п. Особое место среди них занимают так называемые резонансные поглотители. В отличие от традиционных поглотителей, изготовленных из звукопоглощающих материалов и эффективных в широких полосах высоких частот, резонансные поглотители представляют собой структуры (резонаторы Гельмгольца, четвертьволновые резонаторы в трубках и т.д.), обладающие высокой эффективностью в узких полосах низких частот. В последнее время в связи с появлением акустических метаматериалов и развитием аддитивных технологий возрос интерес к созданию компактных высокоэффективных низкочастотных резонансных звукопоглотителей нового типа из метаматериалов, изготовленных на 3D-принтерах. Возможности аддитивных технологий могут позволить расширить диапазон эффективности резонансных звукопоглотителей. Представлен компактный резонансный звукопоглотитель, изготовленный на основе четвертьволновых резонаторов – трубочек разной длины, эффективный в широком диапазоне частот (200–1200 Гц). Проведен расчёт эффективности поглощения такого звукопоглотителя с помощью метода конечных элементов. С помощью аддитивных технологий изготовлен опытный образец, эффективность поглощения которого измерена в импедансной трубе. Теоретически и экспериментально показана эффективность поглотителя в диапазоне частот 200–1200 Гц.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 996 (2023) | Рубрика: 10.07

 

Карпов И.А., Гребенников А.С. «Применение ARMA-моделирования для оценки эффективности поглощения акустических метаматериалов резонансного типа» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 997 (2023)

В настоящее время все чаще стали применять так называемые параметрические методы спектрального оценивания, основанные на моделях авторегрессии и скользящего среднего (АРСС- или ARMA-модели). Параметрические модели дают возможность существенно повысить точность и разрешимость оценок спектральной плотности мощности с уменьшением вычислительных затрат. Один из таких методов был разработан и опробован экспериментально на простой структуре с одной степенью свободы (Известия РАН. Серия физическая. 2021. Т. 85. №6. С. 889-894). В данной работе метод усовершенствован и применен для экспериментального определения потерь более сложных структур – поглотителей из акустических метаматериалов на специализированном акустическом стенде ИМАШ РАН. Приведены результаты эксперимента, проведено сравнение с другими методами.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 997 (2023) | Рубрика: 10.07

 

Кузьменко П.А., Крылов А.В., Волкова М.В. «О возможности подбора унифицированного материала для средств акустической защиты» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1109-1114 (2023)

Представлен анализ различных типов эластомерных материалов и технологий их переработки. На его основе с учетом предъявляемых в кораблестроении требований подобран наиболее подходящий и технологичный состав эластомера. По результатам исследований эффективности опытных образцов акустических покрытий выполнена оценка возможности применения указанного состава как унифицированного и предложены способы его применения в конструкциях акустических покрытий.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 1109-1114 (2023) | Рубрики: 10.07 10.08

 

Писарев П.В., Ахунзянова К.А. «Исследование акустической эффективности ячеек звукопоглощающих конструкций конической формы с проницаемыми поверхностями» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 4(75), с. 44-54 (2023)

Актуальность исследования обусловлена ужесточением норм Международной организации гражданской авиации по шуму самолетов на местности. С 2018 г. для среднемагистральных самолетов весом до 55 т требования по уровню шума становятся жестче на 7 EPN дБ, и этим нормам не соответствует большинство зарубежных и ни один эксплуатируемый ныне самолет российского производства. В связи с этим под угрозу ставится конкурентоспособность отечественной гражданской авиации на мировом рынке. Для решения проблемы требуется серьезная интенсификация усилий в разработке подходов и систем снижения авиационного шума. Одним из наиболее эффективных способов снижения шума авиационных двигательных установок является включение в ее состав звукопоглощающих конструкций. Как правило, звукопоглощающие конструкции представляют собой совокупность резонаторов Гельмгольца, выполненных в виде сотовой конструкции. Такие звукопоглощающие конструкции традиционно устанавливают 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. В настоящей работе представлены результаты исследования акустической эффективности широкополосных звукопоглощающих конструкций, оснащенных проницаемыми поверхностями. Для проведения экспериментальных исследований разработаны и изготовлены эталонные образцы ячеек звукопоглощающих конструкций, на основе взаимно перевёрнутых конусов. Лабораторные испытания проводились на интерферометре с нормальным падением звуковой волны. По результатам экспериментальных исследований выявлено, что проницаемые поверхности в совокупности со звукопоглощающей конструкцией на основе взаимно перевернутых конусов позволяют повысить широкополосность и акустическую эффективность конструкции. Ключевые слова: звукопоглощающая конструкция, ячейка Гельмгольца, резонансная частота, звукопоглощение, акустическая эффективность.

Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника, № 4(75), с. 44-54 (2023) | Рубрики: 10.07 10.08 08.14