Григорьев Ю.Н., Ершов И.В. «Эволюция акустических возмущений в химически реагирующей газовой смеси CO₂/CO/O» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 903-914 (2024)

На основе полной системы уравнений акустики исследована эволюция акустических возмущений в высокотемпературной реагирующей смеси углекислого и угарного газов и кислорода CO₂/CO/O в реакции диссоциации – рекомбинации, а также в неравновесных эндотермической реакции диссоциации CO₂ и экзотермической реакции дожигания угарного газа в кислороде. Использовалась реалистичная однотемпературная модель Аррениуса химической кинетики. В качестве стационарных условий среды принимались значения термодинамических параметров на траектории гиперзвукового полета в атмосфере Марса. Для реакции диссоциации – рекомбинации с отрицательным тепловым эффектом вблизи химического равновесия в асимптотическом высокочастотном пределе показано затухание акустических возмущений. В тех же условиях на фоне неравновесной экзотермической реакции имеет место усиление, а на фоне неравновесной эндотермической реакции – затухание акустических колебаний. Ключевые слова: акустические возмущения, неравновесные химические реакции, усиление (ослабление) высокочастотных колебаний, влияние знака теплового эффекта реакции

Шевченко А.К., Яковенко С.Н. «Вибрационное возбуждение и бифуркация круглой струи при небольших числах Рейнольдса» Теплофизика и аэромеханика, № 5, с. 915-939 (2024)

Представлены результаты численного моделирования затопленной струи, истекающей из отверстия диаметром D со скоростью U, при введении механических колебаний (вибраций) сопла частотой f. Применение вибрационного возбуждения приводит к бифуркации струи при числе Рейнольдса Re≪em>DU/ν>50 в широких диапазонах амплитуды колебаний Z₀, числа Струхаля St≪em>fD/U и оказывается аналогичным акустическому воздействию. Полученные оценки характерной толщины струи и угла ее расширения α, выполненные для изучения влияния параметров Z₀, Re и St, позволяют выявить оптимальные значения числа Струхаля St_opt, при которых процесс расщепления оказывается наиболее выраженным. Подтверждены отмеченные ранее эффекты роста угла α с повышением амплитуды возбуждения и насыщения после некоторых пороговых значений амплитуды Z0. Полученные результаты также свидетельствуют о том, что при снижении Re возрастает пороговая амплитуда, выше которой происходит насыщение по α, и значительно падают максимально возможные значения α. Обнаружено влияние Re на оптимальное число Струхаля: при снижении Re от 3000 до 100 значения St_opt заметно падают. Ключевые слова: круглая струя, вибрационное возбуждение, бифуркация струи, число Струхаля, угол расширения, численные эксперименты

Булкин В.В., Васильев Г.С., Курилова-Харчук С.М., Курилов И.А. «Формирование диаграммы направленности широкополосного излучателя системы акустического зондирования» Физические основы приборостроения, 13, № 3, с. 118-127 (2024)

Предложена система частотной коррекции характеристик диаграммы направленности акустической антенной решетки. Система позволяет улучшать параметры антенны путем применения частотного разделения спектра излучаемого сигнала с последующим пространственным разделением сигналов по элементам решетки. Проводится анализ характеристик и представлены результаты моделирования системы.

Красавин Е.Э., Никитченко Ю.А. «Вариант расчета обтекания тонкой пластины с использованием модели Навье– Стокса– Фурье» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 3, с. 42-49 (2024)

Предложен метод расчета обтекания тонкой пластины бесконечного размаха, установленной параллельно потоку. Решение строится на базе модели Навье– Стокса– Фурье (НСФ) с граничными условиями скольжения пограничного слоя на твердой поверхности. Метод предполагает наличие точки торможения на передней кромке бесконечно тонкой пластины. Численное решение задачи на линии тока, проходящей вдоль оси симметрии и поверхности пластины, представлено в виде средневзвешенного от традиционного решения вдоль всей линии тока и решения на линии симметрии с учетом точки торможения. Такой подход позволяет искусственно «притормозить» поток перед передней кромкой, что позитивно сказывается на распределении параметров газа вдоль поверхности пластины. Для тестирования предложенного метода использованы экспериментальные данные гиперзвукового обтекания острого клина потоком воздуха, расчеты по модельному кинетическому уравнению многоатомных газов, а также результаты расчетов других авторов, сравнивающих решения модели НСФ с кинетическими решениями. Численные тесты показали, что предложенный метод позволяет существенно улучшить результаты расчета распределения давления и нормального напряжения по поверхности пластины. В меньшей степени это относится к распределениям температуры и плотности, хотя некоторое улучшение решений также имеет место.

Ильяшенко А.В. «Объемные волны, индуцированные сосредоточенными силовыми воздействиями» Прикладная математика и механика, 88, № 5, с. 738-744 (2024)

Анализируются объемные волны в изотропном упругом пространстве, распространяющиеся по линии действия сосредоточенной силовой особенности. Показано, что на линии действия силовой особенности помимо P-волны распространяется также S-волна. Отмечены ошибочные утверждения, обнаруженные в ряде публикаций, об отсутствии S-волн на линии действия силовой особенности. Ключевые слова: объемная волна, изотропия, силовая особенность, представление Гельмгольца, девиатор деформаций

Yuldashev P.V., Konnova E.O., Karzova M.M., Khokhlova V.A. «Three-Dimensional Wide-Angle Parabolic Equations with Propagator Separation Based on Finite Fourier Series» Акустический журнал, 70, № 5, с. pp. 783-796 (2024)

A possibility of constructing wide-angle diffraction models using Fourier series decomposition of the propagation operator of one-way wave equations is investigated. The propagation operator is considered as a function of the propagation step, reference wavenumber, and transversal Laplacian operator, which appears under the square-root of the pseudodifferential operator in the theory of one-way equations. It is shown that in this operator formalism, Fourier series decomposition approximates the one-way propagator by a weighted sum of exponential propagators, whose structure is similar to the propagator of the standard or small-angle parabolic equation. The exact propagator is modified using Hermite interpolation polynomials in order to achieve two crucial properties that guarantee fast convergence of the Fourier series: propagator periodicity and continuity of its derivatives. It is demonstrated that for three-dimensional diffraction problems, contrary to the standard split-step Pade approach, the proposed wide-angle propagation model allows for using efficient numerical methods and operator splitting procedures available for the standard parabolic equation. As a result, it is possible to organize computations separately along each of the two coordinate axes that are perpendicular to the predominant direction of wave propagation.