Квашенникова А.В., Сергеева М.С., Юлдашев П.В., Есипов И.Б., Хохлова В.А. «Особенности демодуляции импульсных акустических сигналов в сильно нелинейных режимах распространения» Акустический журнал, 70, № 5, с. 651-662 (2024)

Рассмотрена одномерная нелинейная задача о параметрической генерации низкочастотного излучения в случае импульсного высокочастотного начального возбуждения, способного образовать ударные фронты в профиле волны. Развит численный алгоритм решения уравнения Бюргерса во временном представлении с использованием удароулавливающей схемы типа Годунова. Рассмотрены примеры распространения модельных частотно-модулированных сигналов с различной формой огибающей при различном соотношении нелинейных и диссипативных эффектов, ограничивающих длину взаимодействия волн накачки. Приводятся примеры эволюции профилей и спектров сигналов при самодемодуляции высокочастотного сигнала накачки, которая проявляется на меньших расстояниях при сильном проявлении нелинейных эффектов за счет дополнительного затухания энергии волны на образующихся ударных фронтах. Показано, что эффективность генерации низкочастотного излучения в ударноволновых режимах увеличивается.

Герасимов Г.В., Михеева Е.Ю., Дракон А.В., Еремин А.В. «О режимах распространения волны саморазложения ацетилена в ударно-нагретых потоках в трубах малых диаметров» Теплофизика высоких температур, 62, № 2, с. 287-296 (2024)

Получены экспериментальные данные о динамике распространения ударной волны в ацетилене и ацетиленокислородных смесях, разбавленных аргоном, в трубе квадратного сечения 27×27 мм². Показано, что энерговыделение при саморазложении ацетилена в определенных условиях может приводить к пульсирующему ускорению фронта ударной волны, однако не формирует устойчивой детонации. В то же время, в стехиометрических ацетиленокислородных смесях формируется детонационная волна, параметры которой хорошо согласуются с расчетными параметрами Чепмена–Жуге. Кинетическое моделирование процесса саморазложения ацетилена и роста конденсированных частиц указало на несовершенство существующих механизмов пиролиза ацетилена и необходимость учета дополнительных каналов полимеризации углеводородных соединений, определяемых его уникальными свойствами.

Герасимов Г.В., Михеева Е.Ю., Дракон А.В., Еремин А.В. «О режимах распространения волны саморазложения ацетилена в ударно-нагретых потоках в трубах малых диаметров» Теплофизика высоких температур, 62, № 4, с. 287-296 (2024)

Получены экспериментальные данные о динамике распространения ударной волны в ацетилене и ацетиленокислородных смесях, разбавленных аргоном, в трубе квадратного сечения 27×27 мм². Показано, что энерговыделение при саморазложении ацетилена в определенных условиях может приводить к пульсирующему ускорению фронта ударной волны, однако не формирует устойчивой детонации. В то же время, в стехиометрических ацетиленокислородных смесях формируется детонационная волна, параметры которой хорошо согласуются с расчетными параметрами Чепмена–Жуге. Кинетическое моделирование процесса саморазложения ацетилена и роста конденсированных частиц указало на несовершенство существующих механизмов пиролиза ацетилена и необходимость учета дополнительных каналов полимеризации углеводородных соединений, определяемых его уникальными свойствами.

Афанасьев Л.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семёнов Н.В., Шмакова А.В., Яцких А.А. «Экспериментальное исследование влияния слабых ударных волн на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое стреловидного крыла при числе Маха 2,5» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 19, № 4, с. 41-54 (2024)

Рассматриваются экспериментальные результаты по воздействию слабых ударных волн на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое трехмерного крыла с углом стреловидности передней кромки 45° при числе Маха 2,5. Двумерная неровность поверхности размером 150×7×0,155 мм, установленная на боковой стенке рабочей части аэродинамической трубы Т-325 ИТПМ СО РАН, создавала пару слабых ударных волн в набегающем потоке. Измерения выполнены термоанемометром постоянного сопротивления. Результаты экспериментов показывают, что слабые ударные волны оказывают влияние на ламинарно-турбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое трехмерного крыла и приводят к ранней турбулизации сдвигового течения. Наиболее сильное воздействие на переход к турбулентности в сверхзвуковом пространственном пограничном слое производит ударная волна, образованная обтеканием уступа от заднего края двумерной неровности. Вторая волна практически не влияет на положение перехода. В экспериментах также наблюдается влияние поперечного течения на стационарные вихри, вызванные взаимодействием слабых ударных волн с передней кромкой стреловидного крыла.

Сназин А.А., Шевченко В.И. «Исследование слабых ударных волн в носовой части тел с передней срывной зоной» Труды Московского авиационного института, № 4(138), с. https://trudymai.ru/published.php?ID=182664 (2024)

Проведен численный анализ обтекания цилиндрического тела с иглой сверхзвуковым потоком на основе метода моделирования крупных вихрей (Large Eddy Simulation, LES). В представленных численных и экспериментальных исследованиях получена уточнённая структура возвратного течения в зоне рециркуляции при обтекании тела с передней срывной зоной. Показано, что применение LES-метода привело к повышению согласованности результатов моделирования с экспериментальными данными во всей области течения.

Косинов А.Д., Семенов Н.В., Шмакова А.В., Яцких А.А. «Экспериментальное исследование воздействия слабых ударных волн на течение в пограничном слое стреловидной пластины при числе Маха 2» Теплофизика и аэромеханика, № 3, с. 491-497 (2024)

Проведены экспериментальные исследования воздействия пары слабых ударных волн на сверхзвуковой пограничный слой плоской стреловидной пластины с радиусом притупления передней кромки 2,5 мм при числе Маха 2. Трансверсальные термоанемометрические измерения проводились в пограничном слое при фиксированном положении датчика от поверхности модели. Получено, что при изменении угла стреловидности передней кромки от 35 до 45 градусов наблюдается снижение интенсивности воздействия слабых ударных волн на течение в пограничном слое. Установлено, что при увеличении угла стреловидности передней кромки до 50 градусов наблюдается отсутствие влияния слабых ударных волн на течение в сверхзвуковом пограничном слое стреловидной пластины.

Афанасьев Л.В., Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Семенов Н.В., Яцких А.А. «Воздействие слабых ударных волн на течение в пограничном слое стреловидной пластины при изменении угла скольжения при М=2.5» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 4, с. 13-20 (2024)

Представлены экспериментальные данные по исследованию воздействия слабых ударных волн (УВ) на течение в пограничном слое стреловидной пластины при числе Маха М=2.5. Угол стреловидности по передней кромке изменялся от 35 до 62° в процессе эксперимента. Возмущение в набегающий поток вводилось с помощью генератора слабых УВ, установленного на стенке рабочей части аэродинамической трубы. Измерения выполнены термоанемометром постоянного сопротивления в области продольных возмущений, порождаемых слабой ударной волной при взаимодействии с течением в окрестности передней кромки модели. Получено, что при изменении угла стреловидности по передней кромке от 35 до 42° наблюдается снижение интенсивности воздействия слабых УВ на течение в пограничном слое. При дальнейшем увеличении угла стреловидности передней кромки обнаружено отсутствие влияния слабых УВ на течение в сверхзвуковом пограничном слое стреловидной пластины по причине его ранней турбулизации.

Иванов А.Н., Чернявский С.Ю. «Исследование дифракции ударной волны на цилиндре» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 1, № 6, с. 131-133 (1970)

Приведена методика экспериментального исследования импульса силы (интеграла силы по времени), сообщенного цилиндру при дифракции на нем сферической ударной волны. Измерения проводились на цилиндрах диаметрами 2–16 см. и удлинением 1:7, установленных на расстоянии 5,1 м от центра взрыва. Относительный перепад давления на фронте волны составлял 0,2; 0,5; 1 при начальных давлениях воздуха в диапазоне (0,125–2,0)10⁵ Н/м². Приведены величины максимальной силы, действующей на цилиндр в процессе дифракции, соответствующего ей момента времени, импульса силы, полученного цилиндром во время дифракции, и продолжительности этого процесса.

Майкапар Г.И. «Вычисление сопротивления тела по форме головной ударной волны» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 2, № 6, с. 23-31 (1971)

На основании теорем сохранения массы и импульса, анализа порядка величин и численных результатов подтверждается справедливость формулы для вычисления волнового сопротивления полубесконечного цилиндрического тела по форме головной волны. Формула может быть использована для определения сопротивления головных частей осесимметричных и цилиндрических тел по теневым снимкам течения.

Полянский О.Ю. «Об особенностях структуры слабых ударных волн в релаксирующем газе» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 2, № 6, с. 55-61 (1971)

Дана классификация слабых ударных волн в релаксирующем газе. Приведены результаты расчета слабых ударных волн, включая волны с полной дисперсией, в среде с неравновесным возбуждением колебательных степеней свободы. Проведено сопоставление результатов, полученных на основе точной и линейной теорий (акустическое приближение).

Korunov A.O., Gusev V.A., Gorbovskoy V.S. «Rapid Estimation of the Sonic Boom Characteristics from Supersonic Passenger Aircraft in a Standard Atmosphere Based on Analytical Solutions: Cruise Mode» Акустический журнал, 70, № 4, с. pp718-732 (2024)

A method is proposed for quickly estimating the sonic boom characteristics from supersonic passenger aircraft under standard atmospheric conditions. The piecewise linear temperature profile and absence of atmospheric wind make it possible to completely reduce the problem of the geometry of sonic boom wave propagation to an algebraic form. For acoustic pressure, an analytical solution is formulated using the nonlinear geometrical acoustics approach. The dependence of the geometry of sonic boom wave propagation on the cruising flight parameters of a supersonic passenger aircraft is analyzed. Under the conditions of SBPW (Sonic Boom Prediction Workshop) 2020, the overpressure signatures on the ground from the X-59 demonstrator were calculated.

Корунов А.О., Гусев В.А., Горбовской В.С. «Быстрая оценка характеристик звукового удара от сверхзвукового пассажирского самолета в стандартной атмосфере на основе точных решений. крейсерский режим полета» Акустический журнал, 70, № 5, с. 725-739 (2024)

Предложен метод быстрой оценки характеристик звукового удара от сверхзвукового пассажирского самолета в условиях стандартной атмосферы. Кусочно-линейная зависимость профиля температуры и отсутствие атмосферного ветра позволяют полностью свести задачу о геометрии распространения волн звукового удара к алгебраическому виду. Для акустического давления сформулировано точное решение на основе подхода нелинейной геометрической акустики. Проведен анализ зависимости геометрии распространения волн звукового удара от параметров крейсерского полета сверхзвукового пассажирского самолета. В условиях третьего семинара SBPW (Sonic Boom Prediction Workshop) 2020 произведен расчет эпюр избыточного давления на земле от демонстратора X-59.

Лю Ц., Лэй Ц. «Численное исследование движения абсолютно твердого тела при воздействии ударных волн» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 6, с. 40-64 (2024)

С использованием законов аэродинамики и динамики абсолютно твердых тел предложены численные методы исследования движения твердых тел при воздействии ударных волн. Изучено влияние массы и положения центра тяжести твердого тела на его движение. Из полученных результатов следует, что движение тела одинаково при различных зависимостях положительного давления от времени и различных массах тела. Тем не менее тело небольшой массы может изменить направление вращения. Показано, что с увеличением высоты, на которой расположен центр тяжести, также может измениться направление вращения, а наличие дифракции может вызвать дальнейшее вращение тела. При движении жесткого тела на его подветренной стороне скорость понижения давления уменьшается

Черданцев А.В., Квон А.З., Гаврилов Н.В., Ерманюк Е.В. «Захват воздуха при наклонном высокоскоростном ударе мелкой твердой сферы по поверхности жидкости» Прикладная механика и техническая физика, 65, № 6, с. 113-124 (2024)

Представлены результаты исследования косого удара тяжелых твердых шариков диаметром 6 мм о невозмущенную поверхность воды с использованием метода высокоскоростной визуализации. Проведено сравнение динамики взаимодействия тела с жидкостью в случаях рикошета и погружения шарика. Установлено, что при ударах с погружением за счет столкновения краев "короны", генерируемой на границах каверны, и формирования струи, пробивающей дно каверны и увлекающей пузырьки воздуха, наблюдается интенсивный захват пузырьков воздуха в следе за телом. Изучено влияние плотности материала шариков, а также скорости и угла удара на сценарий взаимодействия шарика с жидкостью. Результаты сравнения с проведенными ранее экспериментами показывают, что уменьшение размера шарика приводит к уменьшению критического угла, а увеличение скорости удара – к его увеличению. Такое поведение не объясняется в рамках теоретических подходов, развитых ранее для случаев ударов крупных сфер, поскольку эти подходы не учитывают динамику струи жидкости, генерируемой перед телом, а также смену схемы обтекания в целом