Кириллова И.В. «Асимптотическая теория нестационарных упругих волн в оболочках вращения при ударных торцевых воздействиях изгибающего типа» Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика, 25, № 1, с. 80-90 (2025)

Работа посвящена завершению построения асимптотической схемы расчленения нестационарного напряжённо-деформированного состояния тонкостенных оболочек вращения при ударных торцевых нагрузках изгибающего типа на составляющие с различными показателями изменяемости по пространственным координатам и динамичности по времени. Используются разработанные ранее асимптотически приближённые уравнения таких составляющих, как изгибная составляющая по теории Кирхгофа–Лява, высокочастотная антисимметричная коротковолновая составляющая и антисимметричный гиперболический погранслой в окрестности фронта волны расширения. Доказана полнота описания нестационарных волн с помощью указанных компонент. Для этого выделены в фазовой плоскости области согласования соседних составляющих. Найдены асимптотические оценки границ этих областей согласования и доказано совпадение там асимптотик разрешающих уравнений.

Бобров М.С., Хребтов М.Ю. «Исследование низкочастотных колебаний в условиях неоднородной тепловой конвекции» Теплофизика и аэромеханика, № 4, с. 617-634 (2025)

Представлены результаты исследования влияния горизонтального градиента температуры поверхности на динамику теплового конвективного потока с помощью прямого численного моделирования (DNS). Проведена серия расчетов при умеренных числах Рэлея (10⁵–10⁸). Расчетная область имела прямоугольную форму с двумя горизонтальными стенками с заданной разницей средних температур между ними, приводящей к формированию свободно-конвективного течения. Температура на нижней стенке имела неоднородное распределение вдоль одной из горизонтальных осей. Образующиеся за счет вертикального градиента плотности конвективные ячейки находились под воздействием слабого горизонтального градиента температуры, что приводило к их деформации и переносу к центральной оси расчетной области. В результате наблюдались интенсивные когерентные горизонтальные колебания положения центрального восходящего потока на низкой частоте. Эта частота слабо зависела от числа Рэлея, а амплитуда колебаний росла с его увеличением. Данный эффект возникновения низкочастотных колебаний не проявляется в двумерном моделировании и возникает в результате взаимодействия соседних трехмерных конвективных ячеек, попадающих в центральный восходящий поток. Авторами предложена асимптотическая оценка для периода этих колебаний. Показано, что колебания не исчезают с ростом числа Рэлея, что дает основание ожидать их влияния на тепломассоперенос в природных течениях.

Бычков О.П., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. «Параметрическое исследование характеристик шума нагретых дозвуковых струй» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 52 (2025)

Для предварительных оценок шума на местности создаваемых или модернизируемых самолетов необходимо иметь представление обо всех его значимых источниках. Для самолетов с реактивными двигателями одним из таких источников является турбулентная струя, истекающая из сопла двигателя. Струи реальных двигателей являются нагретыми, и этот фактор необходимо учитывать при моделировании. Известно, что нагрев струи увеличивает ее шум при фиксированном перепаде давления не только за счет увеличения скорости истечения, но и за счет появления дополнительного источника шума, связанного с колебаниями плотности газа. Возможность экспериментального исследования этих эффектов появилась благодаря модернизации заглушенной камеры АК-2 ЦАГИ, где была впервые продемонстрирована дипольная структура источника шума для низкоскоростных струй. В работе представлены результаты измерений акустических характеристик нагретых струй и их анализ в широком диапазоне дозвуковых скоростей истечения (акустическое число Маха 0.4≤M_a≤0.7) и температур нагрева (температура

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Беляев И.В., Wang Yong, Zhao Kun «Экспериментальное исследование шума обтекания тематической модели крыла сверхзвукового гражданского самолета на режиме посадки» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 54 (2025)

Шум обтекания элементов конструкции планера является одним из основных источников шума современных дозвуковых самолетов на режиме посадки. Для сверхзвуковых гражданских самолетов (СГС) экспериментальные исследования шума планера в контролируемых условиях практически не проводились, поэтому количественная оценка вклада шума планера СГС в общий шум СГС на режиме посадки является затруднительной. В работе впервые были выполнены экспериментальные исследования шума обтекания тематической модели механизированного крыла СГС, проведенные в маломасштабных испытаниях в заглушенной камере АК-2 ЦАГИ и в крупномасштабных испытаниях в FL-17 CARDC. В качестве тематической модели использовалось крыло C608 NASA с различными отклонениями закрылков. Получены параметрические зависимости уровня шума и диаграммы направленности шума обтекания крыла СГС от различных скоростей потока и углов отклонения закрылков. Данные результаты позволят уточнить существующие полуэмпирические модели шума обтекания крыла, развить новые модели шума обтекания крыла СГС и уточнить оценки вклада шума обтекания крыла в шум на местности разрабатываемых перспективных СГС. Ключевые слова: шум обтекания, шум крыла, сверхзвуковой гражданский самолет

Фараносов Г.А. «Особенности ближнего звукового поля винта» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 54 (2025)

Воздушный винт является мощным источником тонального шума, который необходимо учитывать при оценке шума на местности различных летательных аппаратов. Характеристики тонального шума весьма чувствительны к концевому числу Маха, числу и геометрии лопастей. В работе на примере простой модели рассматриваются физические аспекты некоторых свойств тонального шума винтов, а также возможные механизмы шума взаимодействия винтов и элементов конструкции планера. Ключевые слова: шум винта, вращающийся источник, волны Маха

Акиньшин Р.В., Фараносов Г.А., Титарев В.А. «Численное исследование задачи о вращении ненагруженного винта в набегающем потоке с образованием импульсного шума» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 54-55 (2025)

Исследуется задача о вращении двухлопастного винта с нулевым углом установки лопастей в набегающем потоке. Геометрия лопастей создана на базе профиля BHT-540. Исследование проводится на основе численного решения уравнений Эйлера с помощью собственного пакета программ Акустического отделения ЦАГИ. Характерным моментом для такой задачи является образование трансзвукового течения на наступающей лопасти, что приводит к образованию импульсного шума. Основной целью работы является исследование аэроакустических характеристик импульсного шума в зависимости от параметров задачи. Ключевые слова: импульсный шум, трансзвуковое течение, численное решение

Юдин М.А., Копьев В.Ф., Фараносов Г.А., Чернышев С.А. «Сравнение различных подходов к моделированию распространения ударных волн вдоль канала воздухозаборника» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 55 (2025)

Одним из источников шума современного двигателя является вентилятор, который оказывается особенно заметным при высоких скоростях вращения, когда реализуется сверхзвуковое обтекание концов лопаток и появляется система ударных волн, распространяющаяся вверх по потоку до выхода из канала двигателя. Настоящая работа посвящена исследованию процесса распространения этой системы ударных волн. В настоящий момент существует несколько способов моделирования распространения ударных волн по каналу воздухозаборника. Настоящая работа посвящена сравнению двух основных подходов: моделирования во временной области и моделирования в частотной области. Ключевые слова: шум вентилятора, ударные волны, распространение, моделирование

Башкатов В.В., Денисов С.Л., Остриков Н.Н. «О влиянии эффекта экранирования на результат настройки ЗПК в воздухозаборнике двигателя» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 55 (2025)

Для снижения шума вентилятора современного турбореактивного двухконтурного двигателя его каналы облицовывают звукопоглощающими конструкциями (ЗПК), параметры которых оптимизируют на максимальное снижение шума самолета на местности. Однако установка двигателя над поверхностью крыла может существенно изменить диаграмму направленности излучения в дальнем поле в силу наличия эффекта экранирования звука. Действительно, при отсутствии эффекта экранирования наиболее интенсивное излучение тональных компонент шума вентилятора двигателя из канала воздухозаборника реализуется в диапазоне углов наблюдения от 50 до 70 градусов. Поэтому параметры ЗПК в воздухозаборнике настраиваются на максимальное снижение амплитуд звуковых мод, излучаемых в дальнее поле в этом диапазоне углов наблюдения. В случае установки двигателя над крылом звук, излучаемый из воздухозаборника в этом диапазоне углов, может значительно экранироваться, а в дальнем поле начинают доминировать звуковые моды, излучаемые под малыми углами наблюдения. Поэтому с целью достижения наибольшего снижения шума самолета в дальнем поле необходимо перенастроить параметры ЗПК на снижение интенсивных звуковых мод, излучаемых под малыми углами наблюдения. В работе представлены результаты решения задачи оптимизации импеданса ЗПК в канале модельного воздухозаборника при наличии и отсутствии эффекта экранирования модельным прямоугольным крылом, выполненного с помощью ранее развитого метода, основанного на компиляции метода Геометрической Теории Дифракции, описывающего эффект экранирования, и метода конечных элементов расчета процесса распространения звука в канале при наличии потока. Ключевые слова: эффект экранирования, звукопоглощающие конструкции, снижение шума самолета на местности

Дружинин Я.М., Милешин В.И., Россихин А.А. «Расчетное исследование механизмов генерации тонального шума двухступенчатым вентилятором на режимах с дозвуковым течением» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 56 (2025)

Одним из возможных направлений развития современной авиастроительной индустрии является внедрение сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС). Для перспективных двигателей СПС со степенью двухконтурности от 1.0 до 3.0 предполагается применение двухступенчатых вентиляторов с широкохордными лопатками, обеспечивающих высокую степень повышения полного давления около 2. Такие вентиляторы существенно отличаются как от одноступенчатых вентиляторов современных дозвуковых пассажирских самолетов, так и от многоступенчатых вентиляторов, которые использовались на пассажирских самолетах первых поколений. Целью работы является численное исследование механизмов генерации тонального шума двухступенчатым вентилятором на режимах с дозвуковым течением. Такие особенности течения в вентиляторе характерны для посадочных режимов. На этих режимах основной вклад в генерацию шума вносит шум взаимодействия между рабочими колесами (РК) и направляющими аппаратами (НА). Представлено численное исследование тонального шума двухступенчатого вентилятора на режиме с дозвуковой окружной скоростью. В работе использовался метод расчета тонального шума многоступенчатых турбомашин в частотной области. В результате расчетов получен модальный состав излучения на входе в вентилятор и выходе из него. Вычислена мощность тонального шума, излучаемого вентилятором в исследуемом частотном диапазоне. Проведен анализ того, взаимодействие каких венцов дает наибольший вклад в излучение. Показано, что основной вклад в тональный шум вентилятора вносит шум, связанный с взаимодействием второго рабочего колеса с первым направляющим аппаратом. Ключевые слова: вычислительная аэроакустика, шум двухступенчатого вентилятора, расчет в частотной области

Кузнецов С.В., Голубев А.Ю. «Об особенностях трансформации поля пристеночных пульсаций давления при переходе от двумерных к трехмерным отрывным течениям» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 56 (2025)

Пристеночные пульсации давления в турбулентном пограничном слое являются источником шума, создаваемого обтекаемыми потоком упругими конструкциями. Наличие выступающих элементов на обтекаемой поверхности приводит к отрыву набегающего потока, в результате чего существенно возрастает интенсивность турбулентных пульсаций. В работе представлены результаты экспериментальных исследований поля пристеночных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое в окрестности и на поверхности выступающих тел конечной ширины. Измерения проводились в аэроакустической установке П-2 Московского комплекса ЦАГИ. Физические особенности осредненного пристеночного течения исследовались посредством масляной визуализации предельных линий тока. Рассмотрена трансформация картины течения и статистических характеристик исследуемого поля, наблюдающаяся при увеличении степени трехмерности осредненного течения, сопровождающем уменьшение ширины выступающего тела. Анализируется связь спектров пристеночных пульсаций давления с размерами характерных областей отрывного течения. Ключевые слова: пульсации давления, отрывное течение, турбулентный пограничный слой

Корунов А.О., Гусев В.А. «Быстрая оценка характеристик звукового удара в стандартной атмосфере на основных режимах полета сверхзвукового пассажирского самолета» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 67-68 (2025)

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. Для основных нестационарных режимов полета (режим разгона и режим сверхзвукового поворота) разработаны алгоритмы построения линий пересечения каустики с земной поверхностью. Получен точный критерий фокусировки волн на земле на режиме сверхзвукового поворота, а также точное решение для ширины линии фокусировки на земле на режиме горизонтального сверхзвукового разгона. В рамках метода нелинейной геометрической акустики получена оценка для коэффициента усиления амплитуды избыточного давления при фокусировке волн на земле. Ключевые слова: звуковой удар, стандартная атмосфера, точные решения, оценка в режиме реального времени, нестационарные режимы полета

Копьев В.Ф., Чернышев С.А., Демьянов М.А. «Спектр квадрупольного момента круговой равновесной системы точечных вихрей» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 52 (2025)

Образование крупномасштабных вихрей наблюдается в турбулентных океанических или атмосферных потоках и может быть воспроизведено в лабораторных экспериментах и численном моделировании. Общее объяснение этого феномена было впервые предложено Онсагером через рассмотрение статистической механики для набора точечных вихрей в двумерной гидродинамике. Позднее другие авторы исследовали различные свойства статистических вихревых систем, включая флуктуации плотности вихревых частиц около равновесного состояния. В работе рассматривается круговая система точечных вихрей в безграничном пространстве несжимаемой жидкости. Это течение оказывается удобной моделью для анализа некоторых нерешенных проблем, связанных с генерацией шума турбулентными потоками при малых числах Маха, включая задачу о взаимодействии мелкомасштабных пульсаций с крупномасштабными колебаниями неоднородного течения, а также проблему описания стохастических источников звука в турбулентном течении на языке вихревой динамики. Для равновесной системы точечных вихрей определяется спектр квадрупольного момента, определяющего главный вклад в генерацию шума локализованными вихревыми течениями. С этой целью проводится численное моделирование системы точечных вихрей, а также теоретический анализ этой системы, основанный на решении стохастического уравнения для флуктуаций завихренности. Показано, что основной вклад в квадрупольный момент дает крупномасштабная эллиптическая мода коллективного течения, возбуждаемая стохастической динамикой точечных вихрей. Получено хорошее соответствие численных расчетов и аналитических оценок. Планируется использование предложенных аналитических методов для анализа звукового излучения турбулентных течений с более сложной геометрией. Ключевые слова: точечные вихри, статистическое равновесие, флуктуации завихренности, квадрупольный момент, турбулентные течения, генерация звука

Крашенинников С.Ю. «О сходстве процессов образования тонального шума в закрученной струе и широкополосного шума в турбулентной струе» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 53 (2025)

Данные современных экспериментальных исследований и вычислительного моделирования нестационарных процессов при истечении турбулентных струй позволяют проследить последовательность различных процессов при их взаимодействии с внешней средой. Изучение последовательности элементов взаимодействия турбулентных пульсаций в турбулентном слое смешения показывает, что, несмотря на стохастический характер процесса смешения, проявляется периодичность во взаимодействии турбулентного течения с вовлекаемой в струю внешней средой. При распространении закрученной турбулентной струи с высокой интенсивностью закрутки процесс втекания в струю также имеет периодическую составляющую из-за прецессионного движения струи относительно ее оси как целого. Анализ «мгновенных» картин течения показывает, что характерные частоты этого пульсационного движения соответствуют периодам общего пульсационного процесса, формирующегося при втекании в струю внешней среды. Процесс вовлечения в струю внешней среды в рассматриваемых струйных течениях обусловлен понижением статического давления в области смешения. В закрученной струе из-за прецессионного движения всей структуры вместе со струей вращается область пониженного давления, создающая основной всасывающий эффект. Проявляется характерная частота вращения этой области. Она соответствует основному тону акустического излучения. В обычной турбулентной струе локальная частота излучаемого шума уменьшается вдоль слоя смешения из-за пропорционального роста продольного размера областей всасывания в струю внешней среды. Ключевые слова: турбулентные струи, эффект всасывания, появление периодичности

Демьянов М.А. «О разделении на объемные и поверхностные аэроакустические источники в случае малых чисел Маха на примере излучения звука при нестационарном обтекании цилиндра» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 53-54 (2025)

В сжимаемых средах характерной особенностью областей нестационарного течения является сопровождающаяся в них генерация звукового излучения. Звуковое излучение, возникающее при нестационарных течениях сжимаемого газа, является объектом изучения аэроакустики. Связь акустического поля с аэродинамическими параметрами течения, выводимая из общих уравнений движения сжимаемого газа, называется акустической аналогией. Получить аналитическую связь между акустическим полем и аэродинамическими параметрами течения можно разными способами. При этом выводимые уравнения вместе с правой частью, которую уместно называть аэроакустическим источником, получаются также различными. Таким образом возникло несколько наиболее плодотворных акустических аналогий. Вопрос о том, какая из акустических аналогий является правильной, не является корректным, так как любая из них должна приводить к одному и тому же акустическому полю вдали от областей интенсивного нестационарного течения. Уместнее задавать вопрос о физической интерпретации акустических аналогий и удобстве их применения в конкретных прикладных задачах. В работе рассмотрены аналогии Пауэлла–Хоу и Кёрла применительно к задаче излучения звука от нестационарного обтекания цилиндра при малых числах Маха. Проведены теоретический анализ и сопоставление полей акустических источников для данных аналогий, получена явная связь между ними. Показано, что в приближении малых чисел Маха, когда область интенсивного течения можно считать компактной, обе аналогии являются эквивалентными и приводят к одинаковому выражению для акустического излучения в дальнем поле. Ключевые слова: аэроакустический источник, акустический шум обтекания цилиндра

Ванькова О.С., Яковенко С.Н. «Влияние амплитуды поперечных возмущений, создаваемых двумя источниками, на расщепление круглой струи» Прикладная механика и техническая физика, 66, № 6, с. 159-164 (2025)

Выполнено численное исследование затопленной круглой струи при небольшом значении числа Рейнольдса в случае воздействия двух источников гармонических колебаний, вводимых на противоположных боковых границах вблизи входного сечения. Показано, что при определенной комбинации параметров воздействия течение расщепляется на две ветви, как и в ряде других экспериментов и расчетов при наличии акустических и механических возмущений различного типа. Получены распределения скорости потока, осредненной по времени. Изучено влияние амплитуды колебаний на поведение струи. Определена пороговая амплитуда, при превышении которой происходит расщепление течения