Сухоруков А.Л. «Срывной флаттер как одна из причин возникновения вибраций подъемно-мачтовых устройств» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 7, № 3, с. 42-66 (2014)

Рассматривается механизм возникновения автоколебаний подъемно-мачтовых устройств, связанный с их нелинейными гидродинамическими характеристиками, а также воздействие на эту автоколебательную систему внешних периодических сил, обусловленных срывом вихрей по типу дорожки Кармана. Приведены уравнения колебаний подъемно-мачтовых устройств при детерминированных и случайных гидродинамических воздействиях. Показана возможность численного определения нестационарных гидродинамических сил, действующих на подъемно-мачтовые устройства, уже на ранних стадиях проектирования и проведено сопоставление с экспериментальными данными. На основе метода осреднения получены соотношения для определения амплитуд стационарных колебаний при воздействии на автоколебательную систему внешних периодических сил, обусловленных срывом вихрей. При аппроксимации коэффициента боковой силы от угла атаки полиномом третьей степени это соотношение представляет собой уравнение третьей степени относительно квадрата стационарной амплитуды, а при аппроксимации коэффициента боковой силы от угла атаки полиномом пятой степени – уравнение пятой степени. Определены условия устойчивости стационарных режимов колебаний для различных вариантов аппроксимации гидродинамических характеристик подъемно-мачтовых устройств. Показано, что в автономной системе при кубической аппроксимации зависимости коэффициента боковой силы от угла атаки, в случае возникновения неустойчивости, амплитуды колебаний бесконечно возрастают. Для устранения этого эффекта необходимо рассматривать аппроксимацию зависимости коэффициента боковой силы от угла атаки полиномом пятой степени. На примере реальной конструкции подъемно-мачтовых устройств с использованием приведенных соотношений построены их амплитудно-частотные характеристики в резонансной зоне.

Крючков А.Н., Шахматов Е.В., Самсонов В.Н., Дружин А.Н., Макарьянц Г.М. «Методика проектирования и перспективная конструкция средств снижения шумов судовых трубопроводов» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 7, № 3, с. 67-79 (2014)

Важной задачей при разработке гидравлических систем судовых силовых установок является снижение возникающего в них гидродинамического шума (ГДШ). Одним из способов подавления ГДШ является применение гасителей, которые представляют собой устройства, фильтрующие акустические колебания рабочей среды и рассеивающие их энергию. Однако существующие методы проектирования гасителей не учитывают процессы гидродинамического шумообразования на его элементах. Это приводит к значительному снижению эффективности работы гасителей в условиях роста расхода рабочей среды. Представлена методика расчета гасителя ГДШ, главное отличие которой от существующих заключается в моделировании вихревого течения в диффузоре центрального канала и расчете возникающего при этом ГДШ. Использование методики позволило определить закономерности формирования нестационарного течения в диффузоре. Показано, что максимум среднеквадратичного значения пульсаций рабочей жидкости расположен пристеночной области на входе в диффузор центрального канала. Рассчитана частотная зависимость пульсаций давления рабочей среды в диффузоре гасителя. Разработанная методика проектирования гасителя колебаний позволяет достичь среднего значения коэффициента вносимого затухания равного 10.6 в частотном диапазоне от 5 Гц до 1 кГц при скорости течения рабочей среды 30 м/с.

Чиров Д.В. «Компьютерная визуализация источника звука в мелководном волноводе» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 7, № 3, с. 80-95 (2014)

Рассмотрены теоретические основы и особенности практической реализации голографического метода восстановления акустического поля и визуализации источника звука в пространстве мелководного волновода, относящегося к методам согласованной со средой обработки гидроакустической информации. Показана связь характеристик восстановленного акустического поля источника звука с комплексной передаточной характеристикой волновода, определяемой на основе решения волнового уравнения. Отмечается простота восстановления поля источника путем обращения вычислительных процедур расчета передаточной характеристики волновода методом конечных разностей по явной расчетной схеме. Представлены результаты вычислительных экспериментов по исследованию эффективности метода в условиях неоднородной подводной среды. При этом каждый вычислительный эксперимент состоял из двух этапов: вычисления голограммы поля точечного источника звука и последующего восстановления акустического поля в волноводе по вычисленной голограмме. Для вычислительных экспериментов был выбран мелководный волновод с ровным дном и с положительной рефракцией акустических лучей от поверхности до дна. Рассмотрены три упрощенные модели неоднородной подводной среды: с мелкомасштабной турбулентностью, с внутренней волной, с тонкой структурой вертикального распределения скорости звука. Показано, что неучтенные неоднородности скорости звука, имеющие большую протяженность вдоль волновода, оказывают существенное негативное влияние на эффективность восстановления поля точечного источника звука голографическим методом. Это влияние может быть уменьшено путем уточнения параметров среды вдоль волновода.