Бородай И.К. «Структура гидродинамических сил при совместной качке судов на волнении» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 11-20 (2017)

Объект и цель научной работы. Объектом работы являются гидродинамические аспекты движения двух судов при их совместной качке на волнении. Цель состоит в формировании выражений для действующих со стороны взволнованной жидкости гидродинамических сил, необходимых для вычислительных оценок. Материалы и методы. Для заданных характеристик судов, варианта их расположения и режимов плавания решение задачи базируется на методах гидродинамической теории качки. Основные результаты. Получены аналитические выражения для гидродинамических сил и моментов, действующих на каждое из двух судов с учетом их взаимного гидродинамического влияния. Рассмотрены характерные варианты расположения судов – лагом к волнению и вразрез набегающим двухмерным волнам. Гидродинамические нагрузки являются составляющими в уравнениях, описывающих кинематику качающихся рядом судов, или судна, расположенного у причального сооружения или неподвижного основания. Заключение. Предложенные соотношения, определяющие структуру гидродинамических нагрузок, являются силовыми составляющими, необходимыми для получения данных о кинематике качки судов – как ошвартованных, так и при совместном ходе на волнении. Подобные режимы плавания отвечают операциям передачи грузов в море и снабжения топливом на ходу. В свою очередь, обеспечение таких операций требует использования автоматических следящих систем, для проектирования которых исходными являются данные о кинематике судов на волнении.

Багаев Д.В., Егоров С.В., Лобачев М.П., Рудниченко А.А., Таранов А.Е. «Валидация технологии численного моделирования кавитационных течений» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 46-56 (2017)

Объект и цель научной работы. В настоящей работе приводятся результаты валидации технологии численного моделирования обтекания моделей судовых движителей с учетом явления кавитации. Технология разработана в ФГУП «Крыловский государственный научный центр» и опробована как на международных тестовых объектах, так и при решении практических задач в области проектирования гребных винтов. Целью работы является демонстрация уровня готовности технологии численного моделирования кавитационных процессов. Материалы и методы. Характеристики течения вязкой жидкости вокруг моделей гребных винтов находятся из решения методом контрольного объема нестационарных уравнений Рейнольдса, замкнутых моделью турбулентности. Моделирование двухфазного течения водяной пар/вода осуществляется с использованием метода Volume of Fluid (VOF), а для учета эффектов конденсации и парообразования при переносе паровой каверны по пространству в уравнение для концентрации пара добавляется источниковый член согласно модели Рэлея–Плессета в варианте, предложенном Schnerr and Sauer. Основные результаты. Цикл работ по разработке и валидации технологии обтекания судовых движителей с учетом явления кавитации показал, что современное состояние численных методов и суперкомпьютерной техники позволяет с достаточной для инженерных задач точностью прогнозировать кавитационные характеристики объектов морской техники и в первую очередь гидродинамические характеристики судовых движителей, работающих в условиях возникновения кавитации. Требуемые для таких задач вычислительные ресурсы достаточно высоки и предполагают использование суперкомпьютерной техники. Заключение. Современный уровень развития вычислительной техники и технологий численного моделирования кавитации позволяет сократить объем экспериментальных исследований, а в тех случаях, когда экспериментальные исследования по-прежнему необходимы, существенно их дополнить. При более полном распространении данной технологии на натурные условия появляется возможность оценки масштабного эффекта для всех типов кавитации.

Ильменков С.Л., Клещев А.А., Клеменков А.С., Майоров В.С., Чижов Г.В. «Применение метода функций Грина в задачах дифракции звука на идеальных и упругих телах» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 117-128 (2017)

Объект и цель научной работы. Статья посвящена описанию метода функций Грина применительно к задачам отражения и рассеяния звука идеальными и упругими телами аналитической и неаналитической форм. Полученные авторами аналитические выражения позволили вычислить такие характеристики отражения от идеальных и упругих тел, как эквивалентный радиус, сечение обратного рассеяния и угловые характеристики рассеяния. Материалы и методы. В основе теоретического подхода лежит предложенный одним из авторов метод решения задачи дифракции звука на телах со смешанными граничными условиями – метод функций Грина, который в отличие от известного ранее метода Зоммерфельда (вариационного метода неопределенных коэффициентов) допускает строгое решение такой задачи. Впоследствии метод функций Грина был распространен и на идеальные и упругие тела неаналитической формы. Основные результаты. На первом этапе двумя методами (методом функций Грина и методом Зоммерфельда в зоне Фраунгофера (дальней зоне) были вычислены угловые характеристики рассеяния и относительные сечения обратного рассеяния сферы со смешанными граничными условиями и распределения рассеянного давления на ее поверхности (в зоне Френеля), при этом наблюдалось хорошее совпадение результатов расчета по двум методам для всех характеристик. Подобные же расчеты были выполнены и для тел со смешанными граничными условиями тел сфероидальной формы и отмечена компенсация рассеянного поля по отдельным направлениям. В дальнейшем метод функций Грина был распространен на идеальные и упругие тела неаналитической формы. С помощью этого метода были полу- чены характеристики указанных тел, как эквивалентные радиусы и угловые характеристики рассеяния. Заключение. Обоснован предложенный новый метод (метод функций Грина) решения задач дифракции звука на телах аналитической формы со смешанными граничными условиями и идеальных и упругих телах неаналитической формы. С помощью этого метода выполнены расчеты характеристик рассеяния звука различными телами для научно-исследовательских организаций судостроительной отрасли.

Завьялов А.К., Патраков Ю.М. «Проблемы и возможности измерений параметров внутренних волн в океане методом оптиколокации» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 129-137 (2017)

Объект и цель научной работы. Внутренние волны, развитие методов и средств исследования гидродинамических процессов, происходящих в океане. Материалы и методы. Изучены возможности определения параметров внутренних волн в океане методом лазерной локации. Основные результаты. На основе предложенного способа обоснованы эффективность и рациональность использования средств оптиколокации для изучения внутренних волн. Заключение. Представленная методика дает дополнительные возможности для проведения гидрофизических исследований в океане, имеет хорошие перспективы для практического использования при изучении параметров внутренних волн.

Кирпичников В.Ю., Савенко В.В. «Оценка соотношения резонансного и нерезонансного звукоизлучения оболочки» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 4, с. 155-158 (2017)

Объект и цель научной работы. Оценка соотношения уровней резонансного и нерезонансного звукоизлучения участка круговой цилиндрической оболочки между поперечными перегородками (далее оболочка) при возбуждении точечной силой радиального направления. Материалы и методы. Соотношение уровней резонансного и нерезонансного звукоизлучения на низшей резонансной частоте собственных колебаний оболочки с различным радиусом и длиной. Уровни составляющих звукоизлучения с использованием формул, справедливых для принятых физических моделей. Основные результаты. Получены зависимости соотношения резонансного и нерезонансного звукоизлучения оболочки с различным радиусом от ее длины.