Абалакин И.В., Вершков В.А., Жданова Н.С. «Численное моделирование звука от колеблющегося цилиндра с использованием методов деформируемых сеток и погруженных границ» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 10-11 (2018)

Интерес к исследованиям генерации звука подвижными препятствиями обусловлен их актуальностью в задачах снижения шума самолетов, вертолетов, скоростных поездов и других высокотехнологичных разработок.

Абалакин И.В., Бобков В.Г., Дубень А.П., Козубская Т.К., Рыбак С.П. «Расчетное исследование пульсаций давления на двигательном отсеке головной части ракеты космического назначения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 7-9 (2018)

Одной из важных задач, связанных с разработкой ракет космического назначения является оценка нестационарных пульсация давления на поверхности элементов космической головной части (возвращаемою аппарата и двигательного отсека), возникающих на этапе выведения в результате взаимодействия внешнего потока с отделяемым головным блоком.

Абалакин И.В., Бобков В.Г., Козубская Т.К., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. «Развитие метода расчета аэродинамических и акустических характеристик несущего винта вертолёта в горизонтальном полете» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 164-167 (2018)

В работе представлены результаты численного моделирования обтекания внешним потоком вращающегося жесткого четырехлопастного винта с фиксированным углом установки лопастей. Для расчета применялась методика расчета аэродинамических и акустических характеристик винта вертолета разработанная авторами и применявшаяся ранее для моделирования винтов в режиме осевого обтекания. В основе методики лежит оптимальный выбор подходов, описывающих течение в ближнем поле и распространение акустических возмущений в дальнем поле. Под оптимальностью понимается компромисс между необходимой точностью описания течения, требованиями к точности результата и задействованными в расчете вычислительными ресурсами. Для описания течения вблизи винта использовались модель на основе уравнений Навье–Стокса, записанной во вращающейся с постоянной угловой скоростью системе координат в виде законов сохранения относительно вектора абсолютной скорости

Абалакин И.В., Дубень А.П., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Вычислительный эксперимент для исследования турбулентного течения вокруг каверны в присутствии дефлектора» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 17-19 (2016)

Необходимость исследования влияния дефлектора на аэродинамические и акустические характеристики течения вязкой среды в каверне обусловлена практическим интересом. Натурные эксперименты и численные исследования показывают, что размещение дефлектора на передней кромке различных выемок (каверн) на поверхности летательных аппаратов (отсеки для размещения грузов, шасси) приводит при их обтекании высокоскоростным воздушным потоком к снижению уровня пульсаций давления на поверхности конструктивных элементов, расположенных у задней стенки. Это позволяет избежать повреждения конструкций и оборудования, вызываемых высокими акустическими нагрузками. Повышение эффективности использования дефлектора в этом качестве требует подробного изучения механизма его влияния на свойства течения. В работе представлены результаты такого исследования, проведенного посредством вычислительного эксперимента. В основе вычислительного эксперимента – математическая модель обтекания твердого тела вязким сжимаемым газом, определяемая системой полных уравнений Навье–Стокса. В работе применяется вихреразрешаюший гибридный метод DDES и модель турбулентности Спаларта–Аллмараса в качестве модели замыкания.

Абалакин И.В., Дубень А.П., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Вихреразрешающее моделирование турбулентного обтекания тел, заданных методом погруженных границ, на неструктурированных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 12-13 (2018)

Использование методов вычислительной аэродинамики в промышленных приложениях требует обеспечения их применимости к моделированию течений вокруг тел с подвижными границами сложной геометрической формы при больших числах Рейнольдса. В работе предложена методика численного моделирования таких течений, основанная на совместном применении метода погруженных границ и вихреразрешающих подходов. Метод погруженных границ (в работе используется его разновидность – метод Бринкмана штрафных функций) применяется для моделирования влияния твердых тел на течение, т.е. обеспечения выполнения граничного условия на границе раздела двух сред. Это достигается добавлением источниковых членов в систему газодинамических уравнений, при этом они дискретизируются на сетке, покрывающей всю расчетную область. Таким образом, существенно упрощается моделирование обтекания препятствий сложной геометрии – не нужно строить согласованную с границей сетку. Учет движения препятствий сводится к относительно простой процедуре перераспределения источниковых членов между расчетными узлами. Моделирования турбулентных течений при высоких числах Рейнольдса проводится в работе с помощью вихреразрешающего гибридного RANS-LES подхода DDES (Delayed Detached Eddy Simulation) последней модификации . В качестве модели замыкания используется модель Спаларта–Алламараса с модифицированным Источниковыми членами в соответствии с применяемым методом погруженных границ.

Абалакин И.В., Аникин В.А., Бахвалов П.А., Бобков В.Г., Козубская Т.К. «Численное моделирование аэродинамических и акустических характеристик винта на основе рёберно-ориентированных схем повышенной точности на неструктурированных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 10-13 (2016)

Доклад посвящен численному моделированию аэродинамических и акустических характеристик винтов вертолета в режиме висения с использованием экономных алгоритмов повышенной точности на неструктурированных сетках.

Абалакин И.В., Бахвалов П.А., Доронина О.А., Жданова Н.С., Козубская Т.К. «Моделирование аэродинамики движущихся тел с использованием сеточной адаптации к погруженным границам на неструктурированных треугольных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 14-16 (2016)

Наиболее распространенным методом задания граничных условий на поверхности обтекаемых твердых тел при численном моделировании является метод описания границы раздела двух сред узлами расчетной сетки. В них необходимые граничные условия задаются алгебраическими соотношениями. Методы погруженных границ является альтернативным подходом к моделированию граничных условий на твердом теле, «погруженном» в сетку и поверхность которого, вообще говоря, не отслеживается сеточными узлами. Такие методы в настоящее время активно развиваются и применяются, в первую очередь, по причине упрощения построения требуемой расчетной сетки для объектов сложной конфигурации, а также в силу возможности их естественного обобщения па задачи с подвижными телами и/или телами с изменяемой формой. Следуя идее метода погруженных границ, расчет ведётся на сетке, покрывающей всю расчетную область, а граничные условия на его поверхности моделируются заданием специальных источниковых членов в системе уравнений газовой динамики, отличных от нуля внутри обтекаемого препятствия. Точность обеспечения требуемых граничных условий на поверхности тела а следовательно, и результатов численного расчета при использовании метода погруженных границ существенно зависит от качества сеточного разрешения вблизи границы. Одним из методов его улучшения является применение сеточной адаптации, уменьшающей размер ячейки сетки в окрестности границы. В работе рассматривается методика моделирования аэродинамики подвижных твердых тел е использованием метода погруженных границ на неструктурированных сетках и исследуется возможность ее улучшения ценой малых вычислительных затрат путем внедрения динамической адаптации расчетной сетки , не меняющей сеточную топологию.

Аббакумов К.Е. «К 90-летию ультразвуковой дефектоскопии. Сергей Яковлевич Соколов – основоположник ультразвуковой дефектоскопии и звуковидения» Территория NDT. Международный журнал по неразрушающему контролю, № 3, с. 10-18 (2018)

Абдрашитов А.А., Марфин Е.А., Чачков Д.В., Чефанов В.М. «Влияние формы сопла на амплитуду генерации в скважинном акустическом излучателе» Акустический журнал, 64, № 4, с. 488-498 (2018)

Выполнено экспериментальное исследование генерации колебаний давления в модели скважинного акустического излучателя с соплами различной формы. Изучено влияние плавного входного участка сопла на амплитуду генерации, оптимальную длину струи и диаметр выходного отверстия. Рассмотрена картина формирования в сопле, между стенкой канала и периферией струи, области обратных токов, сообщающейся с камерой резонатора. Отмечено существенное увеличение амплитуды генерации при изготовлении плавного соплового входа и формировании в канале сопла равномерного профиля скорости.

Абдрашитов Р.Г., Коротаев В.С., Попов О.Ю., Стрельцов О.К., Чучкалов И.Б., Архиреева Е.Ю., Даньков Б.Н., Косенко А.П. «Численно-экспериментальные исследования путей снижения аэроакустических нагрузок в протяжённой прямоугольной каверне при дозвуковых и трансзвуковых скоростях набегающего потока» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 25-29 (2016)

На самолетах различных типов имеются конструктивные особенности в виде открытых полостей – каверн (ниши шасси, ниши размещения различных грузов). Течение в открытых полостях является нестационарным и влияет на усталостную прочность конструкции и величину генерируемого шума. Для уменьшения аэроакустических нагрузок в полостях используются различные устройства: дефлекторы, спойлеры, сопла микроструй. устанавливаемые вдоль внешней кромки передней стенки, скос задней стенки, и другие . Эффективность таких устройств была показана для полостей с открытым типом течения, когда оторвавшийся с передней кромки полости слой смешения примыкал к ее задней стенке (при дозвуковых и трансзвуковых скоростях набегающего потока относительная, в долях глубины, протяженность таких полостей соответствует L/H<6/

Абдрашитов Р.Г., Корнев А.В., Останко Д.А., Попов О.Ю., Шарунов А.В., Логинов Г.М. «Анализ влияния нестационарных аэроакустических нагрузок на ресурс концевых частей створок полостей летательного аппарата» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 14-16 (2018)

Одним из технических решений, используемых при создании малозаметных авиационных боевых комплексов, является размещение авиационных средств поражений в отсеках самолёта носителя. Для реализации такого способа размещения необходимо решать проблемы обеспечения акустической усталостной прочности, вызванные повышенным воздействием неоднородного и нестационарного потока на внутренние и внешние элементы конструкции отсека, например, такие как створки.

Абдрашитов Р.Г., Корнев А.В., Танненберг И.Д. «Опыт использования программного комплекса "Логос" в вычислительном эксперименте по аэроакустике боевых самолетов» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 20-24 (2016)

В практике создания многофункционального боевого самолета возникает множество задач, связанных с аэроакустическими явлениями, решение которых невозможно без применения методов суперкомпыотерной вычислительной гидродинамики (ВГД). Особую актуальность методы суперкомпьютерной ВГД приобретают па этапе выбора рациональной конструкции – т.е. когда необходимо рассчитать эффективность различных вариантов конструкторских решений в условиях временных, технических и финансовых ограничений.

Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Ильченко Е.В., Генне Д.В., Абраменко Д.С., Подкользин А.Д. «Анализатор импедансных характеристик ультразвуковых колебательных систем» Южно-Сибирский научный вестник, № 2, с. 33-36 (2018)

Приведены данные научных исследований, по разработке усовершенствованного УЗ прибора, связанных с изучением влияния акустической нагрузки на параметры и характеристики ультразвуковых колебательных систем. Отличительной особенностью представленного УЗКС, является повышение эффективности работы ультразвуковых излучателей, а так же снижение их себестоимости. Преимуществом разработанного анализатора заключается в контроле импеданса и возможности своевременного выявления критических изменений.

Абрамян А.К., Индейцев Д.А., Постнов В.А. «Бегущие и стоячие волны балки Тимошенко» Механика твердого тела, № 2, с. 101-109 (2018)

Исследуются стоячие волны балки Тимошенко конечной длины и их связь с бегущими волнами для бесконечной балки. Показано, что принцип "замкнутого цикла" бегущей волны полностью тождественен обычной процедуре непосредственного удовлетворения со стороны общего решения для бесконечной балки Тимошенко граничным условиям балки конечной длины. Обсуждается вопрос существования второго частотного спектра при произвольных граничных условиях балки. Предложен "смягченный подход" к понятию второго частотного спектра. Результаты теоретического рассмотрения подтверждены численными расчетами для балки Тимошенко с упругими опорами и упругими заделками ее торцевых сечений.

Котов В.М., Аверин С.В., Кузнецов П.И., Котов Е.В. «Особенности распределения оптического поля, формируемого в процессе дифракции двухмодового излучения в одноосных кристаллах» Оптический журнал, 85, № 1, с. 34-40 (2018)

Исследована акустооптическая брэгговская дифракция в одноосных кристаллах, когда в дифракции участвуют две собственные оптические моды кристалла. Расчеты выполнены на основе двух широко используемых в акустооптике кристаллов – ниобата лития и парателлурита. Показано, что характер оптического поля, формируемого в дифракционных порядках, когда оптические лучи распространяются вблизи оптической оси кристалла, а звуковая волна – ортогонально оптической оси, позволяет использовать получаемое поле для двумерной обработки оптических изображений. При этом фильтрация изображения может осуществляться с использованием как нулевого, так и первого дифракционных порядков. Изготовлены акустооптические фильтры из кристалла парателлурита, с их помощью экспериментально показано выделение двумерного контура изображения в процессе его оптической фурье-обработки с использованием нулевого и первого брэгговских порядков.

Агафонов В.А., Панова Е.М. «Kaк общаются афалины?» Природа, № 4, с. 3-12 (2018)

В акустическом репертуаре дельфинов афалин присутствуют две категории сигналов, с большой долей вероятности выполняющих коммуникативную роль: свисты и импульсно-тональные сигналы. Более 80% свистов производится конкретными особями, т.е. они строго индивидуальны, их функция – передача информации о присутствии и местонахождении каждого члена группы афалин, свисты создают некий сигнальный контекст социума и, вероятно, сообщают о социально-иерархическом статусе и эмоциональном состоянии дельфинов. Характерные свойства импульсно-тональных сигналов – отсутствие индивидуальных особенностей и большое разнообразие. По ряду формальных признаков система импульсно-тональных сигналов афалин напоминает коммуникативную систему открытого типа.

Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Белокуров Г.М., Нелюбина Н.В., Тупицын А.В. «Оптико-акустические эффекты в тетранитрате пентаэритрита с включениями ультрадисперсных частиц алюминия при импульсном лазерном воздействии» Оптика и спектроскопия, 124, № 3, с. 404-409 (2018)

Приведены результаты исследования оптико-акустических характеристик образцов тетранитрата пентаэритрита (тэна) с включениями ультрадисперсных частиц алюминия (100 nm). Установлены закономерности возрастания показателя экстинкции k_ef и амплитуды сигнала с пьезодетектора U с ростом плотности энергии лазерных импульсов H. Проведены оценочные расчеты и сделан вывод, что при H>0.1 J/cm² во время импульса происходят нагрев включений алюминия и окружающей его оболочки до температуры газификации и образование кратеров на поверхности образца.

Тимушев С.Ф., Гаврилюк В.Н., Волосенко К.И., Аксенов А.А. «Численное моделирование тонального шума лопаточных машин в пространстве с граничными условиями в форме комплексного акустического импеданса» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 224-227 (2016)

Снижение уровня шума с целью минимизации его негативного воздействия на жизнедеятельность человека в открытом пространстве, жилых. офисных и производственных помещениях, культурных и культовых заведениях, салонах автомобилей, поездов, самолетов и космических аппаратов. и т.п. становится все более актуальной задачей. В развитых странах этому уделяется постоянное внимание, что отражается в значительном ужесточении требований по ограничению уровня шумов в соответствие со стандартами ISO . Для практического решения этой задачи предлагается новый выcокоэффективный метод численного моделирования 3-мерных тональных акустических нолей на частотах следования лопаток и их высших и комбинационных гармониках, создаваемых лопаточными машинами в компьютерных устройствах, системах кондиционирования и в авиационных двигателях.

Аксенов А.А., Дядькин А.А., Гаврилюк В.Н., Клименко Д.В., Рыбак С.П., Тимушев С.Ф. «Моделирование тонального шума центробежного вентилятора» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 17-19 (2018)

Снижение шума вентиляторов систем кондиционирования и очистки воздуха является важной задачей по обеспечению экологических требований в кабинах пилотируемых космических летательных аппаратов. В работе проводятся исследования с целью минимизация акустического излучения штатного вентилятора при заданной потребляемой мощности и создаваемом им напоре.

Аксенов А.А., Жлуктов С.В., Сорокин К.Э., Фишер Ю.В., Рыбак С.П. «Применение скошенной схемы в вихреразрешающей методике моделирования шума вентилятора» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 20-21 (2018)

Вихреразрешающие методики расчета движения сплошной среды основаны на применении расчетных схем высокого порядка точности (более 5-го) и очень подробных расчетных сеток, которые должны разрешить вихревую структуру течения, генерирующую акустические колебания и звуковые волны. Данный подход требует применения высокопроизводительной параллельной вычислительной техники. Однако, применение схем высокого порядка точности накладывает серьезные ограничения на масштабируемость вычислительного процесса с одной стороны, с друг ой стороны, противоречит турбулентному, т.е. хаотичному характеру движения жидкости. Применение расчетных схем более низкого порядка точности приводит к заметной схемной диссипации, что выражается в «срезании» высоких частот акустического поля. Вместе с тем, имеется известный подход, мало используемый в CFD-расчетах, связанный с применением гак называемых скошенных схем. Скошенная схема отличается от обычных тем, что информация между расчетными ячейками передается не только через грани ячеек, а также через ребра и вершины. В этом случае шаблон расчетной схемы несколько увеличивается, но не так сильно, как в схемах высокого порядка. Применение скошенной схемы позволяет уменьшить схемную диссипацию. Это положительно сказывается на разрешении мелких вихрей и уменьшает их диссипацию. Скошенная схема реализована в программном комплексе FlowVision. Данный программный комплекс основан на конечно-объемном подходе. Он генерирует и использует гексодоминантные динамически локально адаптируемые расчетные сетки. Адаптация (измельчение и укрупнение ячеек) производится автоматически. Решение уравнений Навье–Стокса основано на алгоритме расщепления. Введение в алгоритм скошенной схемы потребовало модификации метода расщепления. В данном докладе описываются скошенная схема и модифицированный метод расщепления.

Аксенов А.А., Ишаев Р.О., Клименко Д.В., Тимушев С.Ф. «Моделирование нестационарного течения поля давления и динамических нагрузок в автономной турбине» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 22-24 (2018)

Современный тренд развития ракетно-космической техники направлен на разработку и внедрение ракетных двигателей многократного использования. Создание новых транспортных ракетно-космических систем многоразового использования предъявляет повышенные требования к надежности и ресурсу безотказной работы турбонасосных агрегатов (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Аксенов А.А., Бартенев Г.Б., Жлуктов С.В., Сон Э.Е. «Применение скошенных схем для расчета течения газа и жидкости в программном комплексе FlowVision» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 30 (2016)

При моделировании сложных течений жидкости и газа для разрешения вихревых структур используются схемы высокого порядка точности (выше второго). Однако в подавляющем большинстве программ, моделирующих движение газа и жидкости, используются нескошенные схемы, т.е. схемы, у которых потоки передаются только через грани соседних ячеек. Такой подход, несмотря на высокий порядок аппроксимации расчетной схемы, приводит к искажению существенно скошенного течения (скошенность – это преимущественное движение газа по диагонали к сетке). Примером является вихревое течение жидкости, возникающее при торнадо и при турбулентном движении жидкости. Авторы сделали попытку использования скошенных схем в индустриальном программном комплексе FlowVision. FlowVision использует конечно-объемные дскартовые локально-адаптивные сетки вдали от криволинейных границ и неструктурированную расчетную сетку около границ. Из-за доступности высокопроизводительных расчетных ресурсов, FlowVision все больше применяется для расчета турбулентных течений без использования моделей URANS. поэтому повышение точности вихреразрешения является актуальной задачей. Изложены детали расчетной скошенной схемы, решены некоторые тестовые задачи, показывающие преимущества скошенной схемы перед ее нескошенным вариантом. Продемонстрировано решение задачи о зарождении торнадо. Также в докладе показаны актуальные практические задачи, решенные с помощью описываемого подхода: приводнение возвращаемого космического аппарата с включённой двигательной установкой и вибрация дросселя под действием турбулентного потока. Показано, что применение этих схем позволяет существенно увеличить точность вихреразрешающих методов вычислительной гидродинамики.

Аксенов А.Г., Тишкин В.Ф., Чечеткин В.М. «Годуновская схема и задача Шафранова для многотемпературной плазмы» Математическое моделирование, 30, № 9, с. 51-71 (2018)

Протестирован многотемпературный код для численного решения уравнений многокомпонентной газовой динамики в задачах с высокой плотностью энергии в веществе. Скорости всех компонент с ненулевыми массами предполагаются одинаковыми. Вместе с переносом газа с табличным уравнением состояния код может включать электронную теплопроводность, радиационный перенос, обмен энергиями между компонентами и химические реакции. Газодинамическая часть основана на годуновской схеме и эффективном решении задачи о распаде разрыва с применением приближенного локального уравнения состояния. Целью работы является как проверка кода, так и получение точного решения задачи Шафранова для ударной волны в плазме.

Акулич А.В., Звягин А.В., Пестов Д.А., Тюренкова В.В., Жуй Ли Кай «Взаимодействие статической трещины гидроразрыва, находящейся под постоянным давлением жидкости, с природным разломом» Математическое моделирование, 30, № 7, с. 79-92 (2018)

Строится численная модель взаимодействия статической трещины гидроразрыва, находящейся под постоянным давлением жидкости, с природным разломом. Модель описывает механизмы раскрытия и закрытия разлома и его скольжения с трением. Также проводится параметрическое исследование возможности повторного возникновения трещины гидроразрыва на разломе и определяется точка этого возникновения. Впервые дается не только качественная, но и количественная оценка возможности и места повторного возникновения трещины. Проводится сравнение полученных результатов с результатами полной гидроупругой модели, включающей в себя квазистатическое распространение трещины гидроразрыва и течение жидкости в ней. Сравнение показывает пригодность построенной статической модели для реального предсказания повторного возникновения трещины на разломе

Акуличев В.А., Безответных В.В., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Голов А.А., Моргунов Ю.Н., Стробыкин Д.С., Тагильцев А.А. «Особенности формирования интерференционной структуры скалярно-векторных звуковых полей на шельфе Японского моря» Доклады академии наук, 480, № 5, с. 601-604 (2018)

Обсуждаются результаты экспериментального исследования пространственной структуры скалярно-векторного звукового поля, сформированного при буксировке тонального низкочастотного излучателя на шельфе Японского моря. Методически эксперимент обеспечивался буксировкой на глубине 20 м источника тонального сигнала с частотой 134 Гц на различных акустических трассах с удалением до 10 км от комбинированной приёмной системы, состоящей из приёмника звукового давления и трёх ортогональных компонент градиента звукового давления. Особое внимание уделялось исследованию интерференционной структуры скалярных и векторных полей с обеспечением технической и методической достоверности результатов экспериментов в контролируемых гидрологических условиях. Обсуждаются количественные характеристики и особенности формирования интерференции на различных по глубине трассах. Наибольший интерес представляют уникальные результаты сравнения горизонтальных и вертикальных составляющих полей, которые позволили выявить на некоторых трассах наличие вихревых структур в акустическом поле источника.

Алдашев С.А. «Нелокальные краевые задачи в цилиндрической области для многомерного волнового уравнения» Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Математика. Физика, 50, № 1, с. 5-13 (2018)

Адамар показал, что одна из фундаментальных задач математической физики – изучение поведения колеблющейся струны – некорректна, когда краевые условия заданы на всей границе области. Как заметили А.В. Бицадзе и А.М. Нахушев, задача Дирихле некорректна (в смысле однозначной разрешимости) не только для волнового уравнения, но и для общих гиперболических уравнений. Ранее были изучены задачи Дирихле и Пуанкаре, и связанные с ними локальные краевые задачи в цилиндрической области для многомерных гиперболических уравнений, и показано, что однозначная разрешимость этих задач существенно зависит от высоты рассматриваемых цилиндрических областей. Нелокальные краевые задачи для этих уравнений не исследованы. В данной статье, используя метод, предложенный автором ранее, показана однозначная разрешимость и получен явный вид классических решений нелокальных краевых задач для многомерного волнового уравнения в цилиндрической области, которые являются обобщением смешанной задачи и задач Дирихле и Пуанкаре. Получен критерий единственности регулярного решения этих задач.

Александров А.В., Дородницын Л.В., Дубень А.П. «Генерация трехмерных синтетических турбулентных полей на основе рандомизированного спектрального метода» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 25-27 (2018)

В современных задачах вычислительной аэроакустики, связанных с турбулентными течениями, часто возникает необходимость использования искусственно сгенерированных турбулентных полей скорости. В частности. такие поля используют для постановки нестационарных входных условий на границе LES зоны, когда необходимо задать нестационарный по природе турбулентный поток. Использование искусственно сгенерированных турбулентных полей представляется наиболее перспективным способом постановки таких условий. Принято считать . что синтетическое турбулентное поле должно обладать статистическими свойствами близкими к тем, которые известны о реальном физическом турбулентном поле. В частности, должны совпадать одноточечные моменты первого, второго и третьего порядков, двухточечные моменты второго порядка. Среди подходов к генерации искусственных турбулентных полей наибольшее развитие получил спектральный метод (СМ), предложенный в , и получивший развитие в ряде работ. В рамках этого метода поле строится на основе суммы косинусоидальных и/или синусоидальных мод, амплитуды которых определяются на основе энергетического спектра турбулентности. Хотя стохастический выбор параметров метода лучше соответствует природе турбулентности и. тем самым, в силу приведенного выше критерия соответствия искусственно сгенерированного поля физическому, кажется более предпочтительным, наибольшее распространение получил метод с детерминированным или полудетерминированным выбором параметров. В настоящей работе авторы развивают полностью стохастический метод генерации однородных изотропных турбулентных полей скорости, предложенный в для двумерного случая, основанный на рандомизированном спектральном методе (РСМ). Свойства описанного РСМ генератора исследовались на примере искусственно сгенерированного однородного изотропного турбулентного поля в кубе с безразмерной стороной 2π.

Александров В.Г., Осипов А.А. «Численное моделирование излучения внутреннего шума ГТД через слои смешения выхлопной струи» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 28-29 (2018)

В настоящей работе проведено исследование возможностей математического моделирования акустических явлений, сопряженных с распространением тонального шума, характерного для работы авиационной турбины, через струю, истекающую из сопла двигателя в окружающее пространство в условиях внешнего обтекания мотогондолы. Основным эффектом, определяющим вклад внутреннего шума газогенератора в суммарный шум авиационного двигателя в дальнем поле, состоит в рефракции распространяющегося звукового сигнала в слое смешения струи с внешним потоком. При этом, как показывают исследования, данное явление сопровождается интенсивным взаимодействием звука с вихревыми и энтропийными неоднородностями слоя смешения струи, которое, вообще говоря, носит нелинейный характер, приводит к интенсивному энергетическому обмену между различными составляющими процесса и может существенно повлиять на распространение внутреннего шума. Необходимо отметить, что слой смешения выхлопной струи авиационного двигателя содержит, кроме того, интенсивные пульсирующие турбулентные вихри, которые также влияют на распространение в нем звуковых волн. Однако изучение этой стороны рассматриваемого явления представляет собой самостоятельную чрезвычайно сложную проблему и выходит за рамки проведенного здесь исследования. Вопросы распространения звука через слой смешения сгруи представляют также значительный интерес в отношении распространения и излучения шума вентилятора вниз по потоку во внешнем контуре ТРДД и его вклада в шум двигателя в задней полусфере. Поэтому изучение рассматриваемых в настоящей работе эффектов имеет весьма широкое значение в авиационных приложениях. В связи с упомянутыми выше проблемами целесообразно сформулировать следующую модельную задачу в рамках приближения идеального (невязкого нетеплопроводного) газа. Рассматривается дозвуковая струя, истекающая из цилиндрической трубы круглого сечения, расположенной в дозвуковом внешнем потоке. Стенка трубы имеет нулевую толщину, а давление газа при стационарном истечении струи постоянно и одинаково в струе и во внешнем потоке. В этом случае струя вне грубы сохраняет цилиндрическую форму, а при разных величинах скорости потока в струе и вне ее граница струи является цилиндрической поверхностью тангенциального разрыва.

Пенсионеров И.А., Беленькая Е.С., Алексеев И.И., Калегаев В.В. «Анализ влияния параметров параболоидной модели магнитосферы на профиль модельного магнитного поля вдоль траектории космического аппарата Juno» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 1841501 (2018)

Изучалось поведение магнитного поля, рассчитанного в параболоидной модели магнитосферы Юпитера, при различных значениях параметров модели. Были найдены наиболее существенные параметры модели и изучено их влияние на профиль модельного магнитного поля вдоль второго витка вокруг Юпитера космического аппарата Juno. Рассмотрено влияние модели магнитодиска на положение расчетной проекции траектории космического аппарата на ионосферу.

Зайцев А.А., Руденко А.И., Алексеева С.М. «К теории баротропных геострофических течений» Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Физико-математические науки, № 2, с. 39-46 (2018)

Рассмотрены баротропные геострофические течения в декартовых и полярных координатах. Отмечено, что использование полярных координат для анализа геострофических течений предпочтительней, поскольку этим течениям присуща радиальная симметрия. Получены соотношения между основными гидродинамическими характеристиками. Среди них наиболее важными являются выражения компонент скорости геострофического течения через давление. Выполнена процедура выводауравнения завихренности через давление. Установлено, что в стационарных баротропных геострофических течениях изобаты совпадают с линиями тока. Детально изучено радиально-симметричное геострофическое течение.

Алероев Т.С., Ерохин С.В. «Параметрическая идентификация порядка дробной производной в модели Бегли–Торвика» Математическое моделирование, 30, № 7, с. 93-102 (2018)

Рассматривается дифференциальное уравнение второго порядка, содержащее производную дробного порядка (уравнение Бегли–Торвика), в котором порядок производной находится в пределах от 1 до 2 и заранее неизвестен. Данная модель используется для описания осцилляционных процессов в вязкоупругой среде. Для исследования уравнения используется преобразование Лапласа, позволяющее в явном виде получить образ решения соответствующей задачи Коши. Построены численные решения при различных значениях параметра. На основании полученного решения предложена численная методика параметрической идентификации неизвестного порядка дробной производной по имеющимся экспериментальным данным. На области возможных значений параметра определяется функция отклонения по методу наименьших квадратов. Минимум этой функции определяет искомое значение параметра. Проведена апробация разработанной методики по экспериментальным данным для образцов полимербетона, определен параметр дробной производной в модели, проведено сравнение теоретических и экспериментальных кривых, установлена точность параметрической идентификации и адекватность методики.

Алехин В.В. «Минимизация массы сферического экрана с заданным уровнем прохождения волновой энергии» Прикладная механика и техническая физика, № 5, с. 217-222 (2000)

Рассмотрена задача синтеза из конечного набора упругих однородных изотропных материалов слоистого сферического экрана минимального веса, на который падает сферическая волна, при заданных ограничениях на величину волновой энергии, проходящей через экран, и его толщину. Получены необходимые условия оптимальности, приведен пример расчета оптимальной конструкции.

Шанин А.В., Алешин А.Р., Белоус А.А. «Комбинированный FEM/BEM метод с частичной дискретизацией. численное моделирование резонансов в блокфлейте» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 163 (2018)

Ставится задача точного предсказания резонансов блокфлейты (духового музыкального инструмента со свистком в качестве генератора колебаний). Для моделирования применяется матричная модель поршневой моды в трубе. Такая модель требует точного описания рассеяния поршневой моды на боковом отверстии в стенке трубы. Строится комбинированный численный метод. Внутренность и внешнее пространство флейты описывается граничными интегральными операторами, а воздух в дырочке моделируется с помощью МКЭ. При этом для граничных интегральных операторов радиальная переменная является непрерывной, а осевая и угловая – дискретными. Импеданс мундштука оценивался в результате прямого эксперимента на импедансной трубе с помощью метода двух микрофонов. Обсуждаются достоинства и недостатки нового численного метода, а также результаты моделирования.

Сатыбаев А.Д., Алимканов А.А. «Доказательства существования решения двумерной прямой задачи сейсмики с мгновенным источником» Наука, новые технологии и инновации, № 7, с. 3-13 (2014)

Приведены доказательства существования решения двумерной прямой задачи с мгновенным источником.

Сатыбаев А.Д., Алимканов А.А. «Существование решения двумерной прямой задачи сейсмики с мгновенным источником» Наука, новые технологии и инновации, № 7, с. 14-24 (2014)

Рассмотрено существование решения двумерной прямой задачи сейсмики с мгновенным источником.

Любимов В.Н., Бессонов Д.А., Альшиц В.И. «Сжатие акустических пучков при их конверсионном отражении в гексагональных кристаллах» Кристаллография, 63, № 4, с. 593-599 (2018)

Показано, как в гексагональном кристалле при отражении акустического пучка от границы всю его энергию направить в узкий отраженный пучок, распространяющийся под малым углом к поверхности. При этом возникает конверсия мод: падающий и отраженный пучки принадлежат разным акустическим ветвям. Реализация конверсии вблизи полного внутреннего отражения обеспечивается согласованным выбором ориентаций сагиттальной плоскости и поверхности, что исключает потери энергии на отражение паразитной волны. Полученные условия конверсии и параметры резонансного отражения выражены через модули упругости кристалла.

Григорьев Д.М., Годовицын И.В., Амеличев В.В., Ильков А.В. «Исследование влияния параметров акустического отверстия на амплитудно-частотную характеристику МЭМС-микрофона» Нано- и микросистемная техника, 20, № 8, с. 491-497 (2018)

Параметры акустического отверстия существенно влияют на характеристики МЭМС-микрофона, в частности на амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Ввиду сложности конструкции корпуса для расчета АЧХ МЭМС-микрофона необходимо использовать конечно-элементное моделирование. В работе представлены результаты моделирования АЧХ МЭМС-микрофона с помощью структурно-акустического гармонического анализа в программе ANSYS. Исследовано влияние положения и формы акустических отверстий на АЧХ МЭМС-микрофона. Представлен анализ полученных результатов.

Аммосова А.М., Аммосов П.П., Колтовской И.И. «Исследования влияния 11-летнего цикла солнечной активности на температуру области мезопаузы» Вестник Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова, № 3, с. 50-59 (2018)

Исследованиям реакции температуры средней атмосферы на солнечную активность в последние годы уделяется большое внимание. Это во многом обусловлено тем, что для оценки наблюдаемых многолетних изменений температуры атмосферы на разных высотах при использовании экспериментальных данных, полученных в разные временные интервалы, необходима их коррекция к однородным условиям для исключения влияния солнечной активности. В статье рассмотрены исследования влияния вариации солнечной активности на область мезопаузы. Как показали исследования, влияние 11-летнего цикла солнечной активности на температуру области мезопаузы имеет широтную зависимость. Анализ работ с наиболее продолжительными временными рядами данных (хотя некоторые исследования не охватывают весь 11-летний цикл солнечной активности) показал, что значения отклика температуры на изменение солнечной активности варьируются от 2K/100SFU (Solar Flux Unit) до 16K/100SFU. Величина отклика в мезосфере на тропических широтах имеет значение 0–1K/100SFU, влияние солнечного излучения становится сильнее с ростом широты, что приводит к росту величины температурного отклика на средних широтах. В северном полушарии отклик температуры на вариации солнечной активности имеет значение 2–3K/100SFU на высоте 80 км и 4–5K/100SFU – на высоте 87 км на средних широтах. В южном полушарии значение температурного отклика варьирует от 1–2K/100SFU для нижней границы области мезопаузы и достигает 4K/100SFU на высоте свечения эмиссии ОН. Отклик температуры на вариации солнечной активности с использованием спутниковых данных для диапазона (80°S–80°N; 180°W–180°E) составил 4.9K/100SFU. Было установлено, что отклик температуры на солнечную активность усиливается с увеличением широты. Для сопоставления отклика температуры на вариации солнечной активности, полученных разными исследователями на станциях с различными географическими координатами, в разное время суток, сезоны года и при различных уровнях солнечной активности необходимо учесть множество факторов, влияющих на оценку отклика. Одним из них является временной ряд исследований, который должен охватить хотя бы один 11-летний цикл солнечной активности, также важным фактором является однородность данных. В рассмотренных для сопоставления работах большинство исследователей для изучения изменения температуры области мезопаузы используют значения вращательных температур ОН.

Аммосова А.М., Аммосов П.П., Колтовской И.И. «Исследования влияния 11-летнего цикла солнечной активности на температуру области мезопаузы» Вестник Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова, № 3, с. 50-59 (2018)

Исследованиям реакции температуры средней атмосферы на солнечную активность в последние годы уделяется большое внимание. Это во многом обусловлено тем, что для оценки наблюдаемых многолетних изменений температуры атмосферы на разных высотах при использовании экспериментальных данных, полученных в разные временные интервалы, необходима их коррекция к однородным условиям для исключения влияния солнечной активности. В статье рассмотрены исследования влияния вариации солнечной активности на область мезопаузы. Как показали исследования, влияние 11-летнего цикла солнечной активности на температуру области мезопаузы имеет широтную зависимость. Анализ работ с наиболее продолжительными временными рядами данных (хотя некоторые исследования не охватывают весь 11-летний цикл солнечной активности) показал, что значения отклика температуры на изменение солнечной активности варьируются от 2K/100SFU (Solar Flux Unit) до 16K/100SFU. Величина отклика в мезосфере на тропических широтах имеет значение 0–1K/100SFU, влияние солнечного излучения становится сильнее с ростом широты, что приводит к росту величины температурного отклика на средних широтах. В северном полушарии отклик температуры на вариации солнечной активности имеет значение 2–3K/100SFU на высоте 80 км и 4–5K/100SFU – на высоте 87 км на средних широтах. В южном полушарии значение температурного отклика варьирует от 1–2K/100SFU для нижней границы области мезопаузы и достигает 4K/100SFU на высоте свечения эмиссии ОН. Отклик температуры на вариации солнечной активности с использованием спутниковых данных для диапазона (80°S–80°N; 180°W–180°E) составил 4.9K/100SFU. Было установлено, что отклик температуры на солнечную активность усиливается с увеличением широты. Для сопоставления отклика температуры на вариации солнечной активности, полученных разными исследователями на станциях с различными географическими координатами, в разное время суток, сезоны года и при различных уровнях солнечной активности необходимо учесть множество факторов, влияющих на оценку отклика. Одним из них является временной ряд исследований, который должен охватить хотя бы один 11-летний цикл солнечной активности, также важным фактором является однородность данных. В рассмотренных для сопоставления работах большинство исследователей для изучения изменения температуры области мезопаузы используют значения вращательных температур ОН.

Якушев В.В., Ананьев С.Ю., Уткин А.В., Жуков А.Н., Долгобородов А.Ю. «Ударная сжимаемость смесей микро- и наноразмерных порошков никеля и алюминия» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 45-50 (2018)

Экспериментально исследована ударная сжимаемость пористых образцов из смесей микро- и нанодисперсных порошков никеля и алюминия в диапазоне давления до 60 ГПа. Зарегистрированы профили ударных волн в образцах, определены ударные адиабаты. В рамках модели Зельдовича построено уравнение состояния образцов. Вид профилей ударных волн не отражает каких-либо заметных особенностей, связанных с возможной реакцией между компонентами. Ударные адиабаты образцов двух типов смесей совпадают в пределах погрешности эксперимента, несмотря на существенно различающиеся размеры частиц порошков, что указывает либо на отсутствие заметного химического превращения, либо, наоборот, на его полное протекание за время нагружения. В то же время расчетная ударная адиабата без учета реакции между компонентами проходит в непосредственной близости от экспериментальных данных, что свидетельствует в пользу отсутствия реакции.

Лесик М.В., Корольков А.И., Андреев В.Г. «Методы анализа пульмональной компоненты второго сердечного тона» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 1840703 (2018)

Проведено численное моделирование аортальной и пульмональной компоненты сигнала второго тона и применение преобразования Вигнера–Вилла для обработки полученного модельного сигнала с целью разделения компонент. При условии разделения компонент в частотно-временной области с помощью преобразования Вигнера–Вилла возможно последующее восстановление их временного профиля путем накладывания соответствующей маски и выполнения обратного преобразования. Показано, что компоненты второго тона могут быть разделены при временной задержке, превышающей 40 мс. Проведена регистрация сигналов второго тона сердца человека с помощью стетоскопа соединенного с микрофоном. Акустические сигналы фильтровались аппаратным фильтром с перестраиваемой частотой среза в диапазоне 31–125 Гц и обрабатывались с помощью преобразования Вигнера–Вилла. Отмечено, что в норме, когда задержка между аортальной и пульмональной компонентами не превышает 30 мс, их разделение предложенным методом невозможно.

Андреев М.Я., Охрименко С.Н., Клюшин В.В., Рубанов И.Л. «Буксируемая система сейсмоакустического исследования дна Северного Ледовитого океана» Датчики и системы, № 7, с. 48-51 (2018)

На концептуальной основе рассмотрены проблемы освоения природных ресурсов акватории Северного Ледовитого океана в районе высоких широт с мощным ледовым покрытием при помощи ПЛ ВМФ, оборудованной активно-пассивной ГАС с гибкой протяженной приемной и излучающей антеннами.

Андреев С.Н, Габышев Д.Н. «Колебательное движение микрокапель капельного кластера в линейно неоднородном электрическом поле» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 45, № 9, с. 3-10 (2018)

Рассмотрены силы, действующие на свободно левитирующие микрокапли воды в структуре, обнаруженной 15 лет назад и получившей наименование капельного кластера (Федорец А.А. Письма в ЖЭТФ. 2004. 79. 457 ). Показано, что в нём могут иметь место низкочастотные вертикальные затухающие колебания микрокапель около положения равновесия, присутствующие и при мгновенном включении внешнего электрического поля. Данные колебания рассмотрены с точки зрения анализа Фурье.

Матвиенко О.В., Андропова А.О., Андриасян А.В., Мамадраимова Н.А. «Математическое моделирование движения сферической частицы по наклонной поверхности в сдвиговом потоке» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 2, с. 75–88 (2018)

Проведено исследование движения сферической частицы по наклонной поверхности, обдуваемой сдвиговым потоком. Проанализированы различные режимы движения частицы в потоке: качение, скольжение, пробуксовка. Исследование движения по наклонной поверхности, обдуваемой воздушным потоком, показывает, что скорость центра масс частиц увеличивается с увеличением ее диаметра, при этом скорость частиц быстро достигает стационарного значения. Изменение угловой скорости ю характеризуется на начальном этапе резким ее возрастанием, после чего качение частицы происходит с постоянной угловой скоростью. Для малых размеров частицы ее движение на начальном участке характеризуется качением без скольжения, однако затем переходит в режим проскальзывания. DOI: 10.17223/19988621/52/8

Матвиенко О.В., Андропова А.О., Андриасян А.В., Мамадраимова Н.А. «Математическое моделирование движения сферической частицы по наклонной поверхности в сдвиговом потоке» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 2, с. 75–88 (2018)

Проведено исследование движения сферической частицы по наклонной поверхности, обдуваемой сдвиговым потоком. Проанализированы различные режимы движения частицы в потоке: качение, скольжение, пробуксовка. Исследование движения по наклонной поверхности, обдуваемой воздушным потоком, показывает, что скорость центра масс частиц увеличивается с увеличением ее диаметра, при этом скорость частиц быстро достигает стационарного значения. Изменение угловой скорости ю характеризуется на начальном этапе резким ее возрастанием, после чего качение частицы происходит с постоянной угловой скоростью. Для малых размеров частицы ее движение на начальном участке характеризуется качением без скольжения, однако затем переходит в режим проскальзывания. DOI: 10.17223/19988621/52/8

Аникин А.Ю., Доброхотов С.Ю., Назайкинский В.Е. «Простые асимптотики обобщенного волнового уравнения с вырождающейся скоростью и их приложения в линейной задаче о набеге длинных волн на берег» Математические заметки, 104, № 4, с. 483-504 (2018)

Асимптотические решения вырождающегося на границе области волнового уравнения (в котором скорость распространения волн обращается на границе в нуль как корень квадратный из расстояния до границы) могут быть представлены с помощью модифицированного канонического оператора на инвариантном относительно гамильтонова векторного поля лагранжевом подмногообразии нестандартного фазового пространства, построенного авторами в предшествующих работах. В работе получены простые выражения в окрестности границы области для функций, представимых таким каноническим оператором и, в частности, для решения задачи Коши для вырождающегося волнового уравнения с начальными данными, локализованными вблизи внутренней точки области.

Копьев В.Ф., Зайцев М.Ю., Воронцов В.И., Аникин В.А., Громов В.В. «Экспериментальная проверка результатов расчета акустических и интегральных аэродинамических характеристик модельного несущего винта вертолета в двух и четырехлопастной конфигурации на режиме висения» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 166-170 (2016)

В работе представлены результаты сравнения экспериментальных аэродинамических и акустических характеристик крупномасштабной модели несущего винта вертолета, полученных на открытом стенде, с результатами численного моделирования. Измерения проводились для двух и четырехлопастных конфигураций при трех различных углах общего шага и четырех скоростях вращения на режиме висения. Эксперимент сравнивается с численным решением, для расчета которого используется гибридный метод моделирования шума . Отличительными особенностями используемого метода является разбиение области задачи на две подобласти: в ближней области проводится сквозной расчет уравнений Эйлера в неинерциальной системе координат, а в дальней области применяется метод Фокса–Вильямса–Хокингса.

Абалакин И.В., Аникин В.А., Бахвалов П.А., Бобков В.Г., Козубская Т.К. «Численное моделирование аэродинамических и акустических характеристик винта на основе рёберно-ориентированных схем повышенной точности на неструктурированных сетках» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 10-13 (2016)

Доклад посвящен численному моделированию аэродинамических и акустических характеристик винтов вертолета в режиме висения с использованием экономных алгоритмов повышенной точности на неструктурированных сетках.

Анисимкин В.И., Земляницин М.А. «Акустическая методика для исследования тепловых процессов» Радиотехника и электроника, 63, № 9, с. 1029-1032 (2018)

Разработана методика экспериментального исследования тепловых процессов в жидких средах, которая основана на приведении в контакт теплового источника с твердотельным стержнем, зондировании стержня семейством акустических волн и измерении скоростей этих волн при изменении температуры. Методика апробирована на примере фазового перехода первого рода – испарения микрокапель жидкости. Показано, что она позволяет измерять температуру, время, скорость, теплоту испарения и массу жидкостной пробы. После соответствующей калибровки методика применима и для определения коэффициента теплопроводности твердотельных материалов.

Анисимов В.Н., Корпен И.В., Литвинов В.Л. «Применение метода Канторовича–Галеркина для решения краевых задач с условиями на движущихся границах» Механика твердого тела, № 2, с. 70-77 (2018)

Приближенный метод Канторовича–Галеркина рассматривается применительно к решению задач, описывающих колебания вязкоупругих объектов с условиями на движущихся границах и анализу резонансных свойств данных объектов. Метод позволяет учесть действие на систему сил сопротивления среды, изгибную жесткость, а так же граничные условия со слабой нестационарностью. Математическая постановка задачи включает дифференциальное уравнение в частных производных относительно искомой функции смещения и неоднородные граничные условия. Метод Канторовича–Галеркина позволяет учесть и начальные условия, однако они не влияют на резонансные свойства линейных систем, поэтому в данном случае не учитываются. При помощи введения в задачу новой функции граничные условия приводятся к однородным. Решение производится в безразмерных переменных с точностью до величин второго порядка малости относительно малых параметров, характеризующих скорость движения границы и вязкоупругость. Используя метод Канторовича–Галеркина находится высокой точности приближенное решение задачи о вынужденных продольных колебаниях вязкоупругого каната переменной длины, один конец которого наматывается на барабан, а второй жёстко закреплен. Приводятся результаты, полученные для амплитуды колебаний, соответствующих «-ной динамической моде. Исследуется явление установившегося резонанса и прохождения через резонанс с применением численных методов. Приводится графическая зависимость максимальной амплитуды колебаний каната при прохождении через резонанс в зависимости от коэффициента, характеризующего вязкоупругость объекта на основе модели Фойгта. Производится оценка точности метода Канторовича–Галеркина.

Невмержицкий Н.В., Раевский В.А., Сотсков Е.А., Сеньковский Е.Д., Давыдов Н.Б., Бодров Е.В., Фролов С.В., Анисифоров К.В., Георгиевская А.Б., Левкина Е.В., Кривонос О.Л., Кучкарева А.С., Гавриш А.Р., Ткаченко Б.И. «Некоторые особенности выброса частиц с поверхности ударно-нагруженного свинцового образца» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 82-89 (2018)

Представлены результаты экспериментального исследования процесса выброса частиц в низкий (0.05 атм) вакуум с узкой (0.2–0.8 мм) шероховатой (Rz=20–50 мкм) поверхности образца свинца под действием ударной волны интенсивностью около 17 и 34 ГПа. Регистрация течения проводилась видеокамерой в микроскопическом режиме при короткой лазерной подсветке. Благодаря малой оптической толщине пылевого потока получены спектры частиц примерно на 80% его высоты, отсчитываемой от фронта потока. Установлено, что при твердом состоянии свинца (17 ГПа) с шероховатой поверхности выбрасываются струи, состоящие из множества частиц; при жидком состоянии свинца (34 ГПа) с поверхности металла выбрасывается множество тонких (от 7 мкм) микрокумулятивных струй, которые со временем распадаются на частицы.

Аношкин А.Н., Паньков А.А., Писарев П.В. «Численный анализ акустического давления в модельном канале с резонатором Гельмгольца биконической формы» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 31-33 (2016)

Задача акустического совершенствования авиационных двигателей становится всё более актуальной, так как акустические характеристики являются важнейшими показателями конкурентоспособности самолетов, и современные звукопоглощающие конструкций являются предметом исследований многих отечественных и зарубежных ученых. Перспективным путем решения данной задачи является использование резонансных звукопоглощающих сотовых панелей, устанавливаемых в канале воздухозаборника и во внешнем контуре двигателя. Принцип действия звукопоглощающих сотовых панелей основан на эффекте поглощения и рассеяния излучения отдельными резонансными ячейками; акустическая шумовая волна входит через отверстия перфорации в обшивке панели в ячейку и, после некоторой задержки внутри, выходит из нее в противофазе к шуму и гасит его благодаря эффекту деструктивной интерференции. Цель работы – повышение эффективности шумоглушения в конструкциях современных авиационных двигателей на основе совершенствования геометрической формы резонансной ячейки и математического моделирования процесса распространения, взаимодействия с резонансной ячейкой и затухания акустической волны; в авторами предложена биконическая форма резонансной ячейки типа «песочные часы», которая позволила минимизировать акустические потери и сделать максимально более полным преобразование потенциальной энергии сжатия воздуха внутри нижней конической части ячейки в кинетическую энергию движения воздуха в коническо-цилиндрическом горле ячейки.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Захаров А.Г., Максимова К.А., Ашихмин В.А. «Экспериментальное определение акустической эффективности ЗПК со складчатым заполнителем» Научно-технический вестник Поволжья, № 5, с. 133-135 (2018)

Представлены результаты лабораторных экспериментов по определению акустических характеристик образцов складчатых звукопоглощающих конструкций. Установлено, что использование взаимно перпендикулярной, шахматной схемы расположения складчатых ячеек ЗПК исключает их взаимовлияние при совместной работе.

Писарев П.В., Захаров А.Г., Аношкин А.Н., Мерзлякова Н.А. «Численный расчет акустической эффективности ячеек ЗПК складчатой формы» Научно-технический вестник Поволжья, № 5, с. 136-139 (2018)

Работа посвящена исследованию акустических характеристик кубических резонаторов складчатых звукопоглощающих конструкций (ЗПК). В процессе работы сформулированы физическая и математическая модели прогнозирования эффективных акустических, свойств ячеек ЗПК. Проведены численные эксперименты по моделированию акустической волны в модельном канале с резонаторами кубической формы.

Писарев П.В., Шустова Е.Н., Аношкин А.Н., Максимова К.А. «Численный расчет акустических характеристик призматических резонаторов Гельмгольца» Научно-технический вестник Поволжья, № 1, с. 94-97 (2018)

Проводиться исследование влияния диаметра горловины призматического резонатора Гельмгольца на величину собственной частоты резонатора и значения коэффициента потери акустического давления в модельном канале. Проведен анализ распределения акустического давления по продольному сечению модельного канала.

Антипов В.А., Железный В.Б., Ковалев В.Н., Макарчук Ю.И. «Отображение информации шумопеленгования в корабельных гидроакустических системах» Гидроакустика, № 34, с. 87-99 (2018)

Рассматривается развитие отображения информации в шумопеленговании с 1920-x гг. до наших дней. Показано, что до 21 века отображение результатов шумопеленгования ограничивалось техническими возможностями. С появлением высокопроизводительных ЦВК и панельных станций вид представления информации стал определяться разработчиками. В США для отображения информации стали применяться изображения «водопадов» зеленого цвета, а в РФ – изображения, сформированные на основе цветового кодирования.

Антипов М.В., Юртов И.В., Утенков А.А., Блинов А.В., Садунов В.Д., Трищенко Т.В., Огородников В.А., Михайлов А.Л., Глушихин В.В., Вишневецкий Е.Д. «Применение пьезоэлектрического метода для измерения параметров ударно-индуцированных пылевых потоков» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 96-102 (2018)

Описан пьезоэлектрический метод измерения плотности и массы пылевых потоков, выбрасываемых со свободной поверхности конденсированного материала при выходе на нее ударной волны, а также особенности его реализации в ИФВ РФЯЦ ВНИИЭФ (г. Саров). Представлены конструкции пьезодатчиков, способы регистрации и обработки сигналов. Проведено сравнение данных измерения плотности и массы пылевых потоков пьезоэлектрическим, рентгенографическим и протонографическим методами, а также методом с использованием индикаторных фольг.

Тен К.А., Прууэл Э.Р., Кашкаров А.О., Рубцов И.А., Антипов М.В., Георгиевская А.Б., Михайлов А.Л., Спирин И.А., Аульченко В.М., Шехтман Л.И., Жуланов В.В., Толочко Б.П. «Регистрация выброса частиц из ударно-нагруженных металлов методами синхротронного излучения» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 103-111 (2018)

Проведены измерения распределения массы вдоль потока микрочастиц с использованием синхротронного излучения от коллайдера ВЭПП-3. Использование мягкого спектра излучения позволило измерить потоки микрочастиц с рекордной (минимальной) удельной плотностью (1 мг/см³). Одновременная регистрация потоков микрочастиц с помощью пьезодатчиков дает возможность сравнить и дополнить их показания.

Степкина М.Ю., Кудряшова О.Б., Антонникова А.А. «Скорости осаждения мелкодисперсных аэрозолей в акустическом и электрическом поле» Известия Томского политехнического университета, 329, № 3, с. 62-68 (2018)

Актуальность исследования связана с поиском эффективных способов осаждения мелкодисперсных аэрозолей с целью очистки производственных помещения от пыли и дыма. Развитие методов обеспечения чистоты воздушной среды в производственных помещениях особенно актуально в связи с применением нанотехнологий, а также химических технологий, связанных с возможными выбросами вредной и опасной пыли. Цель работы: поиск оптимальных способов осаждения мелкодисперсных аэрозолей при сравнении электростатического и ультразвукового способов осаждение частиц. Объекты: мелкодисперсные аэрозоли и способы их осаждения. Методы: математическое моделирование, оптические методы измерения функции распределения частиц по размерам и концентрации частиц аэрозоля с использованием лазерного измерительного комплекса ЛИД-2М и анализатора Malvern Spraytec. Результаты. Проведен теоретический анализ скоростей осаждения частиц мелкодисперсных аэрозолей (диаметр 1–20 мкм) в присутствии акустического, электрического поля с учетом дрейфа в электрическом поле, ультразвуковой коагуляции и акустических течений («звукового ветра»). Определены ведущие механизмы осаждения частиц в зависимости от их размера, что позволяет предложить оптимальные способы осаждения мелкодисперсных аэрозолей в каждом диапазоне размеров частиц. Математическая модель акустической коагуляции основана на интегральной форме уравнения Смолуховского. Представлены результаты экспериментального исследования осаждения частиц модельного аэрозоля (NaCl) с характерным диаметром частиц около 6 мкм с помощью ультразвука и с помощью электроосаждающего устройства. Установлено, что применение данных способов осаждения существенно ускоряет седиментацию модельного аэрозоля, что соответствует теоретическим результатам. С другой стороны, теоретические расчеты предсказывают, что по сравнению с ультразвуковым способом осаждения применение электростатического способа будет более эффективно для аэрозолей с относительно более крупными частицами.

Антонов С.Н. «Акустооптический дефлектор с высокой дифракционной эффективностью и широким угловым диапазоном сканирования» Акустический журнал, 64, № 4, с. 432-436 (2018)

Исследован новый тип акустооптического дефлектора с широким угловым диапазоном сканирования при высокой дифракционной эффективности. Прибор основан на использовании дополнительного дефлектора, осуществляющего подстройку угла падения входного луча для выполнения условия брэгговского синхронизма во всем диапазоне сканирования основного дефлектора. Измерены характеристики анизотропного двухкристального дефлектора на кристаллах парателлурита. Экспериментально установлено, что при коэффициенте дифракции не менее 90% частотная полоса работы прибора составляет 32 МГц, что определяет угол сканирования светового луча 50 мрад.

Курц В.В., Ануфриев И.Е. «Солвер с кратными шагами, обеспечивающий контроль точности по скорости и дистанции» Математическое моделирование, 30, № 9, с. 87-99 (2018)

Компьютерное моделирование автомобильного трафика на реальной улично-дорожной сети может быть использовано для решения целого спектра актуальных прикладных задач. Микроскопический подход и количество транспортных средств порядка десятков тысяч приводит к системам обыкновенных дифференциальных уравнений большой размерности. Динамика транспортных средств может сильно различаться, поэтому соответствующие системы дифференциальных уравнений имеют особенность – скорость изменения значений компонент вектора неизвестных, которыми в данном случае являются скорости автомобилей и дистанции между ними, лежит в широком диапазоне. В статье предложена схема численного интегрирования с кратными шагами, в которой в рамках каждого макрошага для каждой компоненты вектора неизвестных используется индивидуальный микрошаг. Значения шагов определяются с использованием полученной оценки локальной ошибки данной численной схемы. Соответствующее правило выбора шага получено как для скоростей автомобилей, так и для дистанций между ними. Причем для дистанций оценка локальной ошибки солвера с кратными шагами получена на один порядок точности выше, чем для скоростей, поскольку водители в первую очередь оценивают дистанцию, а не скорость. Разработанный численный метод показывает существенное ускорение вычислений по сравнению с соответствующим односкоростным методом.

Аристова Е.Н., Астафуров Г.О. «Характеристическая схема для решения уравнения переноса на неструктурированной сетке с барицентрической интерполяцией» Математическое моделирование, 30, № 9, с. 33-50 (2018)

Построен интерполяционно-характеристический метод порядка аппроксимации не меньше второго для решения уравнения переноса на неструктурированной сетке из тетраэдров. Задача нахождения численного решения этим методом, называемым в дальнейшем методом коротких характеристик, разбивается на две подзадачи. Первая связана с разрешением отдельной симплициальной ячейки. Необходимо указать набор сеточных величин, задание которых на освещенных гранях достаточно с математической точки зрения для нахождения всех оставшихся сеточных величин в ячейке. В зависимости от расположения ячейки и направления распространения излучения возникает три различных типа освещенности. В работе предложена интерполяция в барицентрических координатах ячейки с 14 свободными коэффициентами, позволяющая учесть значения интенсивности излучения в узлах, а также средние интегральные значения интенсивности по ребрам и граням без добавления новых точек шаблона. Такая интерполяция обеспечивает порядок аппроксимации не ниже второго с дополнительным учетом ряда членов третьего порядка. Кроме того метод учитывает консервативное перераспределение выходящего потока по граням ячейки. Вторая подзадача связана с выбором порядка обхода и разрешения ячеек и решается методами теории графов. Проведенные численные расчеты подтверждают порядок сходимости около второго.

Балахонов К.А., Артюшин Н.Ю., Чудников В.В., Дябиров Р.М. «Исследование вероятности битовых ошибок OFDM-сигналов в подводном акустическом канале» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 3, с. 4-16 (2018)

Исследованы зависимости вероятности битовых ошибок при передаче OFDM-сигналов в подводном акустическом канале путем имитационного моделирования. Модель канала представляет собой суперпозицию многократно принимаемых копий переданного OFDM-сигнала, при этом каждая копия имеет собственные задержку, амплитуду и временной масштабный коэффициент. Последний параметр отличает подводный акустический канал от радиоканала, в котором эффект Доплера моделируется сдвигом частоты. В качестве факторов, влияющих на вероятность битовой ошибки, рассмотрены параметры распределений временной задержки, масштабного коэффициента, мощности, а также число бит на символ при условии точной временной и частотной синхронизаций с наиболее мощным лучом. Отдельно рассмотрено влияние остаточной ошибки временной и частотной синхронизаций.

Арутюнян А.Р., Арутюнян Р.А. «Приложение энергетической концепции Гриффитса к формулировке критерия прочности нелинейно-упругой среды с трещиной» Механика твердого тела, № 3, с. 129-134 (2018)

В связи с массовым внедрением в инженерную практику нанокристаллических и нанокомпозитных материалов, упругая деформация в которых может достигать более 3%, возникает необходимость формулировки нелинейно-упругих уравнений и основополагающих критериев механики разрушения. В работе используется текущий коэффициент поперечной деформации и формулируются нелинейно-упругие уравнения и модифицированный критерий прочности Гриффитса для образца с трещиной. На основе этого критерия оцениваются значения теоретической и реальной прочности. Рассмотрены три случая: идеальная кристаллическая решетка без дефектов, нанокристаллические и нанокомпозитные материалы с размерами трещин в пределах нескольких нанометров, лабораторный образец с микронным размером трещин. Показано, что величина теоретической прочности на два порядка больше по сравнению со значением прочности лабораторного образца. Этот результат находится в согласии с известными в литературе оценками. В случае, когда в материале имеются трещины порядка наноразмеров, наблюдается значительное снижение прочности (в пределах одного порядка от теоретической прочности).

Арутюнян А.Р., Арутюнян Р.А. «Приложение энергетической концепции Гриффитса к формулировке критерия прочности нелинейно-упругой среды с трещиной» Механика твердого тела, № 3, с. 129-134 (2018)

В связи с массовым внедрением в инженерную практику нанокристаллических и нанокомпозитных материалов, упругая деформация в которых может достигать более 3%, возникает необходимость формулировки нелинейно-упругих уравнений и основополагающих критериев механики разрушения. В работе используется текущий коэффициент поперечной деформации и формулируются нелинейно-упругие уравнения и модифицированный критерий прочности Гриффитса для образца с трещиной. На основе этого критерия оцениваются значения теоретической и реальной прочности. Рассмотрены три случая: идеальная кристаллическая решетка без дефектов, нанокристаллические и нанокомпозитные материалы с размерами трещин в пределах нескольких нанометров, лабораторный образец с микронным размером трещин. Показано, что величина теоретической прочности на два порядка больше по сравнению со значением прочности лабораторного образца. Этот результат находится в согласии с известными в литературе оценками. В случае, когда в материале имеются трещины порядка наноразмеров, наблюдается значительное снижение прочности (в пределах одного порядка от теоретической прочности).

Архарова Н.В., Пягунин К.Р. «Влияние подхода к моделированию турбулентности на точность предсказания уровня шума вентилятора в дальнем поле» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 30-31 (2018)

Одним из приоритетных направлений стратегии развития Объединенной двигателестроительной корпорации является увеличение доли гражданской продукции в общем портфеле заказов и выход на международные рынки. Однако в условиях высокой конкуренции на рынке гражданских авиаперевозок необходимо уделять внимание не только технологическому совершенству силовых установок, но и их экологическим характеристикам. Вступление в силу в 2017 г. Главы 14 стандарта ICAO по шуму пассажирских самолетов на местности означает новый виток по принуждению производителей к активной работе по снижению шума, поэтому производители авиадвигателей и самолетов должны действовать в данном направлении совместно. Разработка современных авиационных двигателей – это комплексный процесс, который характеризуется высокой мультидисциплинарностью. Учет всех противоречивых требований по высоким удельным параметрам, уровню безопасности, экологичности, эргономичности и экономической эффективности в условиях сжатых сроков вывода продукции на рынок возможен только при опережающей отработке всех технических решений средствами вычислительного эксперимента. Для того, чтобы на самых ранних стадиях проектирования спрогнозировать уровень шума авиационного двигателя необходимо иметь виртуальную модель, отражающую изменение акустических характеристик основных его узлов при изменении облика. Такая модель с одной стороны должна обладать достаточной точностью для адекватного отражения малых конструктивных изменений и получения близких к реальным уровней шума, а с другой стороны должны обладать достаточной робастностью и скоростью получения результатов. В данной работе представлены результаты отработки промышленной методики расчета шума вентиляторной ступени авиационного двигателя с высокой степенью двухконтурности. Показано сравнение результатов расчета шума вентилятора в дальнем поле с использованием одномерной полуэмпирической методики, а также результаты расчета на основе модального состава генерируемого шума. Также представлена оценка влияния используемых подходов к моделированию турбулентности (RANS, DES, SAS SST) на модальный состав и общий уровень шума.

Архипов Б.В., Шапочкин Д.А. «Распространение нефтяных разливов в море» Математическое моделирование, 30, № 6, с. 39-59 (2018)

Предлагается модель растекания нефтяного разлива на основе обыкновенного дифференциального уравнения (ОДУ) базирующаяся на рассмотрении баланса сил, действующих на осесимметричное пятно. Предлагаемая модель отличается от других моделей специальным выбором коэффициентов при некоторых силовых членах в основном ОДУ. Эти коэффициенты выбираются из условия непосредственного получения формул Фэя из основного уравнения модели в результате уравнивания пар сил, в соответствие с подходом Фэя, преобладающих на каждой стадии процесса растекания. Достоинством предлагаемой модели является более последовательный и естественный переход от конечных алгебраических формул Фэя, содержащих константы, определенные по экспериментальным данным, к более общим ОДУ, описывающим процесс растекания. В модели рассматриваются основные процессы выветривания на основе метода «псевдокомпонент» и общая постановка в виде задачи Коши для набора дифференциальных уравнений и дополнительных соотношений. Проведено моделирование трансформации нефтяного разлива при различных параметрах и проведено сравнение с данными наблюдений.

Абдрашитов Р.Г., Коротаев В.С., Попов О.Ю., Стрельцов О.К., Чучкалов И.Б., Архиреева Е.Ю., Даньков Б.Н., Косенко А.П. «Численно-экспериментальные исследования путей снижения аэроакустических нагрузок в протяжённой прямоугольной каверне при дозвуковых и трансзвуковых скоростях набегающего потока» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 25-29 (2016)

На самолетах различных типов имеются конструктивные особенности в виде открытых полостей – каверн (ниши шасси, ниши размещения различных грузов). Течение в открытых полостях является нестационарным и влияет на усталостную прочность конструкции и величину генерируемого шума. Для уменьшения аэроакустических нагрузок в полостях используются различные устройства: дефлекторы, спойлеры, сопла микроструй. устанавливаемые вдоль внешней кромки передней стенки, скос задней стенки, и другие . Эффективность таких устройств была показана для полостей с открытым типом течения, когда оторвавшийся с передней кромки полости слой смешения примыкал к ее задней стенке (при дозвуковых и трансзвуковых скоростях набегающего потока относительная, в долях глубины, протяженность таких полостей соответствует L/H<6/

Асеев Д.Г., Сизых М.Р., Батоева А.А. «Окислительная деструкции фенолов в комбинированных соно-фентон-подобных системах при воздействии высокочастотного ультразвука» Журнал физической химии, 91, № 12, с. 2044-2049 (2017)

На примере фенола и хлорфенолов установлены кинетические закономерности окислительных процессов с участием высокореакционных кислородсодержащих радикалов, генерируемых in situ, в водной среде при воздействии акустической кавитации мегагерцового диапазона (1.7 МГц).

Аристова Е.Н., Астафуров Г.О. «Характеристическая схема для решения уравнения переноса на неструктурированной сетке с барицентрической интерполяцией» Математическое моделирование, 30, № 9, с. 33-50 (2018)

Построен интерполяционно-характеристический метод порядка аппроксимации не меньше второго для решения уравнения переноса на неструктурированной сетке из тетраэдров. Задача нахождения численного решения этим методом, называемым в дальнейшем методом коротких характеристик, разбивается на две подзадачи. Первая связана с разрешением отдельной симплициальной ячейки. Необходимо указать набор сеточных величин, задание которых на освещенных гранях достаточно с математической точки зрения для нахождения всех оставшихся сеточных величин в ячейке. В зависимости от расположения ячейки и направления распространения излучения возникает три различных типа освещенности. В работе предложена интерполяция в барицентрических координатах ячейки с 14 свободными коэффициентами, позволяющая учесть значения интенсивности излучения в узлах, а также средние интегральные значения интенсивности по ребрам и граням без добавления новых точек шаблона. Такая интерполяция обеспечивает порядок аппроксимации не ниже второго с дополнительным учетом ряда членов третьего порядка. Кроме того метод учитывает консервативное перераспределение выходящего потока по граням ячейки. Вторая подзадача связана с выбором порядка обхода и разрешения ячеек и решается методами теории графов. Проведенные численные расчеты подтверждают порядок сходимости около второго.

Асташев В.К., Крупенин В.Л. «К анализу моделей эффективных ультразвуковых технологических машин» Вестник научно-технического развития, № 7, с. 3-10 (2018)

В общем виде проведено рассмотрение ультразвуковых технологических процессов, среди которых могут быть вибрационное резание, упрочнение, волочение, выглаживание, сварка и многие другие. Обсуждаются вопросы разработки эффективных моделей систем и перспективы развития технологий.

Асфандияров Д.Г., Глотов В.Ю., Головизнин В.М., Данилин А.В., Зайцев М.А., Канаев Л.А., Кондаков В.Г., Соловьев А.В. «Новые вехи в развитии схемы КАБАРЕ» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Шестая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 19–24 сентября 2016 г.: Сборник тезисов, с. 34-36 (2016)

В методе конечных объемов, ставшим стандартом при численном решении систем законов сохранения, наиболее вариативным элементом является определение потоков на гранях расчетных ячеек. Словосочетание «схема КАБАРЕ» определяет технику задания таких потоков через процедуру экстраполяции, в отличие от всех других алгоритмов, где используется интерполяция. Для гиперболических систем уравнений это приводит к разностным схемам, обладающим свойством временной обратимости на течениях, в которых характеристики одного семейства не пересекаются. Схема КАБАРЕ известна достаточно давно. Она прошла все этапы развития – от простейшего одномерного линейного уравнения переноса до квазилинейных систем законов сохранения гиперболическою типа в случае многих пространственных переменных, и подробно описана в монографии. Дальнейшее развитие схемы КАБАРЕ происходит в процессе опытной эксплуатации и наращивания функционала комплекса программ CABARET-Slages. реализующего эту методику на трехмерных неструктурированных гексагональных сетках, адаптированных к границам области.

Атамуратов А.Ж., Михайлов И.Е., Таран Н.А. «Гашение вынужденных поперечных колебаний упругой балки с помощью нескольких стационарных актьюаторов» Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, № 2, с. 5-15 (2018)

Методы управления колебаниями элементов сложных механических систем, таких как струны, мембраны, балки, пластины, начали интенсивно развиваться с 70-х годов прошлого столетия. В частности, колебания балки моделируются уравнением в частных производных четвёртого порядка, гиперболическим по Петровскому. Минимизируемым функционалом является интеграл энергии колеблющейся балки. Управление осуществляется с помощью некоторой функции, входящей в правую часть уравнения. Ранее было показано, что решение задачи существует при любом заданном времени гашения, однако с уменьшением этого времени нахождение оптимального управления усложняется. Для получения приближенных численных решений рассматривались так называемые точечные актьюаторы. Было рассмотрено управление с помощью одного точечного актьюатора, помещенного в некоторой точке балки, однако оказалось, что в этом случае осуществить гашение не всегда возможно. Поэтому было также рассмотрено управление с помощью точечного актьюатора, перемещающегося по небольшому участку балки. Однако практическая реализация такого актьюатора весьма затруднительна. работе численное гашение колебаний балки осуществляется с помощью нескольких неподвижных точечных актьюаторов. Разработаны вычислительные алгоритмы на основе метода матричной прогонки и метода отыскания минимума функций многих переменных Марквардта. Для отыскания хорошего начального приближения при минимизации интеграла энергии используются эмпирические функции с небольшим числом переменных. Это позволило существенно уменьшить время расчета одного примера. Приводятся примеры расчетов гашения колебаний с различным числом актьюаторов. Показано, что амплитуда колебаний любых управляющих функций возрастает с уменьшением заданного времени гашения. Приводятся примеры гашения колебаний при наличии ограничений на управляющие функции, в этом случае существует минимальное время гашения. Рассмотрено гашение колебаний в случае, когда на разных временных промежутках гашения колебаний включаются разные комбинации актьюаторов.

Аткин Е., Булатов В., Дорохов В., Горбунов Н., Филиппов С., Гребенюк В., Карманов Д., Ковалев И., Кудряшов И., Курганов А., Меркин М., Панов А., Подорожный Д., Полко Д., Пороховой С., Шумихин В., Ткаченко А., Ткачев Л., Турундаевский А., Васильев О., Воронин А. «Новое универсальное колено космических лучей вблизи магнитной жесткости 10 ТВ по данным космической обсерватории НУКЛОН» Письма в ЖЭТФ, 108, № 1, с. 5-13 (2018)

Результаты космической обсерватории НУКЛОН дают сильное указание на существование нового универсального “колена” космических лучей, которое наблюдается во всех группах ядер, включая тяжелые ядра, вблизи магнитной жесткости 10 ТВ. Универсальность означает одно и то же положение колена в шкале магнитной жесткости для всех групп ядер. Колено наблюдается с использованием обоих методов измерения энергии частиц, реализованных в обсерватории НУКЛОН – калориметрическим методом и кинематическим методом. Новое “колено” космических лучей, вероятно, связано с пределом ускорения достаточно широко распространенным или ближним источником космических лучей.

Тен К.А., Прууэл Э.Р., Кашкаров А.О., Рубцов И.А., Антипов М.В., Георгиевская А.Б., Михайлов А.Л., Спирин И.А., Аульченко В.М., Шехтман Л.И., Жуланов В.В., Толочко Б.П. «Регистрация выброса частиц из ударно-нагруженных металлов методами синхротронного излучения» Физика горения и взрыва, 54, № 4, с. 103-111 (2018)

Проведены измерения распределения массы вдоль потока микрочастиц с использованием синхротронного излучения от коллайдера ВЭПП-3. Использование мягкого спектра излучения позволило измерить потоки микрочастиц с рекордной (минимальной) удельной плотностью (1 мг/см³). Одновременная регистрация потоков микрочастиц с помощью пьезодатчиков дает возможность сравнить и дополнить их показания.

Носов В.В., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В., Афанасьев В.Л., Балега Ю.Ю., Власюк В.В., Панчук В.Е., Якопов Г.В. «Исследования астроклимата в Специальной астрофизической обсерватории РАН» Оптика атмосферы и океана, 31, № 8, с. 616–627 (2018)

Представлены результаты измерений характеристик астроклимата в Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН (Северный Кавказ) в 2012 и 2016 гг. Экспериментальные результаты получены из долговременных рядов наблюдений дневного и ночного астроклимата в САО. Установлено присутствие над территорией САО неколмогоровской когерентной турбулентности, в которой улучшается качество изображений телескопов. Выяснено влияние типа подстилающей поверхности и направления скорости ветра на режим возникновения когерентной турбулентности. Установлено, что причинами ее появления являются горный рельеф и неравномерность нагрева подстилающей поверхности. Экспериментально исследовано распределение скоростей движений воздуха в объеме подкупольного пространства Большого телескопа азимутального (БТА). Проведено численное моделирование движений воздушных масс в подкупольном пространстве БТА для анализа влияния температурного режима и формы конструкций. Решения краевой задачи подтверждают наличие экспериментально зарегистрированной вихревой структуры с вертикальной осью вращения. Причинами ее возникновения являются температурные градиенты подкупольных поверхностей.

Баничук Н.В., Афанасьев В.С., Шевченко А.В. «О неустойчивости продольного движения вдоль цилиндрической поверхности термоупругого полотна, моделируемого растягиваемой нагретой струной» Механика твердого тела, № 2, с. 44-47 (2018)

На основе классических методов математической физики и механики исследуется проблема устойчивости термоупругого полотна, движущегося с постоянной скоростью без учета трения вдоль цилиндрической поверхности и моделируемого растягиваемой нагретой струной. При достаточно большой скорости и нагреве струны происходит потеря устойчивости движения и перемещение струны в направлении, нормальном к цилиндрической поверхности. Для исследования неустойчивости применяется статический метод, основанный на рассмотрении стационарных нетривиальных форм потери устойчивости, то есть на изучении задачи бифуркации решений (задачи на собственные значения) соответствующих дифференциальных уравнений. Отдельно рассматривается случай движения полотна вдоль кругового цилиндра и находится выражение для критической скорости, приводящей к потере устойчивости.

Утяшев И.М., Ахтямов А.М. «Определение граничных условий закрепления струн по собственным частотам колебаний в среде с переменным несимметричным коэффициентом упругости» Прикладная механика и техническая физика, 59, № 4, с. 204-211 (2018)

Рассматривается обратная задача идентификации краевых условий для задачи, описывающей колебания струны, происходящие в упругой внешней среде, коэффициент упругости которой описывается несимметрическим потенциалом. Показано, что в отличие от случая симметрического потенциала краевые условия могут быть идентифицированы однозначно, однако при этом, вообще говоря, необходимо использовать не две, а три собственные частоты колебаний. Рассмотрены случаи, когда возможна однозначная идентификация по двум собственным частотам. Предложены методы определения граничных условий по двум и трем собственным частотам. Проанализирована погрешность методов.

Писарев П.В., Аношкин А.Н., Захаров А.Г., Максимова К.А., Ашихмин В.А. «Экспериментальное определение акустической эффективности ЗПК со складчатым заполнителем» Научно-технический вестник Поволжья, № 5, с. 133-135 (2018)

Представлены результаты лабораторных экспериментов по определению акустических характеристик образцов складчатых звукопоглощающих конструкций. Установлено, что использование взаимно перпендикулярной, шахматной схемы расположения складчатых ячеек ЗПК исключает их взаимовлияние при совместной работе.

Аюпов Р.Ш., Бендерский Л.А., Любимов Д.А. «Анализ влияния неоднородного набегающего потока на спектральные свойства и уровень пульсаций давления в сверхзвуковом воздухозаборнике с помощью RANS/ILES метода» Вычислительный эксперимент в аэроакустике: Седьмая всероссийская конференция, г. Светлогорск Калининградской обл., 17–22 сентября 2018 г.: Сборник тезисов, с. 32-36 (2018)

При эксплуатации летательных аппаратов возможны ситуации, когда в набегающем потоке распределение тех или иных параметров неоднородное. Неоднородность поля температуры в набегающем потоке может возникать при попадании в воздухозаборник горячего следа двигателя другого летательного аппарата. Для правильного определения безопасности эксплуатации летательного аппарата требуется знать поведение узлов его силовой установки, в том числе в условиях неоднородного набегающего потока перед воздухозаборником.